郭永紅（唐山市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司，河北 唐山 063000）

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淺析燃?xì)夤艿来┛缭焦こ炭拐鸺夹g(shù)

郭永紅
（唐山市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司，河北 唐山 063000）

摘 要：本文基于地震災(zāi)害對(duì)燃?xì)夤艿浪a(chǎn)生的影響進(jìn)行深層次地分析，并結(jié)合實(shí)際案例針對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)易受地震破壞的因素提出燃?xì)夤艿来┛缭焦こ炭拐鸺夹g(shù)要點(diǎn)，其在解決燃?xì)夤艿来┛缭焦こ虒?shí)際施工過程的抗震技術(shù)上具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿溃淮┛缭焦こ?；地震；抗震技術(shù)

目前我國(guó)對(duì)地震災(zāi)害的預(yù)測(cè)技術(shù)研究仍處于起步階段，不能及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)知到地震災(zāi)害的發(fā)生。因此在地震災(zāi)害面前，提升燃?xì)夤芫W(wǎng)的抗震等級(jí)、做好防御工作十分重要。

一、地震對(duì)燃?xì)夤艿兰霸O(shè)施的影響

地震災(zāi)害具有瞬時(shí)性、強(qiáng)災(zāi)害性的特點(diǎn)。其對(duì)燃?xì)夤艿兰霸O(shè)施主要有直接影響和次生影響兩方面。而對(duì)燃?xì)庀到y(tǒng)而言，地震造成的間接毀壞往往更為嚴(yán)重。

1 直接影響：由于地震引發(fā)的地表震動(dòng)以及斷層破壞，可導(dǎo)致燃?xì)夤艿烙绕涫谴┛缭轿恢玫墓艿酪约伴y門的破裂、錯(cuò)動(dòng)，進(jìn)而造成城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)癱瘓，燃?xì)庑孤绊懻５娜細(xì)夤?yīng)和使用。

2 次生影響：地震所導(dǎo)致的燃?xì)夤艿榔屏褧?huì)造成燃?xì)獾男孤雒骰饦O易引發(fā)火災(zāi)甚至是爆炸事故的發(fā)生，造成環(huán)境污染的同時(shí)，也進(jìn)一步加劇了地震災(zāi)害的破壞程度，而由火災(zāi)和爆炸引發(fā)的混亂也給災(zāi)后營(yíng)救帶來了不良影響；同時(shí)，由于地面振動(dòng)造成地表建筑物坍塌，使得交通通信系統(tǒng)癱瘓，由燃?xì)夤艿佬孤┮l(fā)的火災(zāi)、爆炸災(zāi)情往往無法及時(shí)采取營(yíng)救措施，也給震后燃?xì)夤艿赖膿屝薰ぷ鲙砹死щy。

二、影響燃?xì)夤芫W(wǎng)地震破壞的因素

1 地震烈度。地震烈度用于衡量地震的劇烈程度或?qū)Νh(huán)境的破壞程度，震級(jí)愈大，震源愈淺，地震烈度也就愈大，從而對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的毀壞性也就愈強(qiáng)烈。

2 空間及場(chǎng)地條件。由于場(chǎng)地條件不同，如空間的開闊性差異、空間方位差異、場(chǎng)地地質(zhì)條件差異、管段的埋深（覆蓋土層厚度差異）等因素都會(huì)影響地震對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的破壞程度。通過相關(guān)的理論研究，可發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤艿朗苷馂?zāi)的影響程度與周圍土層的性能聯(lián)系密切。一般地說，埋置于軟土地基地區(qū)的細(xì)顆粒土地段管道受災(zāi)影響程度相比其他粗顆粒土質(zhì)區(qū)更為嚴(yán)重。

圖1 管道穿越斷裂帶立面圖（本圖尺寸單位為mm）

3 管材。除了外界因素的影響，管道本身的性能與受震災(zāi)影響程度也息息相關(guān)。在市政工程中，常用的燃?xì)夤艿拦懿闹饕需T鐵、鋼材以及目前取得較快發(fā)展的聚乙烯（PE）管材?？紤]到管道的整體抗震性能，需選用延展性、強(qiáng)度優(yōu)良的管材，而鋼材和PE管材的性能明顯高于鑄鐵管材，故在近幾年得到廣泛應(yīng)用；同時(shí)，PE管材采用熱熔型連接，對(duì)整體抗震性能有一定提升，對(duì)于PE管材的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

4 管道口徑及厚度。筆者據(jù)多方面實(shí)地考察研究發(fā)現(xiàn)，管道口徑大、壁厚大的管道有著更優(yōu)越的抗震性能。

5 管內(nèi)壓強(qiáng)。影響燃?xì)夤艿揽拐鹦阅艿囊蛩剡€包括管內(nèi)燃?xì)鈮簭?qiáng)的大小。相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)表明，高壓管道在遇到地震破壞時(shí)，由于管內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生了一定的緩沖作用，故管道受震形變較小，可承受地震荷載大，抗震性能高于低壓管道。

三、燃?xì)夤艿来┛缭焦こ炭拐鸺夹g(shù)要點(diǎn)

1 管道線路工程地質(zhì)勘察

管道沿線地質(zhì)工程的勘察主要包括初步勘察以及后續(xù)詳細(xì)勘察兩部分內(nèi)容。

在初步勘察中，需對(duì)土質(zhì)的構(gòu)造、土層、巖質(zhì)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，同時(shí)結(jié)合相關(guān)參考資料，對(duì)管路沿線地質(zhì)進(jìn)行初步勘察，給出初步勘察報(bào)告；

后續(xù)詳細(xì)調(diào)查主要是對(duì)管道周圍土質(zhì)、水文條件進(jìn)行考察調(diào)研，根據(jù)工程勘察等級(jí)確定合適的勘測(cè)點(diǎn)和勘察深度，為后期的管網(wǎng)設(shè)計(jì)提供參考。

2 管道壁厚及管材

管道本身的性能與受震災(zāi)影響程度也息息相關(guān)，基于前文研究的管道壁厚與管材對(duì)抗震性能的影響可以得出，從管道本身性能參數(shù)方面來考慮燃?xì)夤艿来┛缭焦こ炭拐鹦阅艿奶嵘?，?yīng)選用管道壁厚較大且延展性及強(qiáng)度優(yōu)良的管材，如鋼材或者是聚乙烯（PE）管材等。而且由于采用熱熔型連接的特點(diǎn)在抗震方面有著更好的表現(xiàn)，因此PE管材具有良好的應(yīng)用與發(fā)展前景。

3 管道的焊接

燃?xì)夤艿赖暮附有问綄?duì)管道抗震性能也起著重要的作用，目前提升管道焊接性能以達(dá)到抗震目標(biāo)的主要方式為采用半自動(dòng)焊接工藝或者是手工向焊焊接；

其次，在焊接結(jié)束后應(yīng)針對(duì)管道的焊縫按照相關(guān)流程進(jìn)行檢測(cè)，抗震性能。

4 管道敷設(shè)

針對(duì)不同環(huán)境的抗震要求，對(duì)管道鋪設(shè)方式進(jìn)行調(diào)整。

目前多數(shù)施工單位采用的管道敷設(shè)方式為直埋方式敷設(shè)，對(duì)不同地理環(huán)境應(yīng)考慮其耕作深度以及荷載的差異，合理布置土層覆蓋厚度；當(dāng)出現(xiàn)管道彎轉(zhuǎn)或者變徑時(shí)，應(yīng)視具體情況不同而采取彈性鋪設(shè)方式，以減免地震災(zāi)害對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的影響程度。

5 閥門的選型及控制機(jī)構(gòu)

閥門對(duì)燃?xì)夤艿揽拐鹦阅艿挠绊懼饕强紤]其調(diào)整的靈活度需求，目前較為科學(xué)的閥門控制系統(tǒng)采用了氣液聯(lián)動(dòng)的直通式球閥技術(shù)，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時(shí)，可以通過控制閥門來及時(shí)切斷燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，最大程度地減少燃?xì)庑孤┘捌浯紊鸀?zāi)害的發(fā)生。

另一方面，對(duì)于控制系統(tǒng)的改進(jìn)現(xiàn)多采用遠(yuǎn)程控制的方式，對(duì)快速發(fā)生的地震及時(shí)采取應(yīng)用措施，進(jìn)而起到良好的抗震效果。

6 SCADA系統(tǒng)

SCADA系統(tǒng)，全名為Supervisory Control And Data Acquisition系統(tǒng)，是一種基于計(jì)算機(jī)控制下的信息獲取及分析、傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。

在燃?xì)夤芫W(wǎng)抗震系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于提升信息的準(zhǔn)確性以及信息傳輸?shù)募皶r(shí)性起到重要的作用。通過SCADA系統(tǒng)可對(duì)整個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)及及時(shí)調(diào)控，當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時(shí)，可通過該系統(tǒng)對(duì)于燃?xì)夤芫W(wǎng)中的問題及時(shí)檢測(cè)并采取施救措施，保證燃?xì)夤艿朗┕さ陌踩?/p>

7 通過活動(dòng)斷裂帶的抗震技術(shù)

在燃?xì)夤艿来┛缭焦こ讨校?dāng)管道通過活動(dòng)斷裂帶時(shí)，對(duì)于抗震問題的措施可采用架空鋪設(shè)、彈性連接、布置維護(hù)鋪墊等方式，以盡量減少地震對(duì)于燃?xì)夤芫W(wǎng)的影響。

四、實(shí)際案例分析

在此，結(jié)合西氣東輸冀寧管道工程進(jìn)行實(shí)例分析。該項(xiàng)目的燃?xì)夤苈啡L(zhǎng)為910km，其中由于環(huán)境地形差異，管路需穿越斷裂層18條，且有兩條處于活動(dòng)斷裂帶。針對(duì)穿跨越的斷裂帶不同，根據(jù)實(shí)地勘測(cè)和相關(guān)抗震研究確定了合理的抗震措施。

1 當(dāng)需穿跨越的斷裂帶主要為正斷，帶寬5m～25m時(shí)，且可發(fā)生的破壞性地震水平斷錯(cuò)2m～4m，垂直斷錯(cuò)0.4m～0.8m，采取以下對(duì)策。

（1）斷面處管道加厚。壁厚18.4mm。

（2）管道鋪設(shè)方案為斜坡管溝方案，如圖1所示。

（3）在處理管道變向問題時(shí)，應(yīng)用彈性鋪設(shè)。

（4）在斷裂帶管道兩周設(shè)置全線閥室，當(dāng)出現(xiàn)地震災(zāi)害，可以有效切斷供氣。

（5）管道焊縫射線復(fù)查。

（6）管道材料選用光滑，表面摩擦系數(shù)低的管材，有利于形變。

2 當(dāng)需穿跨越的斷裂帶主要為逆右旋走滑，帶寬20m～50m，且可發(fā)生的破壞性地震水平斷錯(cuò)2m～4m，垂直斷錯(cuò)0.4m～0.8m，采取以下對(duì)策。

（1）項(xiàng)目采取特殊斷面的管溝方案穿越斷面，其中管溝底部應(yīng)做到平整，合理確定開挖方案。

（2）通過比較各種方案，最終確定管道鋪設(shè)方案為斜坡管溝方案。

（3）當(dāng)管道通過斷裂層時(shí)，采取加厚管路，壁厚規(guī)格為18.4mm。

（4）對(duì)于斷層處的管路采取彈性連接敷設(shè)的方式對(duì)管道的轉(zhuǎn)向。

（5）對(duì)管路接縫處采取100%X射線檢查。

（6）提升抗腐蝕性能，采用3PE加強(qiáng)級(jí)防腐措施。

結(jié)語

本文對(duì)管道穿跨越工程施工中的抗震技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析，總結(jié)了燃?xì)夤芫W(wǎng)受地震災(zāi)害的影響因素，并針對(duì)各項(xiàng)因素對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)提出了改進(jìn)措施。相信隨著科技不斷進(jìn)步，燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的抗震性能會(huì)不斷提升，進(jìn)而促進(jìn)人民生活水平的提高。

參考文獻(xiàn)

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［2］ GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

中圖分類號(hào)：TE83

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A