燃气引入管变形处理对策

摘 要

摘要：针对北方高寒地区冬季土壤冻胀和不均匀沉降造成燃气引入管发生变形的问题，提出并试验了两个解决方案：安装金属波纹管，设置缓冲槽和砂垫层。实际运行效果良好。关键词：燃气引
摘要：针对北方高寒地区冬季土壤冻胀和不均匀沉降造成燃气引入管发生变形的问题，提出并试验了两个解决方案：安装金属波纹管，设置缓冲槽和砂垫层。实际运行效果良好。
关键词：燃气引入管；管道变形；不均匀沉降；土壤冻胀
Method for Preventing Deformation of Gas Service Pipe
LI Zheng
Abstract：Aimed at the deformation of gas service pipe caused by frost heaving and uneven settling of soil in winter in the northern very cold area of China，two solutions including installing metal bellows and setting buffer slot and sand cushion are put forward and tested. The actual operation result is excellent.
Key words：gas service pipe；pipe deformation；uneven settling；frost heaving of soil
1 燃气引入管的变形问题及解决方案
    建筑物的荷载通过基础传给地基，在地基土层中引起的附加应力具有扩散效应[1、2]。
    由于土壤荷载分布不均匀而产生建筑物的不均匀沉降，从而导致燃气引入管发生位移或变形，危及燃气管道的安全，应引起高度重视，采取有效措施加以防范[3～6]。大庆市东、西两城区城市燃气庭院管道部分位于高水位区域，冬季土壤的冻胀加剧了建筑物下部土壤荷载分布的不均匀程度，造成持力层地基土的附加应力不均匀，从而造成土体总压缩变形的不均匀，突出表现为建筑物基础附近的不均匀沉降，由此造成燃气引入管发生位移或变形，见图1。

    为解决燃气引入管的变形问题，我们设计了2套试验方案。
   ① 方案1
   将引入管局部应力大的部位改为金属波纹软管，充分利用波纹管的可自由弯曲特性，缓冲和吸收管道变形，避免刚性管道泄漏或断裂。安装金属波纹软管的做法见图2。

    ② 方案2
    考虑到引入管受力来源于地面土壤，先在引入管底部增加砂垫层，然后将入地处至庭院管间的管道包裹聚氨酯泡沫夹克，最后在管道顶部加盖缓冲槽，具体做法见图3。
    当建筑物发生沉降时，下部土壤会对埋地管道施加局部应力，缓冲槽或聚氨酯泡沫夹克能够给予管道足够的位移空间来缓解该应力，防止引入管变形。聚氨酯泡沫夹克还可以减少引入管纵向伸缩的阻力。砂垫层可以提高地基的承载力，减少沉降量，加速软土层的排水，防止土壤冻胀和消除膨胀土的胀缩作用。
2 准备工作
   ① 方案1材料准备
   a. 选取长度为400mm、管径与引入管相同的金属波纹软管。
    b. 管径与引入管相同的钢质弯头、直管段若干。
    ② 方案2材料准备
    a. 使用缓冲槽模具(见图4)，将水、水泥、砂子、石子按照体积比为0.6:1:2:4的配比浇筑混凝土缓冲槽(见图5)若干。
 

b. 聚氨酯泡沫夹克(见图6)若干。
c. 细砂、泡沫板若干。
3 施工操作步骤
3.1 方案1
    ① 测量管道长度，使用水钻在墙体上钻孔。
    ② 将原有变形管道切割，焊接金属波纹软管，见图7左。
    ③ 在金属波纹软管上涂抹防腐漆，见图7右。
 

3.2 方案2
    a. 将入地处至庭院管的管道土方挖开，在管道底部填充200mm厚的砂垫层。
    b. 用聚氨酯泡沫夹克包裹该管道，用胶带缠绕聚氨酯泡沫夹克，使聚氨酯泡沫夹克与管道接触紧密，见图8左。
    c. 在管道上方安装混凝土缓冲槽，缓冲槽开口朝下放置，并整齐排列，见图8右。
    d. 在弯头处填充泡沫，减少管道纵向位移的阻力。
e. 回填土方，恢复路面。
 

4 结论
    我们抽取大庆东、西城区内逾10个变形严重的燃气引入管进行了试验研究，在2009年冬至2010年春土壤冻胀时间段对试验对象进行实时观测、数据采集、对比分析。试验结果表明，经过冬春两季的运行检验，两套试验方案均很好地解决了燃气引入管发生位移或变形的问题。
参考文献：
[1] 姜正侯.燃气工程技术手册[M].上海：同济大学出版社，1993.
[2] 段常贵.燃气输配(第3版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.
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[4] 王宏伟，孙锐，毛亮，等.燃气引入管的敷设与应力分析[J].煤气与热力，2005，25(8)：49-53.
[5] 王奎昌，焦文玲，裴义.高层建筑沉降对引入管的影响及补偿措施[J].煤气与热力，2006，26(8)：26-28.
[6] 刘威垣，李陆弘，夏建国，等.燃气引入管的基础处理[J].煤气与热力，2009，29(10)：B24-B26.
 
(本文作者：李政 中石油昆仑燃气有限公司大庆燃气公司 黑龙江大庆 163453)