地震对市政管道的破坏及防震策略

陈 洁

摘要:针对在地震袭击下,城市地下管网系统的破坏,通过查阅大量相关资料,总结了地震对城市地下管道系统产生的破坏要素与破坏形式,并提出了市政管道应采取的抗震措施

关键词:地震;管道;破坏;防震

中图分类号:TU990.3 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0136-01

市政管网系统是城市生命线系统最重要的组成部分,管网系统在地震下的破坏不仅会导致巨大的经济损失,更严重的是功能丧失会导致灾后企业生产和居民生活出现困难。5.12汶川大地震中,主要灾区城市及村镇给水系统严重受损。因此,有必要结合汶川地震和历史上发生的重大地震对市政管道震损的统计和经验,对市政管道的破坏形式进行总结,并从中分析市政管道的防震策略。

1地震对管网的破坏

首先,根据汶川和相关地震历史经验可以分析得出以下基本要素:

①地震对地下管道的破坏作用包括:构造性地面运动;地震引起的土壤液化、滑坡等场地失效;地震波的传播效应。②地震灾害对管道的破坏形式主要有:直接破坏,主要包括断层作用引起的地层拉伸或压缩造成的管道断裂、扭曲,地震波在传播过程中的压缩作用是管道接口断裂或管体薄弱部位出现渗漏。间接破坏,主要包括建筑物倒塌造成的破坏,山体滑坡造成的破坏以及地基土壤液化造成的管体上浮或接口松动,管道断裂。

根据这些要素,通过收集整理5.12汶川地震受灾的都江堰、绵阳、绵竹、江油四座城市的震后资料以及过去我国唐山等地区城市地震对管网的破坏数据进行比较和分析,发现地震对市政管网的具体破坏的主要原因的分析可由以下几点出发,其具体数据归纳如下:

①管道的接口。根据震后资料统计发现其中以接口破坏形式居多。共发现和修补漏点2 000余处。破坏形式主要是管件接口破坏及管材破坏。不同类型接口的抗震性:北京市政工程研究院的实验结果表明,当挠曲的绝对值值为1.2 mm时,刚性接头开始漏水,而柔性接口铸铁管横向震动挠曲绝对值达31.5～43.5 mm时管道依然不渗不漏不破坏。可见采用柔性接口可以非常有效的防止管道在接口处产生的破坏,在很大程度上降低接口的破损概率,从而在总体上降低地震对市政管道的影响。②管道的口径。因为大口径的管道的刚性强,且它与土壤接触的摩擦力大,故在同等条件下大口径的管道的抗震性能比较强。③地基。对于同一管材管径的管道而言,在土质坚实、地质结构优良的地段管道的受损程度相较于在土质疏松地段的受损程度轻。通过数据的对比和总结分析,发现在地震过程中管道接口产生的破坏最为严重,但管道柔性接口比刚性接口的抗震性能好。大口径的管道的抗震性能相对较好。弹性材料管道的抗震性能良好。而良好的地基条件对管道的抗震性能也起到重要的作用。

2市政管网的防震措施

地震频繁地区的市政单位在防震和震后处理上有着较丰富的经验。例如:都江堰市供水管网以地震为契机,在震后化悲痛为力量进行较大规模的市政网路系统的改扩建,从而使网络系统功能达到最优。他们使用较先进的技术,以管网拓扑结构的优化参数,对供水管网系统进行优化分析。对于抗震减灾措施的整理和总结,该措施可以分为一下数个方面:抗震设防标准科学化,规划、设计合理化;应急体系建设;管理水平信息化;管网抗震性的强化。

根据以上的资料分析得出,市政管道抗震需要遵行的有以下措施。

①在地震频繁地区铺设管道的地基的选择及处理方面应遵循:管道铺设应该最大限度的避开地质不规则场地带,应该尽量布置在均匀土质中。如果管道要铺设在地质不均匀地带,就要采取一系列的特殊措施。同时对于需要过铁路、河流铺设的管线最好使用钢管或预应力混凝土管进行防震。②在地震频繁地区的管材的选择上应遵循:在地震频繁地区的管材应该优先选用抗震性能好的管材。(试验及震害调查证明,普遍使用的管道在抗震性能上,钢管的抗震性能较预应力混凝土管和铸铁管好很多。③地震灾害应急预案和工程技术:在地震频繁的地区应该加强研究供水系统地震灾害应急预案,同时需要进一步完善地震频繁地区的供水应急预案。在提高管网耐震和抗震能力建设的同时,也可以考虑设计和建立城市防震储水系统。同时,对于老旧管道的更换也是一个比较重要的防范措施。

可见通过合理的设计和布置管道,在提高管道总体的抗震性能和节约资源上有着重要的作用。相信5.12大地震带给我们的不仅仅是悲痛,同时也让我们通过实践来发现和总结规律,提出应对策略。在将来更好的面对突发的类似情况。

参考文献:

[1] 余晨曦.邵朝臣地震对市政管网的破坏及管道的抗震处理[J].山西建筑,2008,(34).