1　前言

　　地裂缝是指与地震无直接关系的地面或房屋建筑物的开裂现象，地裂缝主要分布在平原和盆地中。西安市地裂缝是一种独特的城市地质灾害，自50年代后期开始，西安市及近郊出现7个地面沉降中心，最大累积降深达1.035m。1976年唐山大地震以后西安市地裂缝活动明显加强，特别是进入80年代以来，由于过量抽汲承压水导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动，地裂缝所经之处，破坏地面及各类建筑物，危及一些著名文物古迹的安全。
　　剧烈的地裂缝活动不仅破坏地面建筑，而且错断地下供水和输气管道。一方面造成了较大经济损失，另一方面给西安市的居民生活带来了严重的安全隐患。

2　西安市天然气工程情况

　　西安市天然气工程是近年国内规模较大的城市天然气工程。该工程气源来自陕西省靖边地区的大型天然气田。工程供气规模为120万m³/d，总投资为6.3亿元人民币。工程主要内容有：门站一座，储配站一座(设10000m³，PN1.06MPa球罐4座)，高-中压调压站7座，高压管道37kin(1.6MPa，DN600)，中压管道160km(0.4MPa，DN100～DN400)。该工程于1997年建成投产，从根本上解决了西安市的大气污染问题，大大树立起国际旅游城市的形象。

3　地裂缝活动对地面建筑及地下管线造成的破坏

　　西安地裂缝活动频繁，不仅造成了对地面建筑的破坏(不少建筑物的墙体被拉裂，而且危及名胜古迹。地面沉降导致象征西安古代文明的钟楼下沉395mm，而唐代的大雁塔竟向西北倾斜了1100多mm)，而且地下供水、供气管道被错断，给城市居民的生活带来严重影响。
　　西安市对西安地裂缝的研究和防治极为重视，己花费了1000多万元用于研究方面，建立了包括分层沉降标的地裂缝长期监测台网。1988年经陕西省城乡建设环境保护厅批准，颁布了《西安地裂缝场地勘察与·工程设计规程》，代号为DBJ240-6-88，要求在西安市建设必须给出地裂缝评价意见和防治措施。
　　但该设计规程主要针对地裂缝活动对地面建筑造成的破坏，规程以建筑物的重要程度为根据，将地裂缝场地划分出：不安全带、次不安全带、次安全带和安全带。避让区宽10m，设防区宽10-24m，40m以外为安全区。
　　但规程对于地裂缝对地下管线设施造成的破坏则未提出明确的处理措施。本文将结合西安市天然气工程的实际情况，就天然气管道穿越地裂缝的问题提出合理的处理措施和建议。

4　波纹膨胀节在处理地裂缝问题中的应用

　　西安市天然气工程于1992年开始设计，一期工程于1997年完成并投入运行。限于当时的实际情况，工程中的高、中压管道几乎全部采用钢管。材质为Q235A。高压管道设计压力为1.6MPa，中压管道设计压力为0.4MPa，管壁厚度小于10mm。管道埋深一般在1.4～2.4m。根据《管道工程安装维修手册》，材质为Q235A的碳素钢管，当壁厚小于10mm时，其额定许用应力为133MPa。西安市I级地裂缝的垂直活动速率每年大于30mm，最大速率可达到55.06mm/a。自1995年以后，西安市地裂缝活动进入超常活动阶段，而地裂活动具有年变周期，大部分时间地裂缝处于相对稳定或蠕动状态，此时不会对地下管线造成破坏(图1)；但是在短时间内会突然错动产生较大的变形。日积月累，这种变形会对地下末采取任何保护措施的钢性管道造成严重破坏(图2)，据1996年统计，地裂缝活动错断供水、煤气管道达45次之多。