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[摘 要]云南滇池地区近年来由于软土地基与建构筑物间不均匀沉降而对天然气管道造成破坏的现象严重。本文将通过对目前滇池地区不均匀沉降对现有燃气管道造成的影响进行分析,并提出相应的解决办法。
[关键词]不均匀沉降 天然气 管道
中图分类号:F426.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0316-01
1 引言
随着中缅天然气管道和昆明西入城管道的建设完成,昆明主城区天然气置换工作迫在眉睫,为做好昆明市天然气置换的准备工作,须提前对目前昆明市燃气管网设施存在的隐患进行逐一仔细排查和整改,以保证燃气管网设施安全稳定供气。
2 问题描述
近年来,滇池片区频繁出现城市道路和庭院小区的燃气管道及相关设施拉裂损坏漏气的情况。具体主要表现为金属软管变形量达到补偿极限、出地管及燃气立管倾斜、管道支架变形、地下燃气管道拉裂等情况,云南中石油昆仑燃气有限公司对此进行了及时的抢修处理,仅2011年至2012年两年间抢修次数就达到了244次,其中地下燃气管道泄漏抢修66次,金属软管泄露抢修178次,滇池片区抢修次数已占公司总抢修次数近39%。
3 原因分析
昆明滇池地区的沉降主要以湖滨地带软土沉降为主,湖滨带沉积层以大量软土、饱水粉砂层为主,并夹有许多淤泥、草煤层等松软沉积物。这些地层形成时间短、固结度低、孔隙率高、含水量大。在后期进行建设后,受建筑加压会导致软土的水被挤出,土层被压密实,从而出现地基下沉。通过研究调查发现敷设在软体地基中的管道因沉降会产生各种变形,均匀沉降对管道影响不大,当发生不均匀沉降时,管道就有可能发生变形甚至破坏。我们常见天然气管道一般为埋地管,随土壤沉降,突然无法提供对管道支撑,导致管道沉降,甚至可能对管道造成向下压力,导致管道沉降。
4 建模分析与整改措施
4.1 已建模分析
采用caesar2软件进行建模,建模时土壤支撑用具有初始刚度、极限载荷和屈服刚度的双线性弹簧来模拟。模拟管道的截止处
如果模拟管道的截处为容器(压缩机缓冲罐或分离器等),那么按照连接点进行处理止;当管道终断处为土壤时,按埋地管道建模进行处理。相同管径下,不同材料应力情况比較如图1:
由图可知X52的管径323.9左右管道,在10米管长间隔中出现30-40厘米沉降时,可判断管道有出现破坏的危险,应采取相应应对措施。
4.2 已采取措施
考虑到滇池片区长久以来固有的地基不均匀沉降特点,并针对其可能出现的问题,在滇池片区燃气工程管网设计和施工中已采取相应处理措施,具体包括:
1)在出地管入户前设置金属软管,利用金属软管补偿出地管的向下位移量。
2)尽量延长出地管与穿墙入户管之间的管道长度和弯头数量,以进一步缓解出地管下沉带来的影响。
3)加大穿墙入户管的套管管径。
4)采用塑性较好的PE管[1]。
4.3建议采取的优化措施
通过上述结论,還可采用以下措施进行管线的优化设计:
措施一:对于室外燃气管道具备架空敷设条件的楼栋,考虑将原埋地楼前管及引入管改为架空敷设,并更换金属软管。具体整改方案详见图2。
措施二:对于大部份楼栋室外燃气管道不具备架空敷设条件的同一庭院,考虑将庭院原有地下燃气钢管全部更换为PE管,并更换金属软管。
5 结论
本文根据目前滇池地区经常出现的安全隐患进行分析讨论,得出了在此类沉降地区,为避免管道沉降及其带来的危害,在燃气管道设计与施工中可采取措施的方法。
参考文献
[1] 李玉坤.不均匀沉降填海地基埋地管道应力计算.2014山东青岛266580.
[2] 张丽惠,张淑坤.建筑地基沉降的求值模拟分析[J].山西建筑,2007,33(12):112-114.
[3] 刘柯,邵大伟.埋地城市燃气管道三通失效有限元分析.2014辽宁沈阳110000.
[4] 刘仕鳌,蒲红宇.埋地管道应力分析方法.油气储运,2012,31(4):274-278.
[5] 王瑜靓.软土地基不均匀沉降对燃气管道的影响及对策.河北承德067000.
[6] 李新慧.天然气埋地管道沉降的有限元分析.2013.中石化天然气分公司,天津300457.
[7] 康洁巍.填海区天然气排管的地基处理.2009.
[8] 顾军.综述地面沉降对埋地燃气管道的影响研究.2012.
[关键词]不均匀沉降 天然气 管道
中图分类号:F426.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0316-01
1 引言
随着中缅天然气管道和昆明西入城管道的建设完成,昆明主城区天然气置换工作迫在眉睫,为做好昆明市天然气置换的准备工作,须提前对目前昆明市燃气管网设施存在的隐患进行逐一仔细排查和整改,以保证燃气管网设施安全稳定供气。
2 问题描述
近年来,滇池片区频繁出现城市道路和庭院小区的燃气管道及相关设施拉裂损坏漏气的情况。具体主要表现为金属软管变形量达到补偿极限、出地管及燃气立管倾斜、管道支架变形、地下燃气管道拉裂等情况,云南中石油昆仑燃气有限公司对此进行了及时的抢修处理,仅2011年至2012年两年间抢修次数就达到了244次,其中地下燃气管道泄漏抢修66次,金属软管泄露抢修178次,滇池片区抢修次数已占公司总抢修次数近39%。
3 原因分析
昆明滇池地区的沉降主要以湖滨地带软土沉降为主,湖滨带沉积层以大量软土、饱水粉砂层为主,并夹有许多淤泥、草煤层等松软沉积物。这些地层形成时间短、固结度低、孔隙率高、含水量大。在后期进行建设后,受建筑加压会导致软土的水被挤出,土层被压密实,从而出现地基下沉。通过研究调查发现敷设在软体地基中的管道因沉降会产生各种变形,均匀沉降对管道影响不大,当发生不均匀沉降时,管道就有可能发生变形甚至破坏。我们常见天然气管道一般为埋地管,随土壤沉降,突然无法提供对管道支撑,导致管道沉降,甚至可能对管道造成向下压力,导致管道沉降。
4 建模分析与整改措施
4.1 已建模分析
采用caesar2软件进行建模,建模时土壤支撑用具有初始刚度、极限载荷和屈服刚度的双线性弹簧来模拟。模拟管道的截止处
如果模拟管道的截处为容器(压缩机缓冲罐或分离器等),那么按照连接点进行处理止;当管道终断处为土壤时,按埋地管道建模进行处理。相同管径下,不同材料应力情况比較如图1:
由图可知X52的管径323.9左右管道,在10米管长间隔中出现30-40厘米沉降时,可判断管道有出现破坏的危险,应采取相应应对措施。
4.2 已采取措施
考虑到滇池片区长久以来固有的地基不均匀沉降特点,并针对其可能出现的问题,在滇池片区燃气工程管网设计和施工中已采取相应处理措施,具体包括:
1)在出地管入户前设置金属软管,利用金属软管补偿出地管的向下位移量。
2)尽量延长出地管与穿墙入户管之间的管道长度和弯头数量,以进一步缓解出地管下沉带来的影响。
3)加大穿墙入户管的套管管径。
4)采用塑性较好的PE管[1]。
4.3建议采取的优化措施
通过上述结论,還可采用以下措施进行管线的优化设计:
措施一:对于室外燃气管道具备架空敷设条件的楼栋,考虑将原埋地楼前管及引入管改为架空敷设,并更换金属软管。具体整改方案详见图2。
措施二:对于大部份楼栋室外燃气管道不具备架空敷设条件的同一庭院,考虑将庭院原有地下燃气钢管全部更换为PE管,并更换金属软管。
5 结论
本文根据目前滇池地区经常出现的安全隐患进行分析讨论,得出了在此类沉降地区,为避免管道沉降及其带来的危害,在燃气管道设计与施工中可采取措施的方法。
参考文献
[1] 李玉坤.不均匀沉降填海地基埋地管道应力计算.2014山东青岛266580.
[2] 张丽惠,张淑坤.建筑地基沉降的求值模拟分析[J].山西建筑,2007,33(12):112-114.
[3] 刘柯,邵大伟.埋地城市燃气管道三通失效有限元分析.2014辽宁沈阳110000.
[4] 刘仕鳌,蒲红宇.埋地管道应力分析方法.油气储运,2012,31(4):274-278.
[5] 王瑜靓.软土地基不均匀沉降对燃气管道的影响及对策.河北承德067000.
[6] 李新慧.天然气埋地管道沉降的有限元分析.2013.中石化天然气分公司,天津300457.
[7] 康洁巍.填海区天然气排管的地基处理.2009.
[8] 顾军.综述地面沉降对埋地燃气管道的影响研究.2012.