1、吉林大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中文題工程索賠管理探討學(xué)生姓名王娟層次年級(jí)2007春專升本指導(dǎo)教師胡忠君學(xué)習(xí)中心 長(zhǎng)春涉外專業(yè)土木工程學(xué)號(hào) 207313106020101職稱講師成績(jī)2009 年 7 月 1 日摘要地震波影響的區(qū)域要比永久性地土移動(dòng)所發(fā)生的區(qū)域廣， 破壞管道系統(tǒng)薄弱部分的可能性大 ; 但是永久性地土移動(dòng)比地 震波產(chǎn)生的后果要嚴(yán)重得多。由地震引起的大規(guī)模永久性地土 移動(dòng), 如地表斷裂、沙土液化、塌方等對(duì)長(zhǎng)輸管道的損壞最為嚴(yán) 重。從管道損傷的角度來(lái)評(píng)價(jià)損壞的原因；對(duì)于規(guī)定地震危險(xiǎn) 等級(jí)和工程設(shè)施的定點(diǎn)都很重要?？拐鸢踩栽u(píng)價(jià)的依據(jù)是管 道沿線的地震危險(xiǎn)性、地震動(dòng)影響、地震地質(zhì)

2、災(zāi)害危險(xiǎn)性和管 道各站工程結(jié)構(gòu)物、設(shè)備、管道的基本情況，綜合這些基本資 料，對(duì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百乃至數(shù)千公里的管道不可能逐點(diǎn)全線評(píng)價(jià)，而 應(yīng)該選擇典型管段， 包括大型穿跨越， 一般跨越和一般場(chǎng)地管 段,跨斷層、跨液化區(qū)管段等 , 進(jìn)行典型分析， 對(duì)各種站內(nèi)的建 筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、 設(shè)施逐一進(jìn)行評(píng)價(jià) .以四川石油管理局管 轄的輸氣長(zhǎng)輸管道的抗震安全性評(píng)價(jià)為例說(shuō)明了評(píng)價(jià)這種長(zhǎng) 大管線的方法 及對(duì)各種薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)采取的抗震措施， 所提出的 方法和措施對(duì)其它管線的抗震問(wèn)題有借鑒意義。關(guān)鍵詞 : 地震 災(zāi)害 輸油管道 管道抗震目錄前言 1第一章 21.1 61。1。1 71.1.2 9第一早 62.1 62。1。

3、1 72。1。2 92.2 112.1.2 112。1.2 12第三章 133。1 133。 1。1 153。1。2 17結(jié)論 19參考文獻(xiàn)20致謝 21、八 、-前言地震是突發(fā)式自然災(zāi)害， 破壞性地震頃刻間就會(huì)使一座正常運(yùn)轉(zhuǎn)的城 市癱瘓。尤其是近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市規(guī)模迅速增大， 高度的 城市化的特點(diǎn)，使城市遭受地震引起的危害性大大增加 .美國(guó)的北嶺地震、 日本的阪神地震都對(duì)城市造成了嚴(yán)重的破壞， 這就使各個(gè)國(guó)家更加重視對(duì) 城市抗震防震的研究。 而城市防震工作的重點(diǎn)之一就是保障生命線工程系 統(tǒng)的安全。生命線工程，如能源、交通、供水、供氣等設(shè)施必須具備很強(qiáng) 的抗震能力 ,特別是輸油、輸

4、氣管道的抗震能力尤為重要，它的破壞會(huì)引 起火災(zāi)和爆炸。因此如何提高管道抗震能力就成為一個(gè)非常重要的課題。第一章 地震災(zāi)害對(duì)長(zhǎng)輸管道的影響1.1 地震的危害性地震所產(chǎn)生的危害， 是由行進(jìn)的地震波和永久性的地土變形而引起的 地震波所能影響的區(qū)域要比永久性的地土移動(dòng)發(fā)生區(qū)域大， 破壞管道系統(tǒng) 薄弱部分的可能性大。 而永久性的地土移動(dòng)比地震波形成的最大地表變位 的后果要嚴(yán)重，它常常造成嚴(yán)重的災(zāi)難性破壞 . 在地震時(shí) ,永久性的地土移 動(dòng)對(duì)地下管道和其它管道造成的最大扭曲， 可以看作是地震中最嚴(yán)重的破 壞形式。地震波對(duì)地下管道產(chǎn)生拉伸作用， 但是由此動(dòng)力激發(fā)的慣性效應(yīng) 極小，對(duì)管材的屈服點(diǎn)或斷裂界限值的

5、構(gòu)成只占很小的比例。 一些遭受腐 蝕或焊接質(zhì)量差的薄弱管段受到過(guò)地震波的破壞， 而按照當(dāng)代技術(shù)規(guī)程和 質(zhì)量控制建設(shè)的連續(xù)環(huán)縫焊接鋼管在發(fā)生地震中幾乎沒(méi)受到破壞 . 大規(guī)模 永久性地土移動(dòng)，如地表斷裂、土壤液化、滑坡對(duì)管道的損壞最為嚴(yán)重。 1。1。 1 地表斷裂地表斷裂是最顯著的一種地動(dòng)形式， 主要原因是因?yàn)榈乇頂嗔堰\(yùn)動(dòng)給 人留下深刻印象，并且一直是許多圖表和報(bào)告的主題 . 其實(shí)地表斷裂相對(duì) 很少發(fā)生，地震等級(jí)不到里氏 6級(jí)，不會(huì)產(chǎn)生地表斷裂現(xiàn)象；地表斷裂位 移大到足以使管道損壞，一般地震等級(jí)要達(dá)到 66. 5級(jí). 1。1。2 沙土液化通常，對(duì)于地下管道，沙土發(fā)生液化誘發(fā)的地土移動(dòng)對(duì)管道危害最大

6、。 流滑事故指完全液化的沙土位移，通常發(fā)生在坡度大于 5°的疏松的、飽 和沙土中。側(cè)向擴(kuò)展指由于下層沙土液化致使表面的土體產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)。 最大的位移通常為若干英尺 ,有時(shí)還可以出現(xiàn)在傾斜度 0. 51. 0的緩坡 上。沿著側(cè)向擴(kuò)展的邊緣， 地土的變形形式趨向于在法線方向和平移斷層 處反疊. 在美國(guó)的中西部和東部 , 對(duì)地震問(wèn)題來(lái)說(shuō)主要關(guān)注的是沙土液化。 為了減少沙土液化的危害 , 工程措施要求： (1 )評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)沙土液化的敏感 性；（ 2）評(píng)估地土移動(dòng)的形式和因沙土液化導(dǎo)致的地土破壞。1。1.3 塌方較深的滑移 , 使大面積的地土移動(dòng)和發(fā)生翻轉(zhuǎn)，造成大災(zāi)難并影響大 片區(qū)域. 麥迪遜峽

7、谷的滑坡是因?yàn)?1959年赫希根湖發(fā)生的地震引起的，它 致使2800x 10垢以上的巖石和土體滑動(dòng).另一個(gè)較大的地面滑動(dòng)發(fā)生在1 964年阿拉斯加地震 , 導(dǎo)致特納蓋恩峰和安克雷奇市的地面滑動(dòng)。 發(fā)生強(qiáng)烈 的地面滑動(dòng)事故，管道不受損傷是不可能的。根據(jù)上述情況， 為了保護(hù)管 道，最好加固坡或把管道安裝在滑動(dòng)區(qū)域以外的地方。 因?yàn)榧庸唐虏唤?jīng)濟(jì)， 尤其是在邊遠(yuǎn)地區(qū) ,因此, 重點(diǎn)應(yīng)放在辨明塌方區(qū)并避開(kāi)該區(qū)域。土體增密地震時(shí)的土體增密，是因循環(huán)剪切應(yīng)變使得無(wú)內(nèi)聚力材料的體積變 小，使地面下沉和土體沿邊界陷落。 此種場(chǎng)合下潛在危險(xiǎn)最大的地點(diǎn)位于 相對(duì)堅(jiān)硬區(qū)和相鄰填充區(qū)的交界處。 比如管道穿過(guò)橋墩、 泵站

8、以及油罐的 連接處。1.1 。5 構(gòu)造上升和下沉這種區(qū)域性海拔高程的變化分布較大， 因此地下管道的局部變形并不 嚴(yán)重 . 但如果使地下管道下降到水源附近就有可能出現(xiàn)問(wèn)題，如管道受到 腐蝕和局部受到?jīng)_刷。1。2 管道的作用管道運(yùn)輸是能源輸送的主要手段 管道在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)和人們生 活中占有相當(dāng)重要的位置，其在輸送水、油、氣、煤以及通信、供電、交 通、運(yùn)輸和排水等方面得到了廣泛的應(yīng)用， 成為現(xiàn)代工業(yè)和城鎮(zhèn)生活的大 動(dòng)脈, 因而被稱為生命線工程隨著對(duì)能源、尤其是天然氣等潔凈能源需 求量的增加 ,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸融入世界經(jīng)濟(jì)大潮的需要，天然氣長(zhǎng) 距離輸氣干線和輸配系統(tǒng)的建設(shè)已引起國(guó)家的高度重視。

9、 “十五” 期間， 我國(guó)建成投產(chǎn)了西氣東輸工程、陜京輸氣管道工程、澀 - 寧蘭輸氣管 道工程、蘭成渝輸油管道工程等一大批生命線工程。 長(zhǎng)達(dá) 4200多公里， 跨越8個(gè)省區(qū)的“西氣東輸 " 工程將使西部燃?xì)赓Y源成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)， 變西部資源優(yōu)勢(shì)為市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的重要舉措。據(jù)悉， “十一五”期間，石油天 然氣行業(yè)還將有一大批管道和儲(chǔ)氣庫(kù)工程開(kāi)工建設(shè)。1。3 地震對(duì)管道的影響1。3.1 1964 年阿拉斯加地震1964年阿拉斯加發(fā)生地震時(shí) , 地下管道系統(tǒng)遭受到地震引起的沙土液 化、地土滑移、地面升降的損害。安克雷奇市附近的塌方破壞了儲(chǔ)油罐， 1 200 t 柴油溢流遍地。在國(guó)家醫(yī)院附近，由于

10、發(fā)生地土滑移使石油儲(chǔ)罐 破壞和高壓輸氣干線破裂， 安克雷奇市配氣系統(tǒng)破裂了約 200處.1964 年阿 拉斯加的地震說(shuō)明，如果管道避開(kāi)地土變形大的區(qū)域則幾乎不會(huì)受損 . 從 基奈半島到尼克山的29 km原油管道沒(méi)有受到損壞，從海恩思到費(fèi)爾班克 思的11O0 km軍用成品油管道也沒(méi)有受到損壞。1.3 。2 1971 年圣費(fèi)爾南多地震1971年發(fā)生的地震使各種管道破裂總數(shù)超過(guò) 1400處，圣費(fèi)爾南多市的 水、氣、污水等管道全部停用。雖然地震產(chǎn)生的地表斷層位移面積僅占強(qiáng) 地震影響區(qū)面積的1/200。強(qiáng)地震區(qū)管道破裂的2550 %發(fā)生在橫斷層 上和橫斷層附近。此外，地震引發(fā)了 1 000處地土滑移，使

11、輸水管道和輸 氣管道受損。觀察到大約 15 m 的縱向位移,在一專用通道西面的最大縱 向位移大約不到0. 2 m沿一過(guò)濾廠南北方向測(cè)得最大水平位移約 0. 5 m. 在專用通道中的大部管道沒(méi)有受到損壞， 包括南加里福尼亞天然氣公司運(yùn) 營(yíng)的三條管道和美孚石油總公司運(yùn)營(yíng)的一條管道。1.3.3 1976 年危地馬拉地震1976年在洪都拉斯地區(qū)發(fā)生的地震， 使當(dāng)?shù)氐臒捰蛷S的設(shè)備受到了影響。由于地面的顫動(dòng)，使建筑物和儲(chǔ)油罐受到損壞，由于沙土液化，造成 當(dāng)?shù)氐墓艿篮痛a頭設(shè)施受到損壞。有一處土體在 100200 m范圍上移動(dòng)了 0.6m，采用現(xiàn)代化工藝施工的直徑為450 mm的原油管道受到拉伸變形， 但管道

12、沒(méi)有破裂漏油。1.3.4 1987 年厄瓜多爾地震管道受到永久性地土移動(dòng)損壞的最鮮明的例子， 要數(shù)在1 987年厄瓜多 爾發(fā)生的地震對(duì)橫貫厄瓜多爾的一條直徑為 660 mm勺管道的損壞了 .該管 道大約有40 km受到地震的損壞，在歷史上這是最大的單一管道受損長(zhǎng)度。 該管道受損 6個(gè)月時(shí)間,使國(guó)家損失 60% 的出口收入， 停止出口的損失和重 修該管道耗資總共約8. 5億美元。地面顫動(dòng)最強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的管道材料是 X一 60級(jí)鋼，壁厚9. 5 mm大多數(shù)損壞的是地面管道均架在H形支撐樁或支 撐在混凝土馬鞍形管墩上。震動(dòng)對(duì)管道影響有限 , 但永久性地土移動(dòng)的影 響不僅嚴(yán)重而且范圍大。 塌方、泥石流和洪

13、水的沖刷，是管道損壞的主要 原因。大量的地震災(zāi)害表明，地震不僅直接破壞生命線工程的正常使用功 能，而且還可能產(chǎn)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害（如火災(zāi)、爆炸等 ）, 致使城市和工礦 企業(yè)處于癱瘓狀態(tài) , 其經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡常常是很嚴(yán)重的.因此，生命 線地震工程倍受世界各國(guó)的關(guān)注， 國(guó)內(nèi)外學(xué)者在此方面作了大量研究工作 目前，現(xiàn)有理論主要認(rèn)為地上管線的破壞是由于支撐環(huán)境的破壞， 包括管 道與支撐連接件的破壞，或者支撐結(jié)構(gòu)之間大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的破壞 等.地震作用通過(guò)管架傳遞給管道，并沿著地震波作用方向振動(dòng)。因此 , 進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)一般將長(zhǎng)輸?shù)厣瞎艿酪暈榄h(huán)形截面的多跨梁來(lái)研究， 計(jì)算 出管道自身及支撐結(jié)構(gòu)沿著橫向

14、和縱向地震作用的近似值. 地下管線的破 壞或嚴(yán)重變形主要是由于地震引起的斷層運(yùn)動(dòng)、 滑坡、或者是由于地層的 沉陷和液化，以及巖石、硬土、軟土之間斷裂面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的.地下 管線的抗震計(jì)算主要有兩種方法， 一種方法是根據(jù)地下建筑物抗震動(dòng)力理 論來(lái)研究與土相互作用的管線振動(dòng)， 該理論基于把管線周圍的土體在地震 時(shí)的運(yùn)動(dòng)看成是變強(qiáng)度的行波， 它只研究與土中管線振動(dòng)有關(guān)的過(guò)程而不 考慮振動(dòng)土體的體積 這樣，地震時(shí)地下管線工作條件的研究就歸結(jié)為求 解在相應(yīng)初始條件及邊界條件下的線性或非線性偏微分方程的問(wèn)題， 而未 考慮到地震時(shí)土壤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 另一種方法則與管道周圍土介質(zhì)地震應(yīng)力 一應(yīng)變狀態(tài)的研究及由土

15、介質(zhì)向管道所傳遞的動(dòng)力特性有關(guān)， 即管道的損 傷和破壞與土介質(zhì)沿管道縱軸的變形 （ 壓一拉）有關(guān)在這種情況下，理 論上將地震作用看成擬靜態(tài)作用 , 其中方向與管線縱軸一致的地震波作用 所引起的管線破壞或損傷是最常遇到的情況。 本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請(qǐng)勿用作商業(yè)用途 文檔為個(gè)人收集整理，來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)第二章管道抗震安全性評(píng)價(jià)方法我國(guó)長(zhǎng)輸管道遍及全國(guó) , 這些管道一般可以分為二大類，一類是輸油 管道， 另一類是輸氣管道，其中很多管道未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)管線總長(zhǎng)達(dá)數(shù) 千公里。有的跨越江、河 有的穿過(guò)山地、平原 , 所過(guò)之處地形地貌、工 程地質(zhì)、工程水文、 地震活動(dòng)性等方面均有很大的差異。每條管道由各種 工程設(shè)施構(gòu)成

16、 以輸氣管道為倒 , 有總站、輸氣站、配氣站、防腐站、輸 氣管線等。管道結(jié)構(gòu)型式不一，類型復(fù)雜 有穿越管道、跨越管道、埋 地管道，地面管道等等。這些工程的特點(diǎn)是 : 地質(zhì)、地貌復(fù)雜，地震動(dòng)參 數(shù)變化大 ,危及生產(chǎn)安全的活動(dòng)斷裂發(fā)育， 抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素比較多。 按照中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法規(guī)定， 這些工程都必須在建設(shè)之前進(jìn)行地 震安全性評(píng)價(jià)， 設(shè)計(jì)單位按評(píng)價(jià)結(jié)果提供的參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 如何對(duì)整 個(gè)管道進(jìn)行抗震安全性評(píng)價(jià) , 國(guó)內(nèi)外均無(wú)統(tǒng)一的模式， 經(jīng)過(guò)四川石油管理 局和國(guó)家地震局工程力學(xué)研究所、四川地震局的合作 , 首次對(duì)四川石油管 理局所轄輸氣干線進(jìn)行了抗震安全性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)了干線中的抗震

17、薄弱環(huán) 節(jié)， 提出了工程措施， 取得了很有借鑒意義的成果和巨大經(jīng)濟(jì)效益 . 對(duì)這 一工作進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目偨Y(jié)， 提煉出基本的方法和認(rèn)識(shí) 對(duì)全國(guó)長(zhǎng)輸管線的抗 震安全性評(píng)價(jià)工作有指導(dǎo)意義。2.1 評(píng)價(jià)工作計(jì)劃安排抗震安全性評(píng)價(jià)的依據(jù)是管道沿線的地震危險(xiǎn)性、 地震動(dòng)影響、 地震 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性和管道各站工程結(jié)構(gòu)物、 設(shè)備、管道的基本情況，綜合這 些基本資料，對(duì)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百乃至數(shù)千公里的管道不可能逐點(diǎn)全線評(píng)價(jià) , 而應(yīng) 該選擇典型管段 , 包括大型穿跨越，一般跨越和一般場(chǎng)地管段 , 跨斷層 跨 液化區(qū)管段等進(jìn)行典型分折，對(duì)各種站內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、設(shè)施 可逐一進(jìn)行評(píng)價(jià) .2。1.1 收集，分析管道基本概況

18、資料 管道走向圖。圖中標(biāo)有管道沿線的地理狀況 （ 道路、村莊、河流等 ）, 站的分布，管道走向 , 穿、跨越位置等；管道建設(shè)的基本資料。各站建筑 物、設(shè)施概況 建設(shè)年代、管材、工藝要求、功能狀況等等；管道運(yùn)行過(guò) 程中，有關(guān)事故、維修、改造、投資花費(fèi)等情況；管道沿線的地震、地震 地質(zhì)概況資料，包括沿線烈度、地形地貌、地質(zhì)狀況、歷史震害以及其它 災(zāi)害資料。2.1 。2 評(píng)價(jià)工作和技術(shù)途徑綜合分析這些資料后 , 兼顧工作費(fèi)用多少，提出評(píng)價(jià)工作的具體內(nèi)容 及技術(shù)途徑 , 比如四川石油管理局經(jīng)過(guò)近四十年的天然氣勘探、 開(kāi)發(fā)建設(shè)， 已成為全國(guó)最大的天然氣工業(yè)生產(chǎn)基地。 其輸氣干線不斷發(fā)展延伸， 形成 了南

19、、北半環(huán)輸氣網(wǎng)，全長(zhǎng)共100（多km，沿線建成輸氣站、配氣站、防 腐站計(jì)百余座 , 穿越、跨越大、中型江（河 ）幾十處，擔(dān)負(fù)著四川省的滬天 化、川化 云南省的云天化，貴州省的赤天化等四大化肥廠，和四川省八 市三十二個(gè)縣直供用戶的供氣任務(wù)，年輸氣量達(dá) 30多億m ,是川、滇、黔 三省能源、化工原料供給的骨干工程，西南地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線。 在管線穿過(guò)的區(qū)域內(nèi)，地震烈度七度區(qū)沿管線達(dá) 120多km, 6度區(qū)達(dá)1000 多km 6度區(qū)以下有200多km,有些區(qū)域地震活動(dòng)頻繁，地震地質(zhì)條件復(fù)雜, 對(duì)所轄管線 , 沒(méi)有做過(guò)抗震安全評(píng)價(jià) .2。2 管道抗震安全性評(píng)價(jià)方法管道抗震安全性評(píng)價(jià)是在地震地質(zhì)災(zāi)

20、害評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的， 一般 可分為：一般場(chǎng)地管道、一般穿跨越管道、穿過(guò)斷層管道、穿越液化區(qū)管 道、大穿越管道， 大跨越管道 , 配氣站建筑物、 設(shè)備抗震鑒定等幾個(gè)方面。 現(xiàn)就各項(xiàng)的具體評(píng)價(jià)方法做一簡(jiǎn)單介紹。3。2。1 一般場(chǎng)地管道評(píng)價(jià)方法一般場(chǎng)地指沒(méi)有地震地質(zhì)災(zāi)害的場(chǎng)地。 管道的破壞是由于強(qiáng)地震波動(dòng) 造成的，除了地震動(dòng)的強(qiáng)烈程度以外，還與管線所在的場(chǎng)地條件、 管線的 材料 接口方式、管道的直徑、壁厚等因素有關(guān)。根據(jù)以往的震害經(jīng)驗(yàn)得 知，地面位移越太 , 管道破壞越嚴(yán)重，一般軟弱地基比基巖地基中的埋設(shè) 管線震害嚴(yán)重；圍管抗震性能要比其它管材為好， 管道越細(xì)抗震性能越差。 埋地鋼管的結(jié)構(gòu)形式均為

21、焊接連續(xù)管道， 計(jì)算分析中主要以應(yīng)力值做為預(yù) 測(cè)量。預(yù)測(cè)中除了強(qiáng)震地震波造成的管應(yīng)力外，還疊加了管內(nèi)介質(zhì)壓力 造成的應(yīng)力、溫度應(yīng)力以及埋深上靜壓等因素產(chǎn)生的應(yīng)力 , 最終以組合應(yīng) 力作為判斷指標(biāo) 在計(jì)算分析中考慮到管線敷設(shè)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及由于腐 蝕造成的壁厚變化帶來(lái)的影響 . 計(jì)算也應(yīng)包括直管道、彎曲管道以及三通 等接頭.管段震害狀況可劃分為三級(jí)：基本完好 : 管道無(wú)破損 無(wú)滲漏，無(wú)須修復(fù)即可正常運(yùn)行， 中等破壞：管道將發(fā)生較大變形或屈曲，或有輕度破壞、滲漏， 須 采取修復(fù)措施才能正常運(yùn)行 ,破壞：管道破裂、漏氣必須更換管道。 管段震害等級(jí)的劃分以及判斷標(biāo)準(zhǔn)是總結(jié)唐山、 海城以及國(guó)外地震管 道

22、破壞的實(shí)例結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析得到的 .2。2。2 一般穿跨越管道評(píng)價(jià)方法本節(jié)的目的在于討論非大型穿、 跨越管線的抗震安全性。由于穿、跨 越管線的評(píng)價(jià)方法不同，以下分別進(jìn)行論述：穿越管線評(píng)價(jià)方法討論的是非大型的穿越管線， 河水較淺，水流不急， 管線均為河底溝埋敷設(shè) , 且上壓重物或重塊并用卵石填埋。在評(píng)價(jià)其抗震 安全性時(shí)，考慮強(qiáng)震地震波、內(nèi)壓、水深和重物壓力以及地震時(shí)液化形成 的不均勻沉陷等因素造成的壓力 . 穿越管線均為焊接連續(xù)直管線，計(jì)算分 析中以應(yīng)力值作為預(yù)測(cè)量， 同時(shí)考慮由于腐蝕造成的壁厚減少帶來(lái)的影響 . 腐蝕速率按實(shí)測(cè)結(jié)果取用 . 管線的破壞狀態(tài)分為三級(jí)，即基本完好、中等 破壞，破壞 .

23、跨越管線的評(píng)價(jià)方法的抗震安全性評(píng)價(jià)，應(yīng)考慮內(nèi)壓、 溫差、風(fēng)載和 地震荷載的組合作用 . 跨越管線均為焊接連續(xù)管道， 兩岸端為固定支撐 外 型多為梯型或拱形。四川管線選擇了 3段跨越，評(píng)價(jià)其在 7，89度地震時(shí) 的破壞程度 管段的震害程度分為 3 級(jí)分級(jí)準(zhǔn)則和一般場(chǎng)地管道相同 . 在評(píng)價(jià)跨越管線的抗震安全性時(shí) , 首先應(yīng)判斷在地震時(shí)河床兩岸是否會(huì)發(fā) 生向河心的滑移。一般情況下，當(dāng)河水較深，河岸坡度較陡 , 且河岸有軟 塑性土層存在或者有液化可能時(shí)， 易發(fā)生滑坡，否則不會(huì)發(fā)生滑坡；當(dāng)發(fā) 生滑坡時(shí)， 固定墩體會(huì)被滑動(dòng)土體推向河心滑動(dòng) 將造成較大的管線內(nèi)應(yīng) 力, 使管道破壞。2。2.3 穿越斷層區(qū)管線

24、評(píng)價(jià)方法當(dāng)?shù)叵鹿艿琅c活動(dòng)斷層相交時(shí)， 地震時(shí)的地表斷裂運(yùn)動(dòng)或斷層蠕動(dòng)會(huì) 使管道產(chǎn)生縱向應(yīng)變和橫向變形 . 管道受拉超過(guò)極限應(yīng)變時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂破 壞，而受壓時(shí)會(huì)由于薄殼失穩(wěn)產(chǎn)生屈服破壞。 如1976年的唐山大地震， 秦 皇島至北京共有四條輸油管道都在管道與斷層相交部位破壞，1971年圣賽爾南多地震，使加里福尼亞州圣費(fèi)爾南多山谷的地下輸氣管道和給排水管 道遭受重大破壞,共發(fā)生450處斷裂，平均每km2 4處,其一中一條長(zhǎng)10 km 直徑406m的輸氣鋼管道竟有52處破壞，這些破壞幾乎都和地面斷裂或地 面永久變形有關(guān)。 抗斷層運(yùn)動(dòng)的計(jì)算包括計(jì)算管道本身受拉時(shí)允許的長(zhǎng)度 變化量 L1和受壓縮時(shí)允許的長(zhǎng)度

25、變化量厶Lc,然后再計(jì)算出斷層錯(cuò)動(dòng) 將引起管道長(zhǎng)度的變化量 L,最后比較厶Lft L1以及AL和ALc的大 小，得出安全性的結(jié)論。2。2.4 穿越液化場(chǎng)地管道的評(píng)價(jià)方法液化引起的場(chǎng)地破壞形式不同， 對(duì)管線的影響不同， 分析的方法也不 同。如果管線所在的土層不會(huì)發(fā)生液化 , 但下臥砂層發(fā)生液化，這種情況 會(huì)使震后砂土層中孔隙水壓消散引起場(chǎng)地沉陷， 對(duì)管線造成危害。 據(jù)此 應(yīng)進(jìn)行液化引起沉陷的管線分析。即計(jì)算由于土層沉陷產(chǎn)生的管中應(yīng)力， 如果管線恰恰位于液化砂土層中 , 則液化發(fā)生時(shí)，管線將受到上浮作用， 這時(shí)應(yīng)進(jìn)行液化下的管道應(yīng)力分析。 國(guó)家地震局工程力學(xué)研究所有關(guān)于沉 陷作用以及液化作用時(shí)管道

26、的分析方法和程序 , 可作為分析使用。 2。2。5 大型穿越管線評(píng)價(jià)方法較早設(shè)計(jì)的大型穿越管道一般采用溝埋敷設(shè)，如 1967年5月建成的二 龍口長(zhǎng)江管線.管身結(jié)構(gòu)為C 426X 8(20號(hào)鋼),外套C 29X 6(16Mn) mm的 復(fù)壁管，復(fù)壁管長(zhǎng)度為527m以保護(hù)及加重主管用，兩管環(huán)形空間灌注 水泥漿用以克服管線在水中的浮力。 近岸水下管段為淺埋敷設(shè)。 水下裸露 管道采用鐵絲石籠， 在垂直于管線上下游緊密排列預(yù)壓， 或緊密排列橫壓 管線上部。河漫灘管道采用淺溝埋設(shè) , 先用粘上覆蓋管線、夯實(shí)，然后用 粒徑大干30cm的卵石或塊石回填。該段穿越自建成以來(lái) 進(jìn)行多次潛水探 測(cè)和加固維護(hù)處理 雖

27、然潛水檢測(cè)設(shè)備不夠完善，檢測(cè)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，但 對(duì)水下管道設(shè)施狀況的定性描述是可靠的。 多次潛水探測(cè)未發(fā)現(xiàn)管段懸空 狀況，但發(fā)現(xiàn)石籠銹、腐蝕嚴(yán)重 , 部分石籠解體，主流區(qū)部分外套管撕裂 成鋸齒形，灌注水泥磨失.主管裸露 . 對(duì)這樣的溝埋管道安全性評(píng)價(jià)應(yīng)做 三個(gè)方面的分析： 水下管段的屈服分析. 水下管體的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和由于液 化產(chǎn)生的管道變形應(yīng)力。 在做分析時(shí)， 應(yīng)考慮到管道的實(shí)際情況，近一些 年來(lái) 大型穿越管道一般采用鉆進(jìn)穿過(guò)的施工方法.管道在江底深部土層 中穿過(guò)，它時(shí)抗震安全性評(píng)價(jià)問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。2.2 。 6 大型跨越管道評(píng)價(jià)方法目前, 國(guó)內(nèi)的大型跨越管道多采用懸索管橋或斜拉管橋的結(jié)構(gòu)型

28、式，大者長(zhǎng)達(dá)幾百 m ，如涪江跨越，于 1983年4月13日竣工， 18日投人正常輸 氣 該工程采用雙塔斜拉結(jié)構(gòu)形式,塔高50m主跨320m兩邊跨各150 m, 全長(zhǎng)620m輸氣管采用直徑C 720m的鋼管，管壁厚14mm斜拉索采用鍍鋅 鋼絲繩,拉索以索塔為對(duì)稱軸，每邊各設(shè)8對(duì)威扇形排列，拉索直徑由C 45 變化到C 25.5。設(shè)計(jì)中考慮到管道的穩(wěn)定性，采用了雙軸拉索，支承位索 的鋼塔采用再生腹桿錐形塔架， 構(gòu)件連接均為焊接。對(duì)這種大型跨越， 評(píng) 價(jià)可分兩大部分 : 一是評(píng)價(jià)塔架和錨固墩基礎(chǔ)的抗震穩(wěn)定性二是評(píng)價(jià)塔 架、拉索和管線的抗震安全性，涪江跨越斜拉管橋結(jié)構(gòu)由橋塔、 拉索和管 線組成。 構(gòu)

29、成橋塔的桁架結(jié)構(gòu)可以用等效的變截面空間粱替代， 從而可提 高整體動(dòng)力分析程序的效率 , 輸氣管道用空間管梁模擬，將拉索看成只受 拉而不承壓的元件， 并考慮其幾何非線性影響，這樣可以把跨越涪江的 斜拉管橋結(jié)構(gòu)處理成空間體系結(jié)構(gòu) , 用空間體系有限元的方法進(jìn)行分析計(jì) 算. 分析時(shí)不僅要考慮到地震力，還要組合風(fēng)力及其它管線荷載，大型跨 越是大幾何變形的結(jié)構(gòu)。 就管道而言又是十分柔性的結(jié)構(gòu)， 所以它的動(dòng)力 分析方法和減振措施還有待深入研究。 文檔為個(gè)人收集整理，來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)本文為互聯(lián)網(wǎng)收 集，請(qǐng)勿用作商業(yè)用途第三章 管道抗震措施3.1 埋地管道抗震措施管道腐蝕是影響管道安全性的重要問(wèn)題 , 對(duì)使用年代已

30、久的管線 , 需按有關(guān)規(guī)定做定期檢查， 如發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重地段應(yīng)進(jìn)行更新改造，以 防災(zāi)害的發(fā)生 , 今后新建管線要加強(qiáng)防腐措施 ,盡量減小腐蝕速率 , 延長(zhǎng) 管線使用壽命。在敷設(shè)建造時(shí)，最好對(duì)淺埋管道并用疏松、中等容重的上回填， 這 樣可以提高管道抗震能力 . 埋地管線應(yīng)盡量避免急轉(zhuǎn)彎 , 以使用大曲率半 徑的彎曲為宜。T型接頭是管道中的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采用延性較高的管材或者增加接頭 管的壁厚， 最好不要用填土直接填埋，而砌筑人孔口，在管道穿過(guò)人孔 口壁處留一定孔隙， 并用減振材料填塞，使震動(dòng)發(fā)生時(shí)能減小T型接頭處 的應(yīng)力集中3。2 跨越斷層管道淺埋管道適應(yīng)斷層運(yùn)動(dòng)的能力和埋深成反比， 淺埋可以使作用

31、在管子 上層壓力的縱向摩擦力減小， 管子在地震時(shí)容易變形，不易破壞， 對(duì)可 能產(chǎn)生大的位移錯(cuò)動(dòng)斷層的管道，可砌筑管溝， 且使管子在溝內(nèi)能自由 地作橫向和縱向運(yùn)動(dòng)。在活斷層區(qū)地下鋪設(shè)的管道埋深最好不超過(guò) 10 米，提高管材的延性 .材料的延伸率越高， 允許的拉伸應(yīng)變值就越大 . 壓縮 許用應(yīng)變與管壁厚度成正比， 因而采用鋼號(hào)低 （ 延性大）的厚壁管道最好。 還要注意現(xiàn)場(chǎng)焊接的焊縫質(zhì)量 , 避免由于壁厚突然變化引起應(yīng)力集中。正確選擇斷層平面與管軸之間的夾角B。使管線在斷層運(yùn)動(dòng)時(shí)受拉。 避免受壓，這是因?yàn)楣懿牡哪屠煨阅軆?yōu)于耐壓縮性能 . 正確選擇管道穿 越斷層的位置。 斷層位移的太小和斷裂帶寬度在

32、一條斷層上并不相同， 應(yīng) 盡可能根據(jù)有關(guān)資料查找斷層位移和斷裂帶寬度最小的地方埋設(shè)管道。于斷層線附近地表運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜， 形成寬度不一的錯(cuò)亂地帶， 管道鋪設(shè)方 向不得與斷層線并行 .管道適應(yīng)斷層運(yùn)動(dòng)的能力與管土之間的摩擦系數(shù)卩及回填土的容重 丫成反比，因而應(yīng)選取卩和丫盡量低的土做回填土 .管道適應(yīng)斷層運(yùn)動(dòng)的 能力與壁厚成正比，例如壁厚為14mr的管子比壁厚為10mm勺管子適應(yīng)斷 層運(yùn)動(dòng)的能力大40%。太口徑（760mn以上）的油氣管道穿越斷層區(qū)時(shí)應(yīng)采 用壁厚不小于 l2mm 的管材。實(shí)際錨固點(diǎn)即固定墩的位置應(yīng)遠(yuǎn)離斷層，使 管線有足夠的滑動(dòng)長(zhǎng)度提供管線允許錯(cuò)動(dòng)位移， 同時(shí)也可避免由于斷層橫 向錯(cuò)動(dòng)將管子剪斷 . 彎頭能吸收一部分過(guò)渡段的位移，且彎頭的曲率半徑 越太， 吸收變形的能力越強(qiáng)，因而有條件時(shí)可在過(guò)渡段內(nèi)設(shè)彎頭。3。 3 穿過(guò)液化區(qū)的管道合理選擇管線走向， 在允許的條件下， 盡量避開(kāi)液化區(qū) , 當(dāng)必須通過(guò) 液化區(qū)時(shí)， 應(yīng)選擇強(qiáng)度極限高的管材， 且增大管子的壁厚 , 以減少管應(yīng)力。 盡量淺埋管線， 且用疏松、較輕容重的土回填。 以減小土的彈簧常數(shù) , 進(jìn) 而減小管應(yīng)力?？赡艿那闆r下 , 可將管線