1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-305編號：_地裂縫活動對燃氣管道的破壞及采取的措施審核：_時間：_單位：_地裂縫活動對燃氣管道的破壞及采取的措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。1前言地裂縫是指與地震無直接關系的地面或房屋建筑物的開裂現象，地裂縫主要分布在平原和盆地中。西安市地裂縫是一種獨特的城市地質災害，

2、自50年代后期開始，西安市及近郊出現7個地面沉降中心，最大累積降深達1.035m。1976年唐山大地震以后西安市地裂縫活動明顯加強，特別是進入80年代以來，由于過量抽汲承壓水導致的地裂縫兩側不均勻地面沉降進一步加劇了地裂縫的活動，地裂縫所經之處，破壞地面及各類建筑物，危及一些著名文物古跡的安全。劇烈的地裂縫活動不僅破壞地面建筑，而且錯斷地下供水和輸氣管道。一方面造成了較大經濟損失，另一方面給西安市的居民生活帶來了嚴重的安全隱患。2西安市天然氣工程情況西安市天然氣工程是近年國內規模較大的城市天然氣工程。該工程氣源來自陜西省靖邊地區的大型天然氣田。工程供氣規模為120萬m3/d，總投資為6.3億元

3、人民幣。工程主要內容有：門站一座，儲配站一座(設10000m3，PN1.06MPa球罐4座)，高-中壓調壓站7座，高壓管道37kin(1.6MPa，DN600)，中壓管道160km(0.4MPa，DN100DN400)。該工程于年建成投產，從根本上解決了西安市的大氣污染問題，大大樹立起國際旅游城市的形象。3地裂縫活動對地面建筑及地下管線造成的破壞西安地裂縫活動頻繁，不僅造成了對地面建筑的破壞(不少建筑物的墻體被拉裂，而且危及名勝古跡。地面沉降導致象征西安古代文明的鐘樓下沉395mm，而唐代的大雁塔竟向西北傾斜了1100多mm)，而且地下供水、供氣管道被錯斷，給城市居民的生活帶來嚴重影響。西安市

4、對西安地裂縫的研究和防治極為重視，己花費了1000多萬元用于研究方面，建立了包括分層沉降標的地裂縫長期監測臺網。年經陜西省城鄉建設環境保護廳批準，頒布了西安地裂縫場地勘察與·工程設計規程，代號為DBJ240-6-88，要求在西安市建設必須給出地裂縫評價意見和防治措施。但該設計規程主要針對地裂縫活動對地面建筑造成的破壞，規程以建筑物的重要程度為根據，將地裂縫場地劃分出：不安全帶、次不安全帶、次安全帶和安全帶。避讓區寬10m，設防區寬10-24m，40m以外為安全區。但規程對于地裂縫對地下管線設施造成的破壞則未提出明確的處理措施。本文將結合西安市天然氣工程的實際情況，就天然氣管道穿越地裂

5、縫的問題提出合理的處理措施和建議。4波紋膨脹節在處理地裂縫問題中的應用西安市天然氣工程于年開始設計，一期工程于年完成并投入運行。限于當時的實際情況，工程中的高、中壓管道幾乎全部采用鋼管。材質為Q235A。高壓管道設計壓力為1.6MPa，中壓管道設計壓力為0.4MPa，管壁厚度小于10mm。管道埋深一般在1.42.4m。根據管道工程安裝維修手冊，材質為Q235A的碳素鋼管，當壁厚小于10mm時，其額定許用應力為133MPa。西安市I級地裂縫的垂直活動速率每年大于30mm，最大速率可達到55.06mm/a。自年以后，西安市地裂縫活動進入超?；顒与A段，而地裂活動具有年變周期，大部分時間地裂縫處于相對

6、穩定或蠕動狀態，此時不會對地下管線造成破壞(圖1)；但是在短時間內會突然錯動產生較大的變形。日積月累，這種變形會對地下末采取任何保護措施的鋼性管道造成嚴重破壞(圖2)，據年統計，地裂縫活動錯斷供水、煤氣管道達45次之多。經計算地裂縫不同活動速率對管道產生的應力，在實際工程中，設計人員針對各級地裂縫采取了不同的處理措施(針對鋼管)：4.1級、級地裂縫高、中壓管道在穿越m級、級地裂縫時，以地裂縫為中心，前后各100m的管道管底埋深控制在1.2-2.1m之間，并以中粗砂作回填土，填至管頂以上300mm；距地裂縫前后50m范圍內不能設支管。4.2級地裂縫高壓管道(PN1.6MPa，DN600)西安市天

7、然氣高壓管道經過的II級地裂縫達6處，在穿越級地裂縫時，以地裂縫為中心，設置一段總長60m的管溝，在距地裂縫前后各20m的管道上設置一個軸向型內壓式波紋膨脹節，工作壓力為1.6MPa。管溝內充填松散粗砂，見圖3管道穿越II級地裂縫，采取如圖3的措施，在地裂縫活動的影響下，產生的變形情況見下圖4。II級地裂縫的垂直活動速率最大為30mm/a，水平引張速率為垂直活動速率的1/3，最大為14mm/a。以最不利情況來討論，則每年地裂縫一側的管道隨地面沉降Y=30mm，水平拉伸量X=14mm。由于每年管道沉降所產生的傾角A很小，幾乎可忽略不計，因此只要能消除管道拉伸變形所產生的應力，就可解決問題。兩只波

8、紋膨脹節之間的管道長L=40.Om，發生變形后的管道長為Ll的關系式如下：L12=(L+X)2+Y2(1)公式中：L一兩只波紋膨脹節之間的管道長，m;X一水平拉伸量，mm；Y一管道隨地面沉降量，film。當L=40.4m，管道拉伸量L按如下公式計算：L=X+Z2/2LX(14mm)。選擇的波紋膨脹節的允許軸向位移能大于XX/2(7mm)，工作壓力為1.6MPa，即可滿足一個活動年的要求。中壓管道(PNO.4MPa，DN200-400)中壓管道穿越級地裂縫達14處，在穿越級地裂縫時，以地裂縫為中心，設置一段總長40m的管溝，在距地裂縫前后各18m的管道上設置一個軸向型內壓式波紋膨脹節，工作壓力為

9、0.6MPa。管溝內充填松散粗砂。選擇的波紋膨脹節的允許軸向位移能大于X/2(7mm)，工作壓力為0.6MPa，即可滿足一個活動年的要求。4.3級地裂縫高壓管道(PN1.6MPa，DN600)西安市天然氣高壓管道穿越I級地裂縫有2處，在穿越I級地裂縫時，以地裂縫為中心，設置一段總長64m的管溝(如圖6)，在距地裂縫前后的管道上各設置兩個軸向型內壓式波紋膨脹節，工作壓力為1.6MPa。管溝內充填松散粗砂。選擇的波紋膨脹節的允許軸向位移能大于X/4，工作壓力為1.6MPa，即可滿足一個活動年的要求。中壓管道(PNO.4MPa，DN200-400)中壓管道穿越I級地裂縫有6處，在穿越I級地裂縫時，以地裂縫為中心，設置一段總長40m的管溝(如圖7)，在距地裂縫前后的管道上各設置兩個軸向型內壓式波紋膨脹節，工作壓力為0.6MPa。管溝內充填松散粗砂。選擇的波紋膨脹節的允許軸向位移能大于X/4，工作壓力為0.6MPa，即可滿足一個活動年的要求。考慮突發事故發生時可進行切斷，在距地裂縫兩端各300m左右處各設閥門井一座，也可與管線上相鄰閥門井結合設置。為防止地裂縫活動引起的管道破壞，每年應對管溝內的管道以及附近的管道進行檢查，重點檢查波紋管是否被破壞。西安市天然氣工程自年投產以來，一直運行正常。管道穿越地裂縫處未受到破壞。5結論經過幾年的觀察，西安市天然氣管網運行狀況良好，管道穿越