經(jīng)計算地裂縫不同活動速率對管道產(chǎn)生的應(yīng)力,在實際工程中,設(shè)計人員針對各級地裂縫采取了不同的處理措施(針對鋼管):
4.1?、蠹墶ⅱ艏壍亓芽p
高、中壓管道在穿越m級、Ⅳ級地裂縫時,以地裂縫為中心,前后各100m的管道管底埋深控制在1.2-2.1m之間,并以中粗砂作回填土,填至管頂以上300mm;距地裂縫前后50m范圍內(nèi)不能設(shè)支管。
4.2?、蚣壍亓芽p
?、俑邏汗艿?PN1.6MPa,DN600)
西安市天然氣高壓管道經(jīng)過的II級地裂縫達(dá)6處,在穿越Ⅱ級地裂縫時,以地裂縫為中心,設(shè)置一段總長60m的管溝,在距地裂縫前后各20m的管道上設(shè)置一個軸向型內(nèi)壓式波紋膨脹節(jié),工作壓力為1.6MPa。管溝內(nèi)充填松散粗砂,見圖3.
管道穿越II級地裂縫,采取如圖3的措施,在地裂縫活動的影響下,產(chǎn)生的變形情況見下圖4。
II級地裂縫的垂直活動速率最大為30mm/a,水平引張速率為垂直活動速率的1/3,最大為14mm/a。以最不利情況來討論,則每年地裂縫一側(cè)的管道隨地面沉降△Y=30mm,水平拉伸量△X=14mm。
由于每年管道沉降所產(chǎn)生的傾角A很小,幾乎可忽略不計,因此只要能消除管道拉伸變形所產(chǎn)生的應(yīng)力,就可解決問題。
兩只波紋膨脹節(jié)之間的管道長L=40.Om,發(fā)生變形后的管道長為Ll的關(guān)系式如下:
L12=(L+△X)2+△Y2 (1)
公式中:L一兩只波紋膨脹節(jié)之間的管道長,m;
△X一水平拉伸量,mm;
△Y一管道隨地面沉降量,film。
當(dāng)L=40.4m,管道拉伸量△L按如下公式計算:
△L=△X+△Z2/2L≈△X(14mm)。
選擇的波紋膨脹節(jié)的允許軸向位移能大于△XX/2(7mm),工作壓力為1.6MPa,即可滿足一個活動年的要求。