1　前言

　　地裂縫是指與地震無直接關(guān)系的地面或房屋建筑物的開裂現(xiàn)象，地裂縫主要分布在平原和盆地中。西安市地裂縫是一種獨特的城市地質(zhì)災(zāi)害，自50年代后期開始，西安市及近郊出現(xiàn)7個地面沉降中心，最大累積降深達1.035m。1976年唐山大地震以后西安市地裂縫活動明顯加強，特別是進入80年代以來，由于過量抽汲承壓水導(dǎo)致的地裂縫兩側(cè)不均勻地面沉降進一步加劇了地裂縫的活動，地裂縫所經(jīng)之處，破壞地面及各類建筑物，危及一些著名文物古跡的安全。
　　劇烈的地裂縫活動不僅破壞地面建筑，而且錯斷地下供水和輸氣管道。一方面造成了較大經(jīng)濟損失，另一方面給西安市的居民生活帶來了嚴重的安全隱患。

2　西安市天然氣工程情況

　　西安市天然氣工程是近年國內(nèi)規(guī)模較大的城市天然氣工程。該工程氣源來自陜西省靖邊地區(qū)的大型天然氣田。工程供氣規(guī)模為120萬m³/d，總投資為6.3億元人民幣。工程主要內(nèi)容有：門站一座，儲配站一座(設(shè)10000m³，PN1.06MPa球罐4座)，高-中壓調(diào)壓站7座，高壓管道37kin(1.6MPa，DN600)，中壓管道160km(0.4MPa，DN100～DN400)。該工程于1997年建成投產(chǎn)，從根本上解決了西安市的大氣污染問題，大大樹立起國際旅游城市的形象。

3　地裂縫活動對地面建筑及地下管線造成的破壞

　　西安地裂縫活動頻繁，不僅造成了對地面建筑的破壞(不少建筑物的墻體被拉裂，而且危及名勝古跡。地面沉降導(dǎo)致象征西安古代文明的鐘樓下沉395mm，而唐代的大雁塔竟向西北傾斜了1100多mm)，而且地下供水、供氣管道被錯斷，給城市居民的生活帶來嚴重影響。
　　西安市對西安地裂縫的研究和防治極為重視，己花費了1000多萬元用于研究方面，建立了包括分層沉降標的地裂縫長期監(jiān)測臺網(wǎng)。1988年經(jīng)陜西省城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護廳批準，頒布了《西安地裂縫場地勘察與·工程設(shè)計規(guī)程》，代號為DBJ240-6-88，要求在西安市建設(shè)必須給出地裂縫評價意見和防治措施。
　　但該設(shè)計規(guī)程主要針對地裂縫活動對地面建筑造成的破壞，規(guī)程以建筑物的重要程度為根據(jù)，將地裂縫場地劃分出：不安全帶、次不安全帶、次安全帶和安全帶。避讓區(qū)寬10m，設(shè)防區(qū)寬10-24m，40m以外為安全區(qū)。
　　但規(guī)程對于地裂縫對地下管線設(shè)施造成的破壞則未提出明確的處理措施。本文將結(jié)合西安市天然氣工程的實際情況，就天然氣管道穿越地裂縫的問題提出合理的處理措施和建議。

4　波紋膨脹節(jié)在處理地裂縫問題中的應(yīng)用

　　西安市天然氣工程于1992年開始設(shè)計，一期工程于1997年完成并投入運行。限于當時的實際情況，工程中的高、中壓管道幾乎全部采用鋼管。材質(zhì)為Q235A。高壓管道設(shè)計壓力為1.6MPa，中壓管道設(shè)計壓力為0.4MPa，管壁厚度小于10mm。管道埋深一般在1.4～2.4m。根據(jù)《管道工程安裝維修手冊》，材質(zhì)為Q235A的碳素鋼管，當壁厚小于10mm時，其額定許用應(yīng)力為133MPa。西安市I級地裂縫的垂直活動速率每年大于30mm，最大速率可達到55.06mm/a。自1995年以后，西安市地裂縫活動進入超?；顒与A段，而地裂活動具有年變周期，大部分時間地裂縫處于相對穩(wěn)定或蠕動狀態(tài)，此時不會對地下管線造成破壞(圖1)；但是在短時間內(nèi)會突然錯動產(chǎn)生較大的變形。日積月累，這種變形會對地下末采取任何保護措施的鋼性管道造成嚴重破壞(圖2)，據(jù)1996年統(tǒng)計，地裂縫活動錯斷供水、煤氣管道達45次之多。