市政管道不均勻沉降風(fēng)險評估研究

劉耀龍，胡晶國，王曉特

(中國市政工程東北設(shè)計研究總院有限公司，吉林 長春 130021)

1 引 言

市政管道是城市的基礎(chǔ)設(shè)施，包括燃?xì)狻⒐┧⑴潘艿赖龋浅鞘械摹吧€”。開展城市市政管道運行安全風(fēng)險評估，識別市政管道運行中存在的安全風(fēng)險，可為化解城市市政管道運行安全風(fēng)險提供科學(xué)依據(jù)，具有十分重要的意義。為保證市政管道的安全運營，對埋地管道的結(jié)構(gòu)性能和設(shè)計方法的要求越來越高，而大量的滲漏和爆管事故表明，場地不均勻沉降是導(dǎo)致管道破壞的主要原因之一，尤其是敷設(shè)在軟土地基上的管道，地基對管道承載能力較差，管道將隨著時間發(fā)生沉降現(xiàn)象，往往引起管道拉伸或者壓縮屈曲導(dǎo)致失穩(wěn)破壞，不僅帶來重大的經(jīng)濟損失，還會產(chǎn)生巨大的社會負(fù)面影響[1]。

目前，場地不均勻沉降下的管道沉降研究模擬集中于彈性地基梁模型[2]。Parmelee等[3]提出利用半彈性空間中的彈性地基梁模型來分析地下管道與土介質(zhì)的相互作用。高惠瑛等[4]深入分析了沉降量、埋深、管徑、管土間摩擦系數(shù)等多個因素參數(shù)對管道的破壞。童華等[5]分析了埋地管道在塌陷和沖擊作用下管道的大變形。尚爾京等[6]分別采用Winkler模型和彈塑地基梁模型，通過分析計算，得出了管道失效的臨界地層塌陷區(qū)的長度。朱彥鵬等[1]基于彈性地基梁法對埋地管道的應(yīng)力進(jìn)行了分析。以上模型均未考慮市政管道建成后在豎向壓力作用下的不均勻沉降。實際過程中，由于管道豎向變形和沉降不同，在管道中可產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力和縱向應(yīng)力。……