地震對(duì)市政管道的破壞及防震策略

陳 潔

摘要:針對(duì)在地震襲擊下,城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)的破壞,通過(guò)查閱大量相關(guān)資料,總結(jié)了地震對(duì)城市地下管道系統(tǒng)產(chǎn)生的破壞要素與破壞形式,并提出了市政管道應(yīng)采取的抗震措施

關(guān)鍵詞:地震;管道;破壞;防震

中圖分類號(hào):TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)20-0136-01

市政管網(wǎng)系統(tǒng)是城市生命線系統(tǒng)最重要的組成部分,管網(wǎng)系統(tǒng)在地震下的破壞不僅會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,更嚴(yán)重的是功能喪失會(huì)導(dǎo)致災(zāi)后企業(yè)生產(chǎn)和居民生活出現(xiàn)困難。5.12汶川大地震中,主要災(zāi)區(qū)城市及村鎮(zhèn)給水系統(tǒng)嚴(yán)重受損。因此,有必要結(jié)合汶川地震和歷史上發(fā)生的重大地震對(duì)市政管道震損的統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)市政管道的破壞形式進(jìn)行總結(jié),并從中分析市政管道的防震策略。

1地震對(duì)管網(wǎng)的破壞

首先,根據(jù)汶川和相關(guān)地震歷史經(jīng)驗(yàn)可以分析得出以下基本要素:

①地震對(duì)地下管道的破壞作用包括:構(gòu)造性地面運(yùn)動(dòng);地震引起的土壤液化、滑坡等場(chǎng)地失效;地震波的傳播效應(yīng)。②地震災(zāi)害對(duì)管道的破壞形式主要有:直接破壞,主要包括斷層作用引起的地層拉伸或壓縮造成的管道斷裂、扭曲,地震波在傳播過(guò)程中的壓縮作用是管道接口斷裂或管體薄弱部位出現(xiàn)滲漏。間接破壞,主要包括建筑物倒塌造成的破壞,山體滑坡造成的破壞以及地基土壤液化造成的管體上浮或接口松動(dòng),管道斷裂。

根據(jù)這些要素,通過(guò)收集整理5.12汶川地震受災(zāi)的都江堰、綿陽(yáng)、綿竹、江油四座城市的震后資料以及過(guò)去我國(guó)唐山等地區(qū)城市地震對(duì)管網(wǎng)的破壞數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析,發(fā)現(xiàn)地震對(duì)市政管網(wǎng)的具體破壞的主要原因的分析可由以下幾點(diǎn)出發(fā),其具體數(shù)據(jù)歸納如下:

①管道的接口。根據(jù)震后資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)其中以接口破壞形式居多。共發(fā)現(xiàn)和修補(bǔ)漏點(diǎn)2 000余處。破壞形式主要是管件接口破壞及管材破壞。不同類型接口的抗震性:北京市政工程研究院的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)撓曲的絕對(duì)值值為1.2 mm時(shí),剛性接頭開始漏水,而柔性接口鑄鐵管橫向震動(dòng)撓曲絕對(duì)值達(dá)31.5～43.5 mm時(shí)管道依然不滲不漏不破壞?？梢姴捎萌嵝越涌诳梢苑浅Ｓ行У姆乐构艿涝诮涌谔幃a(chǎn)生的破壞,在很大程度上降低接口的破損概率,從而在總體上降低地震對(duì)市政管道的影響。②管道的口徑。因?yàn)榇罂趶降墓艿赖膭傂詮?qiáng),且它與土壤接觸的摩擦力大,故在同等條件下大口徑的管道的抗震性能比較強(qiáng)。③地基。對(duì)于同一管材管徑的管道而言,在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)良的地段管道的受損程度相較于在土質(zhì)疏松地段的受損程度輕。通過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比和總結(jié)分析,發(fā)現(xiàn)在地震過(guò)程中管道接口產(chǎn)生的破壞最為嚴(yán)重,但管道柔性接口比剛性接口的抗震性能好。大口徑的管道的抗震性能相對(duì)較好。彈性材料管道的抗震性能良好。而良好的地基條件對(duì)管道的抗震性能也起到重要的作用。

2市政管網(wǎng)的防震措施

地震頻繁地區(qū)的市政單位在防震和震后處理上有著較豐富的經(jīng)驗(yàn)。例如:都江堰市供水管網(wǎng)以地震為契機(jī),在震后化悲痛為力量進(jìn)行較大規(guī)模的市政網(wǎng)路系統(tǒng)的改擴(kuò)建,從而使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能達(dá)到最優(yōu)。他們使用較先進(jìn)的技術(shù),以管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化參數(shù),對(duì)供水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析。對(duì)于抗震減災(zāi)措施的整理和總結(jié),該措施可以分為一下數(shù)個(gè)方面:抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)化,規(guī)劃、設(shè)計(jì)合理化;應(yīng)急體系建設(shè);管理水平信息化;管網(wǎng)抗震性的強(qiáng)化。

根據(jù)以上的資料分析得出,市政管道抗震需要遵行的有以下措施。

①在地震頻繁地區(qū)鋪設(shè)管道的地基的選擇及處理方面應(yīng)遵循:管道鋪設(shè)應(yīng)該最大限度的避開地質(zhì)不規(guī)則場(chǎng)地帶,應(yīng)該盡量布置在均勻土質(zhì)中。如果管道要鋪設(shè)在地質(zhì)不均勻地帶,就要采取一系列的特殊措施。同時(shí)對(duì)于需要過(guò)鐵路、河流鋪設(shè)的管線最好使用鋼管或預(yù)應(yīng)力混凝土管進(jìn)行防震。②在地震頻繁地區(qū)的管材的選擇上應(yīng)遵循:在地震頻繁地區(qū)的管材應(yīng)該優(yōu)先選用抗震性能好的管材。(試驗(yàn)及震害調(diào)查證明,普遍使用的管道在抗震性能上,鋼管的抗震性能較預(yù)應(yīng)力混凝土管和鑄鐵管好很多。③地震災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案和工程技術(shù):在地震頻繁的地區(qū)應(yīng)該加強(qiáng)研究供水系統(tǒng)地震災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,同時(shí)需要進(jìn)一步完善地震頻繁地區(qū)的供水應(yīng)急預(yù)案。在提高管網(wǎng)耐震和抗震能力建設(shè)的同時(shí),也可以考慮設(shè)計(jì)和建立城市防震儲(chǔ)水系統(tǒng)。同時(shí),對(duì)于老舊管道的更換也是一個(gè)比較重要的防范措施。

可見通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和布置管道,在提高管道總體的抗震性能和節(jié)約資源上有著重要的作用。相信5.12大地震帶給我們的不僅僅是悲痛,同時(shí)也讓我們通過(guò)實(shí)踐來(lái)發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律,提出應(yīng)對(duì)策略。在將來(lái)更好的面對(duì)突發(fā)的類似情況。

參考文獻(xiàn):

[1] 余晨曦.邵朝臣地震對(duì)市政管網(wǎng)的破壞及管道的抗震處理[J].山西建筑,2008,(34).