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吉林大学远程教育本科生毕业论文（设计）中文题工程索赔管理探讨学生姓名王娟专业土木工程层次年级2007春专升本学号207313106020101指导教师胡忠君职称讲师学习中心长春涉外成绩2009年7月1日吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）摘要地震波影响的区域要比永久性地土移动所发生的区域广，破坏管道系统薄弱部分的可能性大；但是永久性地土移动比地震波产生的后果要严重得多。由地震引起的大规模永久性地土移动，如地表断裂、沙土液化、塌方等对长输管道的损坏最为严重。从管道损伤的角度来评价损坏的原因；对于规定地震危险等级和工程设施的定点都很重要。抗震安全性评价的依据是管道沿线的地震危险性、地震动影响、地震地质灾害危险性和管道各站工程结构物、设备、管道的基本情况，综合这些基本资料，对长达数百乃至数千公里的管道不可能逐点全线评价，而应该选择典型管段，包括大型穿跨越，一般跨越和一般场地管段，跨断层、跨液化区管段等，进行典型分析，对各种站内的建筑物、构筑物、设备、设施逐一进行评价。以四川石油管理局管辖的输气长输管道的抗震安全性评价为例．说明了评价这种长大管线的方法及对各种薄弱环节应采取的抗震措施，所提出的方法和措施对其它管线的抗震问题有借鉴意义。关键词：地震灾害输油管道管道抗震吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）目录前言……………………………………………………………………1第一章……………………………………………………………………21.1…………………………………………………………………61.1.1……………………………………………………………71.1.2……………………………………………………………9第二章……………………………………………………………………62.1……………………………………………………………………62.1.1……………………………………………………………72.1.2……………………………………………………………92.2…………………………………………………………………112.1.2……………………………………………………………112.1.2……………………………………………………………12第三章…………………………………………………………………133.1……………………………………………………………………133.1.1……………………………………………………………153.1.2……………………………………………………………17结论……………………………………………………………………19参考文献………………………………………………………………20致谢……………………………………………………………………21吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）前言地震是突发式自然灾害，破坏性地震顷刻间就会使一座正常运转的城市瘫痪。尤其是近年来随着经济的飞速发展，城市规模迅速增大，高度的城市化的特点，使城市遭受地震引起的危害性大大增加。美国的北岭地震、日本的阪神地震都对城市造成了严重的破坏，这就使各个国家更加重视对城市抗震防震的研究。而城市防震工作的重点之一就是保障生命线工程系统的安全。生命线工程，如能源、交通、供水、供气等设施必须具备很强的抗震能力，特别是输油、输气管道的抗震能力尤为重要，它的破坏会引起火灾和爆炸。因此如何提高管道抗震能力就成为一个非常重要的课题。吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第1页共20页第一章地震灾害对长输管道的影响1.1地震的危害性地震所产生的危害，是由行进的地震波和永久性的地土变形而引起的。地震波所能影响的区域要比永久性的地土移动发生区域大，破坏管道系统薄弱部分的可能性大。而永久性的地土移动比地震波形成的最大地表变位的后果要严重，它常常造成严重的灾难性破坏。在地震时，永久性的地土移动对地下管道和其它管道造成的最大扭曲，可以看作是地震中最严重的破坏形式。地震波对地下管道产生拉伸作用，但是由此动力激发的惯性效应极小，对管材的屈服点或断裂界限值的构成只占很小的比例。一些遭受腐蚀或焊接质量差的薄弱管段受到过地震波的破坏，而按照当代技术规程和质量控制建设的连续环缝焊接钢管在发生地震中几乎没受到破坏。大规模永久性地土移动，如地表断裂、土壤液化、滑坡对管道的损坏最为严重。1.1.1地表断裂地表断裂是最显著的一种地动形式，主要原因是因为地表断裂运动给人留下深刻印象，并且一直是许多图表和报告的主题。其实地表断裂相对很少发生，地震等级不到里氏6级，不会产生地表断裂现象；地表断裂位移大到足以使管道损坏，一般地震等级要达到6～6．5级。1.1.2沙土液化通常，对于地下管道，沙土发生液化诱发的地土移动对管道危害最大。流滑事故指完全液化的沙土位移，通常发生在坡度大于5°的疏松的、饱和沙土中。侧向扩展指由于下层沙土液化致使表面的土体产生水平运动。最大的位移通常为若干英尺，有时还可以出现在倾斜度0．5～1．0的缓坡上。沿着侧向扩展的边缘，地土的变形形式趋向于在法线方向和平移断层处反叠。在美国的中西部和东部，对地震问题来说主要关注的是沙土液化。吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第2页共20页为了减少沙土液化的危害，工程措施要求：(1)评价现场沙土液化的敏感性；(2)评估地土移动的形式和因沙土液化导致的地土破坏。1.1.3塌方较深的滑移，使大面积的地土移动和发生翻转，造成大灾难并影响大片区域。麦迪逊峡谷的滑坡是因为1959年赫希根湖发生的地震引起的，它致使2800x104m3以上的岩石和土体滑动。另一个较大的地面滑动发生在1964年阿拉斯加地震，导致特纳盖恩峰和安克雷奇市的地面滑动。发生强烈的地面滑动事故，管道不受损伤是不可能的。根据上述情况，为了保护管道，最好加固坡或把管道安装在滑动区域以外的地方。因为加固坡不经济，尤其是在边远地区，因此，重点应放在辨明塌方区并避开该区域。1.1.4土体增密地震时的土体增密，是因循环剪切应变使得无内聚力材料的体积变小，使地面下沉和土体沿边界陷落。此种场合下潜在危险最大的地点位于相对坚硬区和相邻填充区的交界处。比如管道穿过桥墩、泵站以及油罐的连接处。1.1.5构造上升和下沉这种区域性海拔高程的变化分布较大，因此地下管道的局部变形并不严重。但如果使地下管道下降到水源附近就有可能出现问题，如管道受到腐蚀和局部受到冲刷。1.2管道的作用管道运输是能源输送的主要手段．管道在现代化的工业生产和人们生活中占有相当重要的位置，其在输送水、油、气、煤以及通信、供电、交通、运输和排水等方面得到了广泛的应用，成为现代工业和城镇生活的大动脉，因而被称为生命线工程．随着对能源、尤其是天然气等洁净能源需求量的增加，随着我国经济发展逐渐融入世界经济大潮的需要，天然气长吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第3页共20页距离输气干线和输配系统的建设已引起国家的高度重视。“十五”期间，我国建成投产了西气东输工程、陕—京输气管道工程、涩—宁—兰输气管道工程、兰—成—渝输油管道工程等一大批生命线工程。长达4200多公里，跨越8个省区的“西气东输”工程将使西部燃气资源成为新的经济增长点，变西部资源优势为市场优势的重要举措。据悉，“十一五”期间，石油天然气行业还将有一大批管道和储气库工程开工建设。1.3地震对管道的影响1.3.11964年阿拉斯加地震1964年阿拉斯加发生地震时，地下管道系统遭受到地震引起的沙土液化、地土滑移、地面升降的损害。安克雷奇市附近的塌方破坏了储油罐，1200t柴油溢流遍地。在国家医院附近，由于发生地土滑移使石油储罐破坏和高压输气干线破裂，安克雷奇市配气系统破裂了约200处。1964年阿拉斯加的地震说明，如果管道避开地土变形大的区域则几乎不会受损。从基奈半岛到尼克山的29km原油管道没有受到损坏，从海恩思到费尔班克思的11O0km军用成品油管道也没有受到损坏。1.3.21971年圣费尔南多地震1971年发生的地震使各种管道破裂总数超过1400处，圣费尔南多市的水、气、污水等管道全部停用。虽然地震产生的地表断层位移面积仅占强地震影响区面积的1／200。强地震区管道破裂的25～5O％发生在横断层上和横断层附近。此外，地震引发了1000处地土滑移，使输水管道和输气管道受损。观察到大约1．5m的纵向位移，在一专用通道西面的最大纵向位移大约不到0．2m，沿一过滤厂南北方向测得最大水平位移约0．5m。在专用通道中的大部管道没有受到损坏，包括南加里福尼亚天然气公司运营的三条管道和美孚石油总公司运营的一条管道。1.3.31976年危地马拉地震吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第4页共20页1976年在洪都拉斯地区发生的地震，使当地的炼油厂的设备受到了影响。由于地面的颤动，使建筑物和储油罐受到损坏，由于沙土液化，造成当地的管道和码头设施受到损坏。有一处土体在1O0~200m范围上移动了0.6m，采用现代化工艺施工的直径为450mm的原油管道受到拉伸变形，但管道没有破裂漏油。1.3.41987年厄瓜多尔地震管道受到永久性地土移动损坏的最鲜明的例子，要数在1987年厄瓜多尔发生的地震对横贯厄瓜多尔的一条直径为660mm的管道的损坏了。该管道大约有40km受到地震的损坏，在历史上这是最大的单一管道受损长度。该管道受损6个月时间，使国家损失60％的出口收入，停止出口的损失和重修该管道耗资总共约8．5亿美元。地面颤动最强区域内的管道材料是X一6O级钢，壁厚9．5mm。大多数损坏的是地面管道．均架在H形支撑桩或支撑在混凝土马鞍形管墩上。震动对管道影响有限，但永久性地土移动的影响不仅严重而且范围大。塌方、泥石流和洪水的冲刷，是管道损坏的主要原因。大量的地震灾害表明，地震不仅直接破坏生命线工程的正常使用功能，而且还可能产生严重的次生灾害(如火灾、爆炸等)，致使城市和工矿企业处于瘫痪状态，其经济损失和人员伤亡常常是很严重的．因此，生命线地震工程倍受世界各国的关注，国内外学者在此方面作了大量研究工作目前，现有理论主要认为地上管线的破坏是由于支撑环境的破坏，包括管道与支撑连接件的破坏，或者支撑结构之间大的相对运动所引起的破坏等．地震作用通过管架传递给管道，并沿着地震波作用方向振动。因此，进行抗震计算时一般将长输地上管道视为环形截面的多跨梁来研究，计算出管道自身及支撑结构沿着横向和纵向地震作用的近似值．地下管线的破坏或严重变形主要是由于地震引起的断层运动、滑坡、或者是由于地层的吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第5页共20页沉陷和液化，以及岩石、硬土、软土之间断裂面的相对运动引起的．地下管线的抗震计算主要有两种方法，一种方法是根据地下建筑物抗震动力理论来研究与土相互作用的管线振动，该理论基于把管线周围的土体在地震时的运动看成是变强度的行波，它只研究与土中管线振动有关的过程而不考虑振动土体的体积．这样，地震时地下管线工作条件的研究就归结为求解在相应初始条件及边界条件下的线性或非线性偏微分方程的问题，而未考虑到地震时土壤的运动规律．另一种方法则与管道周围土介质地震应力一应变状态的研究及由土介质向管道所传递的动力特性有关，即管道的损伤和破坏与土介质沿管道纵轴的变形(压一拉)有关．在这种情况下，理论上将地震作用看成拟静态作用，其中方向与管线纵轴一致的地震波作用所引起的管线破坏或损伤是最常遇到的情况。吉林大学远程教育2010届本科生毕业设计（论文）第6页共20页第二章管道抗震安全性评价方法我国长输管道遍及全国，这些管道一般可以分为二大类，一类是输油管道，另一类是输气管道，其中很多管道未经抗震设计．管线总长达数千公里。有的跨越江、河．有的穿过山地、平原，所过之处地形地貌、工程地质、工程水文、地震活动性等方面均有很大的差异。每条管道由各种工程设施构成．以输气管道为倒，有总站、输气站、配气站、防腐站、输气管线等。管道结构型式不一，类型复杂．有穿越管道、跨越管道、埋地管道，地面管道等等。这些工程的特点是：地质、地貌复杂，地震动参数变化大，危及生产安全的活动断裂发育，抗震设计应考