黄鹏
中建新疆建工（集团）有限公司西南公司 四川 成都 610031
摘要：随着生态环境的改变，近年来地震频发给城市发展带来严重影响，对城镇生命线管道结构的安全造成很大威胁，管道结构的抗震能力亟待提高。针对上述情况，开展对城镇既有市政给排水管线震害的归纳总结，对相关问题进行深入的综合分析。在此基础上，分析阐述增强管道结构抗震能力和在抗震设计时应关注的要点问题。
关键词：给排水系统；消防系统；抗震
引言
市政给排水系统是城市现代化发展的基础性城市建设系统之一，对其进行科学规划的设计，对保障国民生命安全、维护居民居住环境、推动城市可持续发展具有积极的意义。现阶段，生态化城市建设成为促进城市发展的新模式，也是推动市政建设的重要战略步骤。对此，保障人民生命财产安全，维护城市发展建设，从生态化角度规划设计给排水系统的抗震功能，对城市建设而言，具有非常重要的价值。
1给排水管道抗震因素分析
以球墨铸铁管和聚乙烯PE管为主的柔性管道接口，可以更有效抵抗外界运动，产生自适应变形，有利于吸收介质中的冲击波能量，因此其耐震性较好，破坏较轻，经受住了考验。在管线中，接头部分是较薄弱的部位，良好的连接方式可以更好抵御地震的冲击，减轻管身结构的振动变形和次应力，从而减轻损失和破坏。汶川特大地震中，江油和绵竹都出现了土地液化的现象，使管道埋设基础产生松动和不稳，发生更大的位移或不均匀沉降，导致大量的管道破坏。较深的埋深可适当避免地基液化的影响，且能和土体产生更好的相互作用，还可减少建筑物倒塌产生的影响，从而减轻震害，这从地震实例得到了证实。沿地震波传播方向布置管线，即让震波沿管道传播，使管道的自身变形更多地吸收地震波能量，也可减轻管线的震害。管材也是管线抗震的关键因素，在同等条件下，柔性管道的抗震能力更强些。国内外的震害情况均表明，球墨铸铁管、聚乙烯PE管和钢管的抗震能力更强。同时，做好管道抗震能力的设计更是管道结构抵御地震灾害的关键因素。
2给排水系统抗震现状
给排水系统的管网的形式是系统网络，具有覆盖面广、流域空间广、结构复杂、系统规模大等特点。现阶段，国内外给排水系统的抗震规划设计局限在管道部分的抗震，对于系统网络的整体抗震功能的研究与实践较少。抗震可靠性指标作为评估给排水系统管网的抗震性能的基础指标，未能发挥其整体性量化作用，未充分应用到管线整体布局与设计中。不仅如此，据国内外发生的地震灾害资料可知，地震对给排水系统造成的影响与破坏是巨大的，如水库坝的塌陷、剪短、滑动，系统主干道的接口断开、折断、破裂或脱落等，甚至出现大面积的损坏，严重影响供水设备与建筑的运行与安全。可以说，水资源是人们维持生命的必需资源，给排水系统应在短时间内获得修复，进而保障灾后维持正常给水。对此，给排水系统抗震规划设计与防灾工作迫在眉睫。
2建筑给排水抗震措施要点
2.1总的抗震措施
（１）设计选用的设备（包括组合附件）、管材（含管道接口）和支吊架等材质，其强度和抗震性能应满足抗震设防烈度要求（注：常用管材一般能满足，但还需权威机构确认，以作法律依据；装配水箱、热水罐等需权威机构认定或制定标准）。（２）为防止设备及管道移位、倾倒、掉落损坏，设备和管道的抗震支吊架应与建筑主体结构牢固相连（可用埋件、膨胀螺栓，不用射钉），不应设在填充墙上。设备设置位置和管径ＤＮ≥１００（管径大小有待与结构工程师商定，此处仅为假设）管道的抗震支吊架设置位置和要求，应征得建筑和结构工程师的认定，并进行必要的抗震强度验算。
（３）对于在设防烈度地震下需连续工作的系统（如消防系统等），应采取相应的加强措施（包括应急供电和控制电源等）。（４）对于如医院、避难所（包括规划做震后临时避难的学校、体育场馆等公共建筑）、高层和超高层建筑等人员密集而疏散较困难的场所，消防和供水设施的抗震应加强。（５）为保护好储水池（箱）中的存水，供应急用，水池（箱）的出水管上应设置阀门（应急时可关闭，也可预防从损坏的管网泄水造成次生灾害）。生活饮用水池（箱）建议设应急取水龙头。（６）对于系统中易损零部件应有一定的储备（如自动灭火喷头等），以方便修复。（７）保管好设计文件和设备运行文件，以便其他人员能及时了解和掌握、修复系统。（８）室外给排水工程设防设计要求详见《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》。
2.2城市建筑给排水系统的混凝土减震支座
城市建筑给排水系统是城市生命线工程的重要组成，在地震波作用下，容易产生接口脱开、管体破裂、承插口裂缝等震害问题，进而给居民生活带来极度困难。因此，需要加强城市建筑给排水系统的抗震标准。在设置位置选择方面，城市建筑给排水系统建设位置应当考虑水源、地形等自然条件，管网布置力求剪短，避免穿越坡地与障碍物，避免设置在易产生次生灾害的地方，尽可能建在建筑结构对地震反应较小的部位；在细节处理方面，城市建筑给排水系统材质应当满足抗震设防烈度要求，管道不宜穿越抗震缝、变形缝，尽可能安装柔性管道系统设施，架空管道要架设在设防标准高于设计烈度建筑物上，地下管道闸门应安装闸门井内，采用金属波纹管连接给排水管道，此外也可以通过安装两个补偿器措施应对形变，如压力排水横管，选择橡胶软管和套管伸缩器，以适应隔震支座的允许最大位移。通过在支座下部与基础间安装减震器，将橡胶减振放在水泵底座下，实现水泵的减震。
2.3管道
（1）抗震设防的最小管径，各系统应有区别，视功能要求而定。（2）管道连接时柔性接口比刚性好’冈旷陛接口应设防。（3）架空管道的下列部位应设抗震防晃支架（适应变形和防晃）：管道转弯处、三通分支处、水平管的横向和纵向抗震支座设置（防晃）、立管的底部和顶部及中间的抗震支架设置（适应层间位移）。（4）管道不应穿越抗震缝、变形缝、沉降缝。若必须通过时，应考虑变形位移，并两侧设柔性连接。（5）隐蔽安装管道检修较难，应适当加强抗震设计。（6）泵房内管道及由泵向高位水箱输水或向管网输水的主干管应加强抗震设计。（7）由配水干管接出的支管道的阀门宜设在近干管的三通处，以方便切断控制。暗装的阀门位置应有明显的标志。（8）给水引入管与墙体交界的外侧应设阀门和柔性接管或能适应变形位移的其他接管，并设于管沟内。穿越楼板、墙、基础的管道，应留有一定缝隙，并用柔性防火材料堵塞，以适应震动和防火。（9）应研究将抗震支架、喷水系统的防晃支架和热水系统的固定支架进行协调统一设置。
结语
建筑给排水工程的消防灭火系统和生活供水系统等需要在震后仍具备灭火和生活供水功能，或者能迅速恢复这些功能，同时，还应防止给排水设备和管道在地震过程中产生次生灾害。为达到上述目的，对设备及管道的设置甚至产品构造应采取抗震措施，并应在相应的工程抗震标准中进行规定。
参考文献
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