城市燃气系统抗震防灾对策研究

高立娜　王印会/华北理工大学建筑工程学院

城市燃气系统抗震防灾对策研究

高立娜王印会/华北理工大学建筑工程学院

近年来,由于世界各地地震灾害事件频繁发生,且地震后所牵连的各项人类生产生活范围不断增加,让人类饱受地震灾害所带来的巨大损失和痛苦。其中近年来备受关注的要属燃气系统在地震灾害发生时所带来的一系列的反应及后果。本文主要介绍的是城市燃气系统在地震灾害发生时抗震防灾的对策研究，主要是从两方面进行研究：硬对策、软对策。其中硬对策包括在技术方面研究新的且实用、适用的燃气报警系统，软对策包括为在相应的法律法规建设方面提供真实有效的依据。

燃气系统；抗震防灾；硬对策；软对策

前言

近期，我国各地政府对于各地区连续爆炸事件相继出台了新的法律法规。可见，燃气管道的防爆系统得到了新的重视高度。我所研究的城市燃气系统抗震防灾对策研究是以整个城市的燃气管道分布、抗震防灾要求进行的综合性对策研究，不断深入研究管道抗震机理, 研究范围不断扩大,从单一管道到城市管网,从单一性质管网到区域复杂管网,从单一管道抗震到系统功能可靠性。对单一地下管道抗震的研究主要是地震反应分析和稳定性, 对城市管网抗震的研究主要是地震整体反应连接和相互影响。

其次通过分析地震对城市燃气系统的破坏作用及其引发的次生灾害, 给出了燃气系统的震害特征和主要影响因素, 从震害特征和主要影响因素出发建立强而有效的应对措施，包括建立报警系统、自动切断管道，自动闭合措施、改变管道材质等，有针对性地提出了相应的抗震减灾对策。

一、城市燃气系统的震害分析及减灾对策研究

（一）国内燃气系统的震害分析研究概况

我国是地震灾害多发国家之一, 22个省会城市和百万以上人口城市中的2/3均位于地震高危险区[1]，遭受地震灾害的威胁。城市燃气系统是现代城市生命线工程的重要组成部分。近年来, 随着我国城市建设规模不管增大和人口数量不断增多, 燃气输配管网的布置日趋密集、复杂, 所以一旦遭遇破坏性地震, 管道破损导致的燃气泄露可能引发火灾、爆炸、中毒等次生灾害, 将对人们的生命和财产造成严重威胁, 而国内对燃气管网的震害影响因素、风险评价和震后应急处置措施方面的研究相对不足。2008年汶川“512” 地震发生后,当人们看到城市燃气管网在地震中带来的巨大灾害， 震害对燃气系统安全的影响问题得到了行业内专家和学者的一致重视。加强对震害规律的研究, 有针对性地采取一定的抗震减灾措施, 对于保障城市安全具有重要意义。

（二）燃气系统的震害特征及影响因素

地震对燃气管道破坏因素是多样的。其中主要有:构造性地运动引发的永久性地面变形, 如地面上升与下陷、断层错动等;地震动引起的砂土流失、管道坍塌;地震引起的地面断裂等。大量调查表明,对埋地管线破坏最严重的是断层引起的地表断裂,其次是砂土液化和不均匀沉降,强地面运动对管道的破坏则最为见。震后燃气管网的破坏形式主要包括接口破坏、管体破坏、管道附件以及管道与其它地下结构连接处破坏。

二、城市燃气系统抗震防灾研究对策

（一）城市燃气系统抗震防灾研究对策——硬对策

由于世界各国饱受地震灾害影响，所以各国各地的专家学者均在硬对策方面有所建树。Walter W C 、Dharma H 、郭恩栋、金康锡等人分别对燃气管道的震害特点, 以及震害率与管材、管径、地震动强度、场地条件等因素的关系进行了研究[2]。刘爱文对世界各国市政管道的抗震设计规范进行了综述, 提出了管道应变设计和性能设计的抗震设计理念[3]。姚保华等人研究了地震情况下城市生命线系统相互作用的机理, 并提出了基于Web GIS 的多生命线系统震后恢复辅助决策方法[4]。Na ka ne H 等人则对城市燃气管网的震害风险评价方法进行了研究, 并对抗震措施实施的优先顺序给出了建议[5]。

根据以上专家学者的研究我提出了相对的研究对策，及建立及时可靠的报警系统和自我临时关闭、修复系统。即在灾难来临时，当城市燃气管道遭受破坏时其自身首先会发出报警信号，传达出危险信息，并在同一时间自动切断与其它管道联系，自动闭合其受损管道。给专业的管道工人修复既预留了时间，又避免了灾害的发生。

（二）城市燃气系统抗震防灾研究对策——软对策

近期，我国各地政府对于各地区连续爆炸事件相继出台了新的法律法规。可见，燃气管道的防爆系统得到了新的重视高度。通过对燃气管道的研究提出合理的研究对策及应对方案，为我国建立健全城市燃气系统在抗震防灾方面的法律法规提供真实有效的依据。并提出合理的、适当的保险方案，为城市的安全提供最可靠的保障。

三、结束语

通过对城市燃气系统抗震防灾的对策研究反映城市燃气系统在地震灾害发生时所面临的巨大损失和最合理的应对方案及措施。其主要目的是在保障震后城市燃气管道系统基本安全的基础上,使国家及人民生命和财产安全达到最大化。保证在有限的资源下,将主要资金和精力投入到最薄弱环节, 防止短板效应的出现。研究表明预防性措施不如制定合理的震后应急反应预案的效果更好。国家或地方政府可根据实际情况进行决策,既要保证系统的安全性,也要避免过量的投资浪费，争取在提高人们的安全的水平上实现利益最大化。

[1].陈颙, 陈运泰, 张国民, 等.十一五期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策[ J] .灾害学, 2005, 20(1):1-13 .

[2].WALTER W C , S HIH B J , CH EN Y C, e t al. Seismic response of natural g as and w ate r pipelines in the Ji-Ji 74 土木建筑与环境工程第31 卷 earthquake [ J ] . Soil Dynamics and Earthquake Engineering , 2002 , 22(3):1209-1214 .

[3].刘爱文.管道抗震设计规范有关地震作用的综述[ J] .国际地震动态, 2007 , 37(9):29-35.

[4].姚保华, 谢礼立, 火恩杰.研究地震情况下生命线系统相互作用的综合方法[ J] .地震学报, 2004 , 26(2):193-201 .

[5].NAKANE H , NAKAYAMA W , NABANA K .Seismic risk analysis for city g as network in southern Kanto area [ C] // Proceeding s o f the 8th U .S .National Conference on Earthquake Engineering , April 18-22 ,2006 , San Francisco , California , USA: Paper