地基沉降对燃气管道设施的损害及对策

摘 要

摘要：通过对东莞市区的现场调查，分折地基沉降对燃气管线设施的损害，在允许地基沉降的前提下，提出了相关的解决措施。关键词：燃气管线；调压箱；下沉；补偿管1 引言因填筑地固结压密而产
摘要：通过对东莞市区的现场调查，分折地基沉降对燃气管线设施的损害，在允许地基沉降的前提下，提出了相关的解决措施。
关键词：燃气管线；调压箱；下沉；补偿管
1 引言
因填筑地固结压密而产生地基沉降导致燃气管线设施受损，这种灾害的大部分都集中在管线设施与建筑物的连接处，地基产生不均匀沉降处及接头部位。东莞市区燃气管线因地基沉降而导致多处泄漏，见表1。
表1 管道沉降隐患统计表
序号
小区名称
楼栋名称
现象
维修日期
1
金域中央
2栋
调压器下沉漏气
2009年11月26日
2
风临美丽湾
7栋
调压器下沉漏气
2010年1月8日
3
风临美丽湾
1栋
调压器下沉漏气
2010年3月1日
4
风临美丽湾
幼儿园
调压器下沉漏气
2010年4月20日
5
愉景花园
御龙居
调压器下沉漏气
2010年4月25日
6
莞城服务中心
 
调压器下沉漏气
2010年5月25日
7
世纪星城
16栋
调压器下沉漏气
2010年6月17日
8
新世纪星城
3栋
调压器下沉漏气
2010年7月3日
9
捷报园
 
调压器下沉漏气
2010年8月2日
10
景湖湾畔一期
2栋
调压器下沉漏气
2010年10月27日
2 系统介绍
2.1 东莞市城区概况
    东莞市城区位居东莞市中南部，包括万江，东城，南城，莞城四个区，其建设用地原来为水稻田或山岳地，再以铺回填土。其配套的燃气工程为东莞新奥燃气有限公司承建并经营，从2003年入驻东莞，发展至今，城区部分燃气管道铺设已有151个小区，364个工商户，用户与东莞的建设发展同步，分多期开发建设，气源为天然气，两级调压入户，中压庭院管压力为0.36MPa，低压管压力为0.O02MPa，燃气表和用户调压器大部分集中安装于一楼外墙或室外地坪的调压箱内。
2.2 沉降损害
根据现场调查，其沉降损害相当严重，两座多层房屋之间的建筑未作桩基处理，现已下沉20～30cm不等，从散水坡与房屋连接处测量其沉降量为15cm左右，散水坡与房屋水平位移2～3cm，部分出地立管接头松开后下沉1Ocm左右，因这种上下和水平方向的位移变化导致燃气调压箱部位管线严重变形弯曲，80%的调压箱部位管线螺纹接头多处泄漏，其泄漏率的分布大致为：弯头占9.62%，活接头占52.72%，三通占7.2%，其余为丝扣连结阀门、丝堵等。见图1。

2.3 损害特征
    燃气调压箱部分布管工艺多种多样，其损害情况复杂，大体分两类。
2.3.1调压箱固定在外墙上
    因调压箱固定在外墙上，地基沉降发生的位移主要损害进口端出地立管、管架、阀门、调压箱等。因沉降较大，管线的塑性变形无法满足沉降发生的位移。首先将出地立管固定支架拉脱离墙且立管在此处弯曲变型，继而将进口管往下拉，因调压箱进口的限制导致进口管将调压箱侧板压坏变形，分配管和箱内水平管发生倾斜。在此过程中对丝口部位施加拉应力削弱了丝口连接的预紧力可导致丝口松动而泄漏。虽然螺纹接口处的断裂荷载可大于钢管本身的6%，螺纹接口本应更可靠，然而，螺纹接头的变形能力与钢管本身相比较低，当地基沉降产生很大的相对变形集中于螺纹接头时，有时将破坏接头。
2.3.2调压箱固定在室外地坪上
    调压箱固定在地坪上，室外地坪与建筑物的相对位移的增加主要影响调压箱出口端管道，进口端管道损害相对较轻。因地面亮起，调压箱不能与地下管发生同步位移，那么调压箱进口端管道同样受到拉应力作用而可导致损害。出口端DN镀锌管因截面刚度小，弯曲变形严重。
2.4 对策
2.4.1调压箱立于室外地坪，其进出口管线应考虑采用柔性连接，挂于建筑物外墙上的调压箱只采用进口管柔性连接。柔性连接的可拉伸量应满足沉降的最大位移。
2.4.2垂直于建筑物的地下管线支管应因地制宜分级抬高埋设深度靠近建筑物，这有利于提高支管的挠性，吸收地基的沉降位移，减少管沟开挖对建筑物基础的影响。
2.4.3出地立管穿过混凝土地面时须设置出地套管，防止混凝土与管道固结，阻碍管线位移。
2.4.4采用塑性较好的材料。这是根据材料的屈服极限来考虑，对于钢管和PE管来说主要的破坏最集中在接点和端部固定端，但是钢管和PE管其接头都有较好的延伸性和较好的接头偏转角，基本可以根据其材料的屈服极限来确定。
2.4.5采用浅埋，减轻地基对管的压力。
2.4.6庭院管采用树技状连接，尽量缩减庭院管的长度，减少接点。
2.4.7利用管线自身弯曲，增大弯曲半径，减少弯头的使用量。
2.4.8采用不锈钢金属软管替代伸缩器。目前伸缩器的使用主要考虑温差对管线的影响，不能解决两端管线上下方向上的位移变化，地基的不均匀沉降将导致管线在伸缩器部位产生破坏，当拆除伸缩器后，两端管线无法对中，更换困难。
2.5 东莞新奥燃气有限公司对策
2.5.1材料准备
以金域中央CH70-F调压箱为例：
材料名称
数量
规格型号
公称压力
天淼万向补偿管
1个
TGB50-500
0.4MPa
法兰
1副
DN50
0.6MPa
钢制弯头
4个
DN50
0.6MPa
无缝钢管
约2米
DN50
0.6MPa
2.5.2工艺措施
    (1) 在中压埋地管道出土点50厘米部位截断约30厘米长的一段管道。
    (2) 截断管道用一段U形管代替，U形管一端为一条万向补偿软管，另一端为钢管。
    (3) 万向补偿软管与钢管间采用法兰连接。
(4) 整改结果如图2所示，进气端地基沉降所产生的位移，由补偿软管弯曲量进行补偿。
3 结论
    (1) 对于直埋管线基础的夯实，因为夯实只是表层的，所以场地土意义不大，且当多个专业同时在小区施工时，夯实很难达到其目的，而采用其它的地基处理方式，造价太高，所以，在允许沉降的基础上，采取上述措施。
    (2) 对于地基沉降GB50028—93K《城镇燃气设计规范》没有相关条款的要求，希望该标准增加相关的内容与有关的法规标准相呼应。
    (3) 这里说的地基沉降是指室外地坪的沉降，一般说来建筑物都有作地基处理，认为建筑物的沉降在其施工过程中已基本完成，建筑物竣工后其沉降既是有也是少量的。采用上述方法，同样可以避免因地基与建筑物相对位移的缩小给管线带来损害。
参考文献：
[1] 陈方：建筑地基不均匀沉降设计探析[J]：福建建材：2008年04期
[2] 顾振荣：地基沉降对燃气管道的损害及对策[J]：山西建筑；2008年15期
 
(本文作者：祁建新 赖焊杨 东莞新奥燃气有限公司 广东东莞 523000)