工業(yè)管道工程抗震設(shè)計要求主要有以下幾點:
①. 選擇有利場地
選擇對抗震有利場地管道工程的抗震能力與場地有著密切的關(guān)系。歷次地震震害調(diào)查表明,同類型的工程設(shè)施,由于場地不同,遭受地震破壞的程度會有很大差別。選擇場地的原則是:
a. 應(yīng)避開地震時可能發(fā)生地基失穩(wěn)的松軟上場地,如飽和砂土、人工填土等,選擇堅硬的場地,如基巖、堅實的碎石、硬粘土等。
b. 避開地質(zhì)構(gòu)造上的斷層帶多。
c. 選擇地勢平坦開闊的場地,避開陡坡峽谷、孤立的山丘等地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定的場地;
②. 合理規(guī)劃布局
避免地震時產(chǎn)生次生災(zāi)害非地震直接造成的災(zāi)害,稱為次生災(zāi)害,有時次生災(zāi)害比地震直接造成的災(zāi)害損失還要大。在進行總體規(guī)劃時,應(yīng)特別注意輸送有毒、易燃易爆介質(zhì)的管道工程應(yīng)遠離人口稠密處,同時應(yīng)考慮必要的切斷和排放措施。
③. 管系均勻分布
選擇技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理的抗震結(jié)構(gòu)方案,并力求管系體形簡單,重量、剛度對稱地均勻分布。管道工程的敷設(shè)方式可分地上和地下兩種,重心越高對抗震越不利,因而埋地比架空好。當(dāng)架空敷設(shè)幾根管道組合后的重心應(yīng)盡量和支柱的軸線和形心相重合。
④. 結(jié)構(gòu)的整體性
保證結(jié)構(gòu)的整體性,并應(yīng)使其結(jié)構(gòu)具有一定的延性和柔性,即選用柔性管材和采用柔性連接方式。結(jié)構(gòu)的整體性主要是對有各種支撐構(gòu)件的敷設(shè)而言,應(yīng)使其管道和支撐結(jié)構(gòu)連成一體,當(dāng)管道沒有卡箍和支撐結(jié)構(gòu)連接時,應(yīng)在管道兩側(cè)設(shè)置擋板,以防用動。各種管道宜采用柔性管材,不宜采用脆性管材。
⑤. 減輕管道自重與降低管道重心
減輕地上管道的自重,盡量降低管道的重心。
⑥. 保證施工質(zhì)量,確保地震設(shè)防措施完好。
⑦. 管線遠離地震斷層帶,不應(yīng)平行于斷層
管線盡量遠離地震斷層帶,且不應(yīng)平行于斷層可能變形最大的走向,當(dāng)穿越斷層時應(yīng)斜交以減少管道的剪切變形。
⑧. 布置成多回路、環(huán)狀管網(wǎng)
管網(wǎng)應(yīng)布置成多回路、環(huán)狀管網(wǎng),以便多向供應(yīng)介質(zhì)。當(dāng)條件可能時,水源、氣源等動力站應(yīng)設(shè)置兩個以上,并布置在不同方向,使管網(wǎng)形成并聯(lián)網(wǎng)路。
⑨. 防止位移措施
管道在地震能量的作用下,一部分可以本體吸收,這就要求管道有一定的強度;一部分是消耗掉,如管道自身的彈性位移、彈性阻尼支架的消耗。防止位移措施如下。
a. 穩(wěn)定基礎(chǔ)、防止液化。當(dāng)管道處于有液化可能的地段時,應(yīng)有防止液化的技術(shù)措施,避免地震時因地基液化造成管道失穩(wěn)。
b. 各種支架應(yīng)生根牢固。當(dāng)生根于墻體上時,應(yīng)驗算墻體的穩(wěn)定性,并不得架設(shè)在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低于其管道設(shè)防烈度標(biāo)準(zhǔn)的建筑物上。
c. 架空管道的支架宜采用鋼架或鋼筋混凝土架,不宜采用磚石砌體支架。
d. 豎向敷設(shè)的管道應(yīng)穩(wěn)固,管徑較大或較重時,下部應(yīng)加支墩,如圖15.1所示。
e. 滑動支座的管道應(yīng)在支架端部設(shè)置側(cè)向擋板,對有滑脫危險的管座應(yīng)將管托加長,管徑不超過250DN的管道每間隔一個支承點和端部支承點應(yīng)設(shè)抗震卡,如圖15.2所示。
f. 地下管道的上方不宜堆放重物,管道應(yīng)遠離缺乏抗震能力的建筑,以防增加地基沉降和妨礙發(fā)震時應(yīng)急搶修。
g. 管道應(yīng)遠離缺乏抗震能力的建(構(gòu))筑物,以防倒塌砸壞管道。
h.當(dāng)管道由鉸接支架(沿管線方向)支承時,應(yīng)設(shè)置防止支架軸向傾倒的措施。
⑩. 抗震消能措施
a. 所有管材應(yīng)選用抗震性能好的,具有一定柔性的鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管等,少用或不用材質(zhì)性脆的陶土(瓷)管、塑料管、玻璃管等。其連接方式對于鋼管可采用焊接,對于承插管應(yīng)采用柔性或半柔性連接。承插式管道下列部位必須采用柔性接口:過河管兩側(cè);穿越鐵路及其他重要交通干線兩側(cè);主要干線、支線上的三通、四通,大于45°的彎頭等附件與直線管段連接處;管道與泵房、水池、氣柜等建(構(gòu))筑物連接處;地基土質(zhì)有突變處。
b. 管道在穿過建(構(gòu))筑物的墻或基礎(chǔ)時,應(yīng)符合下列要求:應(yīng)在墻或基礎(chǔ)上設(shè)置套管;管道與套管之間隙內(nèi)應(yīng)采用柔性填料充填;當(dāng)穿過的管道必須與墻或基礎(chǔ)嵌固時,應(yīng)在嵌固管段就近設(shè)置柔性接頭;管道與設(shè)備連接時,應(yīng)采取措施使管道能有適當(dāng)?shù)纳炜s量和撓性;當(dāng)管道穿過河流、溝渠、道路等障礙需要降低標(biāo)高時,宜降坡敷設(shè),其傾斜角一般不大于30°,如圖15.3所示,并應(yīng)在兩端設(shè)置柔性接口。
?. 其他措施
a. 各種管道應(yīng)有應(yīng)急關(guān)斷裝置和排放措施,并應(yīng)安全可靠。架空的閥門應(yīng)有攀登構(gòu)造,埋地的閥門應(yīng)設(shè)置閥門井,井內(nèi)不應(yīng)有淤泥和積水。
b. 管道應(yīng)避免死角,當(dāng)不可避免時,應(yīng)增設(shè)排放設(shè)施。
c. 在下列場所應(yīng)設(shè)置閥門,閥門兩側(cè)均應(yīng)采用柔性接頭:地震斷裂帶兩側(cè);地基土可能液化段的兩側(cè);各種熱水和自來水輸送水網(wǎng)每隔2000~3000m,輸配水網(wǎng)1000~1500m設(shè)一分段閥門。