摘要：阐述了震区给排水管道、设备在地震发生时一些可能造成的破坏。总结了在灾后重建过程中，给水排水工程的设计应该注意的一些关键节点以及具体做法，为震区灾后重建给水排水设计工作提供参考。
0 前言
2008年5月12日，一个足以让每一个人铭记一辈子的日子，这一天我国汶川地区发生里氏8级大地震。电视上一幕幕画面意示着人类积累了数百年甚至几千年的财富顷刻间化为乌有，一时之间自己似乎有些迷茫 ，总想着自己除了捐款外还能再为灾区干点什么。直到6月4日那天接到单位领导通知，要我马上赶去山水宾馆参加公司灾后重建项目设计组。忽然间自己终于明白不能再沉沦于情绪与思索之中，应该跳出哀伤确实为灾后重建尽点绵薄之力。
地震作为地壳运动中能量集中释放的表现形式之一，其对震区的建筑物等的破坏力是极具毁灭性的，而对于震区的给排水设施都有哪些影响呢？不外乎表现在室内、室外两个方面，对于室内给排水设施，在建筑整体垮塌及完好无缺两种情况下都无需谈论，这里着重讨论在建筑物局部损坏但还可修复情况下的一些做法。
1 震区给排水设施的分析
1.1 室内给排水设施地震时可能出现的情况
（1）管道断（破）裂，污、废水、生活饮用水或消防用水等到处洒落，浸泡损坏重要设备或重要文件、文献或污染室内空间。水量大的情况下还可能会出现淹灌，导致更大的次生灾害发生，如人员伤亡等。
（2）管道支架松动或断裂，导致管道脱落，伤及室内人员。
（3）设备基础断裂或坍塌，导致设备损坏或砸伤室内人员；特殊水处理设备或消防设备等还可能会导致其他如污染、火灾等更为严重的次生灾害发生。
（4）水箱或水池出现裂痕，导致漏水、水质受到污染。
1.2 室外给排水设施地震时可能出现的情况
（1）各构筑物之间的位移。比起室内给排水设施,室外给排水设施波及的面可能会更广。当地震发生时由于地震产生横、纵波所释放的能量巨大，各物体间所发生的位移量大大超出管道、设备或构筑物等设计所能承受的最大安全变形量。
（2）室外设施从水源、管道、构筑物到相关水处理设施都会受到不同程度的破坏导致震后生活用水无法保证，震区污水得不到及时、安全排放，污染环境。如救援补给不及时就会产生后果无法估量的次生灾害。
除了上述所描述的情况外，还有可能会产生我们意想不到的其他灾害。针对这些问题，在灾后重建的设计过程中就给排水专业提出一些思考建议。
2 给排水专业设计关键节点
2.1 水源及市政给水、污水处理厂的选址
地震发生时水源及给水、污水排放的安全至关重要，对于灾后重建过程中灾区人民生活的迅速过渡安置、灾区工农业生产的迅速恢复、防止灾后发生疾病蔓延等都会起到重要作用。因此，灾后规划重建过程中对水源及给水、污水处理厂的选址，应尽量选择在对抗震有力的地段，避开不利地段，禁止选择在危险地段。所选地段和邻近地段无晚近期活动性断裂，地质构造相对稳定，同时岩坡稳定条件较好，土质为Ｉ、II类场地土。对于与邻近地段地质构造复杂，有晚近期活动性断裂，存在III类场地土或可液化土层分布，并且岩坡稳定条件较差以及地质构造复杂，有晚近期活动性断裂，有可能伴随强震产生地震断裂，或地震时岩坡可能产生大规模塌滑，威胁水源安全而且有难以处理的地段应尽量避免。
2.2 管线线路的选择与布置应遵守安全、可靠的原则
2.2.1室外给水管道
(1）选择良好的线路路况。
(2）管道急剧转弯的管段两侧或直线管道过长处，应增设钢丝网骨金属软管以增加管道可变量，见图1所示。
（3）尽量采用埋地敷设。管道基础敷设在经过夯实的天然基础上，如为回填土时做三七灰土填层，分层夯实；对于淤泥和其他承载力达不到要求的地基，必须进行基础处理；对于岩石和多石地层，铺设砂垫层，砂垫层厚度为200mm。另外，所有管道底部每隔10m及管道接口处必须设置混凝土120。枕基。枕基之间可采用与相应土质类型同等条件处理,禁止管道悬空。
（4）管道宜设计成环状，增设控制阀门,以便于分割供水和抢修。
（5）当设计成支状时,尽量增设连通管。
2.2.2室外排水管道
（1）选择良好的线路路况：①干燥密实的土层、管道不在车行道下、地下水位低于管底标高且非几种管道合槽施工时，可采用素土（或三七灰土）基础，但每隔10m及管道接口处必须做混凝土120。枕基,枕基之间可采用素土（或三七灰土）基础同等条件处理，禁止管道悬空；②岩石和多石地层采用砂垫层基础，砂垫层厚度为200mm，每隔10m及管道接口处必须做混凝土120。枕基,枕基之间可采用砂垫层基础同等条件处理,禁止管道悬空；③一般土壤或各种潮湿土壤，全程采用120。混凝土带状基础；④如果施工超挖，地基松软或不均匀沉降地段，管道基础和地基采取加固措施，且每隔10m及管道接口处必须做混凝土120。枕基,枕基之间同样采取同等加固措施处理,禁止管道悬空。
（2）宜采用分区布置，就近处理和分散出口。
（3）排水管网系统间或系统内，各干管之间应尽量设有连通管。不符合要求时，可结合各排水系统的重要性，逐步增设连通管，以便下游管道震坏时，临时排水之用。
（4）污水干管应设置事故排出口。
2.2.3室内给水排水管道
（1）管道固定应尽量使用刚性托架或支架，避免使用吊架。所有管道支架或卡箍均采用预埋件的施工方式，不得等土建主体施工完后采取加打锚定或螺栓等方式施工，以免发生地震时管道滑落伤及人群。
（2）必须采用吊架时，须在干管上每隔6m装一个横行防晃吊架，每隔12m装一个竖向防晃吊架。防晃吊架做法见图2。
（3）各种管道一般不穿抗震缝，而在抗震缝两边各成独立系统。
（4）管道必须穿抗震缝时，穿过的位置越低越好，同时应在抗震缝的两边各装一个柔性管接头，或在通过抗震缝处装II型伸缩器。
（5）管道穿过内墙或楼板时，应设置套管，套管和管道间的缝隙，应填塞柔性耐火材料。
（6）管道穿过建筑物的基础时，基础与管道间须留适当的空隙，并填塞柔性材料。当穿越管道必须与基础嵌固时，应在穿越管道的室外端就近设置柔性连接。
（7）由于发生地震时如建筑物为框架结构时，可将室内给排水设备、管道与建筑看作一个整体，二者间发生位移在各种固定措施相对牢固的情况下应不至于发生较大破坏。而在管道进出户的地方就显得尤为重要，因为当发生地震时建筑物会产生摇摆与室外地面产生较大位移。因此建议在管道入户的转弯处增设可曲挠橡胶圈接头或钢丝网骨金属软管，以补偿管道变形量。具体做法见图3~图9。
此做法可曲挠头下端管道不能固定，以满足管道变量。另外，管道穿越首层顶板时为了防止管道发生位移破坏立管，建议在立管底部设置可曲挠橡胶圈接头，
2.2.4 设备
（1）设备尽量布置在地震力或变位量较小的低层，最好布置在地下室。且须保证机器设备有足够的检查和修理空间。
（2）冲洗水箱、给水箱、热水交换器等设备可不设防震基础，但必须与主体结构连接牢固，以防止地震时设备在地面上滑动或倾覆，破坏设备及相关管道，基础建议采用钢筋混凝土基础且锚固螺栓与基础内钢筋焊接牢固。具体见图10~13。
（3）水泵等设备需设置防震基础，且须设置限位器，限位器根据计算确定，但每边至少一个。具体见图14~16。
2.3 管材的选择
考虑到地震后余震的影响，在管材的选用上尽量选用延性较好或具有较好柔性接口的管材。
2.3.1室外给水管道
（1）地下直埋管道尽量采用承插铸铁管、预应力钢筋混凝土管或PE等塑料管材，柔性接口。
（2）架空管道可采用钢管或柔性胶圈接口的管材。
（3）过河倒虹吸管、架空管以及穿过铁路或其他交通干线的管道，应采用钢管，并在两端设置阀门。
（4）通过地震断裂带，或地基为可液化土地段的输水管道，或配水管网的主干管道，宜采用钢管，并在两端增设阀门。如图17所示。
2.3.2 室外排水管道
（1）设计烈度为8度、9度、敷设在地下水位以下或在可液化土地段敷设的排水管道，可采用钢筋混凝土管、PVC-U加筋排水塑料管或双壁波纹管。并设置柔性接口，例如套环沥青砂接口或承插沥青油膏接口和胶圈接口等。
（2）重要管线应进行抗震计算。
2.3.3室内给排水管道
压力管道采用多种材质的塑料管、铝型复合管或钢管；排水管道可采用排水PVC-U等塑料管或排水铸铁管，柔性接口。
2.4 给排水构筑物、管道的支架、支座、支墩
2.4.1 管道的支架、支座、支墩
（１）架空管道的支架宜采用钢筋混凝土结构或钢结构，不宜采用各种脆性材料作支承的结构。
（2）管道支架的支柱应整体预制，支柱与各构件的连接应加强，使之能承担地震剪力。
（3）架空管道的活动支架上应设置侧向挡板，且不得架设在设防标准低于其设计地震烈度的建筑物上，见图18所示。
（4）管道的支墩和支座位于非岩石地基上时，应埋入坚硬土层，并适当加大断面，以减少管道在地震时的附加沉陷。在支墩的应力集中处应增设钢筋。
2.4.2 阀门井、检查井等附属构筑物
当设计地震烈度为7~9度，且土质为III类土以下或可液化土时，所有给排水管道附属构筑物必须采用现浇钢筋混凝土结构，禁止采用砖砌结构或阀门套筒；所有阀门井、检查井等在管道穿入点的外侧须设置与阀门井整体一起浇筑的钢筋混凝土120。枕基，枕基长度不得小于0.5m。管道两侧须设置防滑动挡板，挡板须与枕基一起浇筑成型，见图19所示。
2.4.3 水池
（1）当设计地震烈度为8度或9度时，宜利用地形，设置高位水池，尽量不建水塔。
（2）水池应尽量采用地下式，结构的形式宜采用圆形。当设计地震烈度为7~9度时，水池应采用钢筋混凝土结构。采用钢筋混凝土水池时，混凝土强度等级不应低于C20。
（3）采用砖砌或石砌水池时，砖的强度等级不应低于MU7.5，块石不应低于MU20，砌筑砂浆不应低于M5。
（4）水池宜有单独的进水管和出水管。出水管上应设置控制阀门。
（5）所有水池配管，在水池壁外应设置柔性接口。
3 结语
在灾区重建过程中应本着以人为本、科学发展的指导原则，科学规划以及注重吸取国内外较为先进的设计理念和方法。抗震方面应做到“大震不倒，中震可修，小震不坏”。而在环境方面应是人与自然融洽、和谐。让我们一起努力为灾区人民打造一个安全、绿色、节能、环保、人性化的全方位示范区域环境；让活着的人永安，告慰逝者安息。
本文参考了《给水排水设计手册》第2版第2册建筑给水排水分册、日本相关厂家提供的具体设计实例参考资料。
参考文献略。
本文刊登于《给水排水》杂志2008年第8期。
震区给排水设计的一些思考与做法
刘秉赞 郑大华
（中建国际（深圳）设计顾问有限公司，深圳 518048）
