地震對市政管道的破壞及防震策略

陳 潔

摘要:針對在地震襲擊下,城市地下管網系統的破壞,通過查閱大量相關資料,總結了地震對城市地下管道系統產生的破壞要素與破壞形式,并提出了市政管道應采取的抗震措施

關鍵詞:地震;管道;破壞;防震

中圖分類號:TU990.3 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0136-01

市政管網系統是城市生命線系統最重要的組成部分,管網系統在地震下的破壞不僅會導致巨大的經濟損失,更嚴重的是功能喪失會導致災后企業生產和居民生活出現困難。5.12汶川大地震中,主要災區城市及村鎮給水系統嚴重受損。因此,有必要結合汶川地震和歷史上發生的重大地震對市政管道震損的統計和經驗,對市政管道的破壞形式進行總結,并從中分析市政管道的防震策略。

1地震對管網的破壞

首先,根據汶川和相關地震歷史經驗可以分析得出以下基本要素:

①地震對地下管道的破壞作用包括:構造性地面運動;地震引起的土壤液化、滑坡等場地失效;地震波的傳播效應。②地震災害對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,地震波在傳播過程中的壓縮作用是管道接口斷裂或管體薄弱部位出現滲漏。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,管道斷裂。

根據這些要素,通過收集整理5.12汶川地震受災的都江堰、綿陽、綿竹、江油四座城市的震后資料以及過去我國唐山等地區城市地震對管網的破壞數據進行比較和分析,發現地震對市政管網的具體破壞的主要原因的分析可由以下幾點出發,其具體數據歸納如下:

①管道的接口。根據震后資料統計發現其中以接口破壞形式居多。共發現和修補漏點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驗結果表明,當撓曲的絕對值值為1.2 mm時,剛性接頭開始漏水,而柔性接口鑄鐵管橫向震動撓曲絕對值達31.5～43.5 mm時管道依然不滲不漏不破壞。可見采用柔性接口可以非常有效的防止管道在接口處產生的破壞,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市政管道的影響。②管道的口徑。因為大口徑的管道的剛性強,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。③地基。對于同一管材管徑的管道而言,在土質堅實、地質結構優良的地段管道的受損程度相較于在土質疏松地段的受損程度輕。通過數據的對比和總結分析,發現在地震過程中管道接口產生的破壞最為嚴重,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較好。彈性材料管道的抗震性能良好。而良好的地基條件對管道的抗震性能也起到重要的作用。

2市政管網的防震措施

地震頻繁地區的市政單位在防震和震后處理上有著較豐富的經驗。例如:都江堰市供水管網以地震為契機,在震后化悲痛為力量進行較大規模的市政網路系統的改擴建,從而使網絡系統功能達到最優。他們使用較先進的技術,以管網拓撲結構的優化參數,對供水管網系統進行優化分析。對于抗震減災措施的整理和總結,該措施可以分為一下數個方面:抗震設防標準科學化,規劃、設計合理化;應急體系建設;管理水平信息化;管網抗震性的強化。

根據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在地震頻繁地區鋪設管道的地基的選擇及處理方面應遵循:管道鋪設應該最大限度的避開地質不規則場地帶,應該盡量布置在均勻土質中。如果管道要鋪設在地質不均勻地帶,就要采取一系列的特殊措施。同時對于需要過鐵路、河流鋪設的管線最好使用鋼管或預應力混凝土管進行防震。②在地震頻繁地區的管材的選擇上應遵循:在地震頻繁地區的管材應該優先選用抗震性能好的管材。(試驗及震害調查證明,普遍使用的管道在抗震性能上,鋼管的抗震性能較預應力混凝土管和鑄鐵管好很多。③地震災害應急預案和工程技術:在地震頻繁的地區應該加強研究供水系統地震災害應急預案,同時需要進一步完善地震頻繁地區的供水應急預案。在提高管網耐震和抗震能力建設的同時,也可以考慮設計和建立城市防震儲水系統。同時,對于老舊管道的更換也是一個比較重要的防范措施。

可見通過合理的設計和布置管道,在提高管道總體的抗震性能和節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,同時也讓我們通過實踐來發現和總結規律,提出應對策略。在將來更好的面對突發的類似情況。

參考文獻:

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