地基沉降對燃氣管道的損害及對策

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1 前言

　　因填筑地固結(jié)壓密而產(chǎn)生地基沉降導致燃氣管線受損，這種災害的大部分都集中在管線與建筑物的連接處，地基產(chǎn)生不均勻沉降處及接頭部位。汕頭市華新城燃氣管線因地基沉降而導致多處泄漏。

2 華新城概況

　　汕頭市華新城為住宅小區(qū)，已建住宅30棟住戶1500余戶，1994年開工，分多期開發(fā)建設，其建設用地為月埔鎮(zhèn)的水稻田，回填土高度約3m，大部分用地回填半年左右即開工建設，田地淤泥層深度約0.8m。其配套的燃氣工程為汕頭市燃氣建設公司承建并經(jīng)營，氣源為液化石油氣，兩級調(diào)壓入戶，中壓庭院管壓力為0.08MPa，低壓管壓力為0.003MPa，燃氣表和用戶調(diào)壓器分別集中安裝于一樓外墻或室外地坪的表箱內(nèi)，見圖la、b。

3 沉降損害

　　根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，其沉降損害相當嚴重，兩座多層房屋之間的單層建筑未作樁基處理，現(xiàn)已下沉20—30cm不等，從散水坡與房屋連接處測量其沉降量為15cm左右，散水坡與房屋水平位移2—3cm，部分出地立管接頭松開后下沉10cm左右，因這種上下和水平方向的位移變化導致燃氣表箱部位管線嚴重變形彎曲，80％的表箱部位管線螺紋接頭多處泄漏，其泄漏率的分布大致為：彎頭占9.62%，活接頭占52.72%，三通占7.2％，其余為絲扣連結(jié)閥門、絲堵等。

4 損害特征

　　華新城燃氣表箱部分布管工藝多種多樣，其損害情況復雜，大體分兩類。

　　4.1 表箱固定在外墻上

　　因表箱固定在外墻上，地基沉降發(fā)生的位移主要損害進口端出地立管、管架、閥門、表箱等。因沉降較大，管線的塑性變形無法滿足沉降發(fā)生的位移。首先將出地立管固定支架拉脫離墻且立管在此處彎曲變型，繼而將進口管往下拉，因表箱進口的限制導致進口管將表箱側(cè)板壓壞變形，分配管和箱內(nèi)水平管發(fā)生傾斜。在此過程中對絲口部位施加拉應力削弱了絲口連接的預緊力可導致絲口松動而泄漏。雖然螺紋接口處的斷裂荷載可大于鋼管本身的6％，螺紋接口本應更可靠，然而，螺紋接頭的變形能力與鋼管本身相比較低，當?shù)鼗两诞a(chǎn)生很大的相對變形集中于螺紋接頭時，有時將破壞接頭。

　　4.2 表箱固定在室外地坪上

　　表箱固定在地坪上，室外地坪與建筑物的相對位移的增加主要影響表箱出口端管道，進口端管道損害相對較輕。因地面亮起，表箱不能與地下管發(fā)生同步位移，那么表箱進口端管道同樣受到拉應力作用而可導致?lián)p害。出口端DN鍍鋅管因截面剛度小，彎曲變形嚴重。

5 對策

　?。?）在房屋散水坡施工完畢，出地立管的固定管架應拆除或采用套管式固定支架，見圖2，即可避免管道在此處應力集中，阻礙管線的下沉，又可保持立管在施工時的垂直度。

　?。?）表箱立于室外地坪，其進出口管線應考慮采用柔性連接，掛于建筑物外墻上的表箱只采用進口管柔性連接。柔性連接的可拉伸量應滿足沉降的最大位移。

　　（3）垂直于建筑物的地下管線支管應因地制宜分級抬高埋設深度靠近建筑物見圖3，這有利于提高支管的撓性，吸收地基的沉降位移，減少管溝開挖對建筑物基礎(chǔ)的影響。

　?。?）出地立管穿過混凝土地面時須設置出地套管見圖4，防止混凝土與管道固結(jié)，阻礙管線位移。

　?。?）采用塑性較好的材料。這是根據(jù)材料的屈服極限來考慮，對于鋼管和PE管來說主要的破壞最集中在接點和端部固定端，但是鋼管和PE管其接頭都有較好的延伸性和較好的接頭偏轉(zhuǎn)角，基本可以根據(jù)其材料的屈服極限來確定。

　?。?）采用淺埋，減輕地基對管的壓力。

　　（7）庭院管采用樹技狀連接，盡量縮減庭院管的長度，減少接點。