論城市燃氣設施的抗震設防建議

闞靜

摘 要：城市燃氣設施屬于城市生命線工程，文章闡述和分析地震對城市燃氣設施的影響，提出加強其抵御地震災害能力的建議，可供相關工程人員借鑒。

關鍵詞：燃氣設施；震害分析；抗震設防

1 概述

城市燃氣系統主要包括燃氣管線、燃氣廠站及用戶燃氣設施，是城市基礎設施的重要組成部分，是保證人民生活和城市機能正常運轉的設施，為生命線工程的一部分。這些設施形成網絡系統，對城市居民的正常生活、經濟活動起著重要的作用。系統一旦遭到破壞，整個社會生活都會受到嚴重影響，城市就會因社會服務功能中斷而處于癱瘓狀態，給人們的正常生活造成極大不便，甚至會引發嚴重的次生災害，嚴重威脅人民生命財產的安全。調查和分析地震對城市地下管線等基礎設施的破壞規律，研究總結出相應的預防措施，特別是在這些基礎設施建設過程中采用適當的技術措施，對提高城市的抗災能力，維持社會穩定有重要的意義。

2 震害影響分析

2.1 燃氣系統震損的危害性

燃氣系統的震害主要包括管線、廠站及用戶設施等的破壞。燃氣易燃易爆，系統破壞后，許多火源都可誘發其發生火災與爆炸，引發嚴重的次生災害，嚴重威脅人民生命財產的安全。而且燃氣泄漏的時間越長，發生次生火災和助長火災蔓延的可能性越大，造成的災害也越大。

2.2 震害主要影響因素

管網在地震中破壞特征受諸多方面的影響，其中地震強度、場地巖土性質、管道通過地區的地質環境、地理環境、管道自身的特征（材質、接口方式、敷設方式、幾何尺寸、腐蝕情況）影響最大。不同管道在不同條件下表現出不同的震害特點。

2.3 管道毅設方式的影響

燃氣管道的敷設形式主要有直埋敷設、地溝敷設、架空敷設三種。其中直埋敷設管線受地震直接作用最大，地震波傳播效應產生的土層波動變形會造成管道管身折斷、縱向開裂、環向裂縫、剪裂、穿孔、拱起、彎曲、拔出、扭轉等變形。

管溝敷設、架空敷設燃氣管道管身的地震受損均較小，尤其以地溝敷設形式的管道破壞程度最輕。對于管溝敷設管線，管溝結構破壞，如管溝結構接口被拉斷或結構出現斷裂或錯動、大量泥沙或地下水涌人管溝等，是導致管道損壞的主要原因；對于架空敷設管線，管道支架（墩）結構開裂、傾斜、扭轉（曲）、移位、下沉或傾倒，導致管道變形過大或滑落損壞，是造成管線震害的主要原因。

3 抗震設防建議

由于地震的不可預測性，人類目前無法在臨震前及時采取人員轉移、建筑物加固、基礎設施保護等有效的預先避害措施，因此城市建設過程中需以防震抗震為主要目標，增強其抗震能力，以保證地震來臨時城市基本功能的運轉，最大限度地減少地震產生的直接災害和間接災害，保護人民的生命財產安全。針對燃氣系統抗震設防，文章提出如下建議。

3.1 規劃設計方面的措施

（1）應重視水文地質勘察在管網工程抗震設計中的重要作用，在管網規劃及設計前，應取得管線敷設沿線的地勘報告，管道選線盡量避開不規則場地、土壤易液化區、地殼易下陷斷層地帶。必要時應進行地震災害評價。（2）遇有不良地質條件而確實無法避開時，應有合理可靠的抗震設計措施。（3）管網總體規劃與設計應重視建立和完善地震預警系統、建立應急中心、提出安全防災對策。（4）重視地震次生災害的影響，提高燃氣供應系統用戶端抗震減災水平。例如：推廣帶地震感應切斷的智能煤氣表，鼓勵推廣地震切斷閥的應用；推廣使用金屬軟管應用于柔性連接；對于在地震情況下仍要保證燃氣不發生泄露，且抗震位移要求大的用戶，推廣采用地震感應器與設置于建筑物外的切斷閥連鎖的技術措施等。（5）規劃設計應嚴格控制燃氣輸氣管線與燃氣廠站設施與建筑物、構筑物及其它管道之間的安全距離（或防火間距），必須符合相關規范要求；地下燃氣管道不得從建筑物和大型構筑物（架空建、構筑物除外）的下方穿過。（6）規劃設計應重視燃氣設施自身的防火性能。按現行規范需要重點設防的燃氣設施，主體結構構件耐火極限，應符合甲類廠房的相關要求；建筑內部裝修材料的燃燒性能等級均應為A級。（7）燃氣廠站的廠房宜采用輕質屋頂，提高結構抗震性能。（8）廠房建筑設計應加強填充墻、建筑裝飾件、附屬機電設備等的抗震連接，避免此類非結構構件地震中脫落導致管道及設備被砸壞。（9）架空管道滑動支架（主要用于燃氣廠站內）設計，應設置可靠的側向擋板。（10）對于燃氣設施在地震中的易損部位，設計文件應明確提出切實可行的抗震處理措施，以滿足工程抗震要求。（11）首站、門站、調壓站增加進站電動截斷閥門、各壓力級制的手動放空閥。在儀表值班室便捷處應設電動截斷閥門急關斷按鈕。（12）儲氣設備及大型管道應采用自動切斷和自動放散裝置。

3.2 多專業協同共同提高燃氣系統整體杭震水平

工程抗震是一個多專業協同的系統工程，特別是在燃氣系統工程中，管道與設備是工程抗震設計的主體。目前在國內，建筑結構抗震的技術研究與標準規范已較為完善，但對管道與設備專業抗震的重視程度還遠遠不夠，造成管網系統抗震設計存在局部漏洞和缺陷，在此方面建議做好以下幾點工作：

（1）加強管道與設備專業技術人員的抗震技術培訓，首先在高等院校相關專業課程設置中，增加工程抗震作為必修課程。（2）在管道與設備產品研發、工程設計和施工安裝各環節的技術標準中，補充完善管道與設備抗震的相關章節條文，全方位采取對策，提高燃氣系統整體抗震水平。（3）加強包括管道與設備專業在內的工程設計文件抗震審查。

3.3 補充完善現行規范標準中的杭震內容

（1）出人地面處管道、管道補償器、設備與管道接口、管道三通、管道變徑、管道彎頭、設備基礎連接處固定件、設備支撐件等地震易損部位，目前相關規范對此僅針對個別部位，提出了原則性的處理措施，缺乏可操作性。建議通過專項研究，提出規范性的具體可行的抗震措施，以滿足工程抗震需要。（2）管道三通、管道變徑、管道彎頭等局部應力集中部位的工程標準做法，應通過地震作用下管件的應力分析、驗算。（3）在穿越地震斷裂帶的場地條件下，提倡采用抗震性能較好的管溝敷設、架空敷設等形式。（4）技術標準的編制與修訂，應及時推廣使用抗震新技術、新設備，提高工程抗震水平。

3.4 建立燃氣系統安全防災體系

該體系主要包括對震時（強余震）燃氣系統緊急控制技術措施、燃氣系統震后快速修復應急供氣、燃氣系統修復重建基本技術、用戶端災后供氣、燃氣系統地震災害的主要預防措施和修復重建工程遵循的規范標準等。阪神、洛杉磯市等的抗震救災經驗證明，建立燃氣系統安全防災體系，對減少地震災害損失、預防地震次生災害及高效的救災重建十分重要，值得各地推廣實施。

4 結束語

城市燃氣設施屬于城市生命線工程，目前我國城市燃氣設施的抗震設防能力還相對比較薄弱，加強城市燃氣設施抗震設防能力刻不容緩，建議重點做好以下幾個方面的工作：

（1）目前地震預報工作取得的進展不能滿足抗震搶險工作的要求，提高城市燃氣管線等基礎設施的工程抗震性能，是預防地震災害的主要技術措施。（2）各地應盡快建立燃氣系統安全防災體系，開發與應用燃氣管網實時防震防災系統。（3）應補充完善管道與設備工程專業抗震技術標準，嚴格執行現行的抗震設計規范，多專業協同進行燃氣系統的工程抗震設計。（4）應重視工程抗震成功工程經驗與技術資料的收集工作，為我國進一步修訂相關設計規范，提高規范抗震標準奠定基礎。（5）目前新建燃氣管道主要采用的鋼管、PE管均具有較好的抗震性能。（6）應及時推廣使用抗震新技術、新設備，提高工程抗震水平。（7）應及時組織現有燃氣設施的抗震檢查、加固，腐蝕嚴重的老管線要抓緊改建。