高烈度地震区油气管道隧道抗震分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第33卷第4期OILANDGASTRANSPORTATIONANDSTORAGE油号储运01高烈度地震区油气管道隧道抗震分析付开伟胡文君胡道华陈菡清严鹏谷勇中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041摘要：中亚天然气管道D线工程(简称中亚D线)隧道众多，隧道全部处于9度及以上的高烈度地震区，部分隧址区地震加速度峰值达0．6g，超出目前国内所有设计规范规定的地震加速度峰值，在设计过程中没有相应的规范及工程实例可参考，为解决该问题，开展了高烈度地震区油气管道隧道抗震分析，以作为设计依据。为了验证设计阶段拟选复合式衬砌支护参数的准确

2、性，通过对国内外隧道抗震计算方法及国内现行隧道抗震规范的研究，结合中亚D线实际特点，提出了适用于油气管道隧道抗震分析的简化方法，并以Ⅵ级围岩为例，采用简化方法对中亚D线隧道工程进行了抗震计算。计算结果显示，拟选的复合式衬砌支护结构安全性系数满足相关隧道设计规范规定的稳定性及构造要求。综合分析表明，本文选取的抗震分析简化方法操作性强，拟选的Ⅵ级围岩复合式衬砌支护参数合理，可为类似油气管道隧道的抗震分析及规范修订提供参考。关键词：中亚天然气管道D线工程；油气管道隧道；高烈度；简化方法；抗震分析DOI：10．3969／．issn．1006—5539．2015．04．0010前言尔构造结附

3、近，为印度板块与欧亚板块碰撞的缝合带，地壳运动强烈，第四系活动断裂广泛发育，地震活动频中亚天然气管道D线工程(简称中亚D线)是我国引进中亚天然气能源的一条大动脉，也是丝绸之路经济繁。本工程在塔吉克斯坦分为A段(西段)与B段(东带关键工程，对满足国内快速增长的用气需求，保障我段)，A段近场区自1907年以来曾记载到≥3．0级地国能源供应安全具有重大意义。管道途经土库曼斯坦、震434次，其中4．0～4．9级地震227次、5．0～5．9级地乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦止于中国新疆震36次、6．0～6．9级地震1次(1907年10月27日6．5乌恰县，全长约970km。本工程有3个

4、隧道群，均位于级地震)；B段近场区自1907年以来曾记载到≥3．0塔吉克斯坦境内，共设43座隧道，总长约67km，工程总级地震1260次，其中4．0～4．9级地震640次、5．0～5．9投资约8亿美元。隧道处于高烈度地震区，部分隧道处级地震86次、6．0～6．9级地震6次、7．0～7．9级地震1于高海拔严寒地区，存在滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、地质次(1949年7月10Et7．6级地震)。本工程隧址区均为构造破碎带等大量不良地质作用及冻土、风化岩及残积9度地震烈度带，50年超越概率1O％的地震动峰值加速土的特殊性岩土，诸多难点使中亚D线隧道工程成为中度大于0．4g，隧道工程需要进行抗

5、震设计。国天然气长输管道建设史上难度最大的隧道工程⋯。50年超越概率10％平均场地水平向地震动峰值加速度区划图，见图1。根据图1本工程1#～4#隧道地震动峰1场地地震效应值加速度为0．4g，7#一13#、15#、23#～46#隧道地震动峰值本工程位于印度板块与欧亚板块碰撞形成的帕米加速度为O．5g，14#、16#～20#隧道地震动峰值加速度为收稿日期：2015—02—05基金项目：中国石油天然气集团公司重大专项资助项目“恶劣环境下中亚天然气管道D线的安全环保节能核心技术与工程应用”(6995一HT—XEX一04—2013—0125)作者简介：付开伟(1973一)，男，[~Jll大邑

6、人，高级工程师，学士，主要从事石油天然气长输管道工程的设计及研究工作。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com第33卷第4期olLANDGASTRANSPORTATIONANDSTORAGE油与储运03计规范》涉及隧道抗震方面的内容很少，或缺乏足够的使各类洞径的隧道对深埋隧道的划分不一致，因此，需重视，只有定性说明，缺乏明确、深入的研究。具体的工程针对不同的工程、不同的地质条件对地震系数法进行合建设过程中参照的隧道抗震规范主要有JTGB02—2013理的简化修正，以提高其适应性。《公路工程抗震规范》[93、GB50157—2013《地铁设计规3隧道结

7、构抗震计算范》Elo]以及GB50111—2006((铁路工程抗震设计规范》E33。3．1隧道结构抗震简化计算方法3本参照规范虽然在隧道结构具体的抗震计算方法目前，隧道结构的简化抗震方法主要有Wang法、响方面涉及较少，但对隧道的抗震强度和稳定性验算范围应位移法、St．John法、等代水平地震加速度法、拟静力法以及隧道结构的抗震构造措施做了较详细的定性规定，等。本文将采用现行主要规范推荐的地震系数法均能满足实际工程的需要，定性规定包括：进行抗震计算，地震系数法是一种附