城市燃氣系統抗震防災對策研究

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【摘 要】近年來，由于世界各地地震災害事件頻繁發生，且地震后所牽連的各項人類生產生活范圍不斷增加，讓人類飽受地震災害所帶來的巨大損失和痛苦。其中近年來備受關注的要屬燃氣系統在地震災害發生時所帶來的一系列的反應及后果。本文主要介紹的是城市燃氣系統在地震災害發生時抗震防災的對策研究，主要是從兩方面進行研究：硬對策、軟對策。其中硬對策包括在技術方面研究新的且實用、適用的燃氣報警系統，軟對策包括為在相應的法律法規建設方面提供真實有效的依據。

【關鍵詞】燃氣系統；抗震防災；硬對策；軟對策

前言

近期，我國各地政府對于各地區連續爆炸事件相繼出臺了新的法律法規。可見，燃氣管道的防爆系統得到了新的重視高度。我所研究的城市燃氣系統抗震防災對策研究是以整個城市的燃氣管道分布、抗震防災要求進行的綜合性對策研究，不斷深入研究管道抗震機理， 研究范圍不斷擴大，從單一管道到城市管網，從單一性質管網到區域復雜管網，從單一管道抗震到系統功能可靠性。對單一地下管道抗震的研究主要是地震反應分析和穩定性， 對城市管網抗震的研究主要是地震整體反應連接和相互影響。

其次通過分析地震對城市燃氣系統的破壞作用及其引發的次生災害， 給出了燃氣系統的震害特征和主要影響因素， 從震害特征和主要影響因素出發建立強而有效的應對措施，包括建立報警系統、自動切斷管道，自動閉合措施、改變管道材質等，有針對性地提出了相應的抗震減災對策。

一、城市燃氣系統的震害分析及減災對策研究

（一）國內燃氣系統的震害分析研究概況

我國是地震災害多發國家之一， 22個省會城市和百萬以上人口城市中的2/3均位于地震高危險區[1]，遭受地震災害的威脅。城市燃氣系統是現代城市生命線工程的重要組成部分。近年來， 隨著我國城市建設規模不管增大和人口數量不斷增多， 燃氣輸配管網的布置日趨密集、復雜， 所以一旦遭遇破壞性地震， 管道破損導致的燃氣泄露可能引發火災、爆炸、中毒等次生災害， 將對人們的生命和財產造成嚴重威脅， 而國內對燃氣管網的震害影響因素、風險評價和震后應急處置措施方面的研究相對不足。2008年汶川“ 512” 地震發生后，當人們看到城市燃氣管網在地震中帶來的巨大災害， 震害對燃氣系統安全的影響問題得到了行業內專家和學者的一致重視。加強對震害規律的研究， 有針對性地采取一定的抗震減災措施， 對于保障城市安全具有重要意義。

（二）燃氣系統的震害特征及影響因素

地震對燃氣管道破壞因素是多樣的。其中主要有：構造性地運動引發的永久性地面變形， 如地面上升與下陷、斷層錯動等；地震動引起的砂土流失、管道坍塌；地震引起的地面斷裂等。大量調查表明，對埋地管線破壞最嚴重的是斷層引起的地表斷裂，其次是砂土液化和不均勻沉降，強地面運動對管道的破壞則最為見。震后燃氣管網的破壞形式主要包括接口破壞、管體破壞、管道附件以及管道與其它地下結構連接處破壞。

二、城市燃氣系統抗震防災研究對策

（一）城市燃氣系統抗震防災研究對策——硬對策

由于世界各國飽受地震災害影響，所以各國各地的專家學者均在硬對策方面有所建樹。Walter W C 、Dharma H 、郭恩棟、金康錫等人分別對燃氣管道的震害特點， 以及震害率與管材、管徑、地震動強度、場地條件等因素的關系進行了研究[2]。劉愛文對世界各國市政管道的抗震設計規范進行了綜述， 提出了管道應變設計和性能設計的抗震設計理念[3]。姚保華等人研究了地震情況下城市生命線系統相互作用的機理， 并提出了基于Web GIS 的多生命線系統震后恢復輔助決策方法[4]。Na ka ne H 等人則對城市燃氣管網的震害風險評價方法進行了研究， 并對抗震措施實施的優先順序給出了建議[5]。

根據以上專家學者的研究我提出了相對的研究對策，及建立及時可靠的報警系統和自我臨時關閉、修復系統。即在災難來臨時，當城市燃氣管道遭受破壞時其自身首先會發出報警信號，傳達出危險信息，并在同一時間自動切斷與其它管道聯系，自動閉合其受損管道。給專業的管道工人修復既預留了時間，又避免了災害的發生。

（二）城市燃氣系統抗震防災研究對策——軟對策

近期，我國各地政府對于各地區連續爆炸事件相繼出臺了新的法律法規。可見，燃氣管道的防爆系統得到了新的重視高度。通過對燃氣管道的研究提出合理的研究對策及應對方案，為我國建立健全城市燃氣系統在抗震防災方面的法律法規提供真實有效的依據。并提出合理的、適當的保險方案，為城市的安全提供最可靠的保障。

三、結束語

通過對城市燃氣系統抗震防災的對策研究反映城市燃氣系統在地震災害發生時所面臨的巨大損失和最合理的應對方案及措施。其主要目的是在保障震后城市燃氣管道系統基本安全的基礎上， 使國家及人民生命和財產安全達到最大化。保證在有限的資源下，將主要資金和精力投入到最薄弱環節， 防止短板效應的出現。研究表明預防性措施不如制定合理的震后應急反應預案的效果更好。國家或地方政府可根據實際情況進行決策，既要保證系統的安全性，也要避免過量的投資浪費，爭取在提高人們的安全的水平上實現利益最大化。

參考文獻：

[1].陳颙， 陳運泰， 張國民， 等.十一五期間中國重大地震災害預測預警和防治對策[ J] .災害學， 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 土木建筑與環境工程 第31 卷 earthquake [ J ] . Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2002 ， 22（3）：1209-1214 .

[3].劉愛文.管道抗震設計規范有關地震作用的綜述[ J] .國際地震動態， 2007 ， 37（9）：29-35.

[4].姚保華， 謝禮立， 火恩杰.研究地震情況下生命線系統相互作用的綜合方法[ J] .地震學報， 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