论城市燃气设施的抗震设防建议

阚静

摘 要：城市燃气设施属于城市生命线工程，文章阐述和分析地震对城市燃气设施的影响，提出加强其抵御地震灾害能力的建议，可供相关工程人员借鉴。

关键词：燃气设施；震害分析；抗震设防

1 概述

城市燃气系统主要包括燃气管线、燃气厂站及用户燃气设施，是城市基础设施的重要组成部分，是保证人民生活和城市机能正常运转的设施，为生命线工程的一部分。这些设施形成网络系统，对城市居民的正常生活、经济活动起着重要的作用。系统一旦遭到破坏，整个社会生活都会受到严重影响，城市就会因社会服务功能中断而处于瘫痪状态，给人们的正常生活造成极大不便，甚至会引发严重的次生灾害，严重威胁人民生命财产的安全。调查和分析地震对城市地下管线等基础设施的破坏规律，研究总结出相应的预防措施，特别是在这些基础设施建设过程中采用适当的技术措施，对提高城市的抗灾能力，维持社会稳定有重要的意义。

2 震害影响分析

2.1 燃气系统震损的危害性

燃气系统的震害主要包括管线、厂站及用户设施等的破坏。燃气易燃易爆，系统破坏后，许多火源都可诱发其发生火灾与爆炸，引发严重的次生灾害，严重威胁人民生命财产的安全。而且燃气泄漏的时间越长，发生次生火灾和助长火灾蔓延的可能性越大，造成的灾害也越大。

2.2 震害主要影响因素

管网在地震中破坏特征受诸多方面的影响，其中地震强度、场地岩土性质、管道通过地区的地质环境、地理环境、管道自身的特征（材质、接口方式、敷设方式、几何尺寸、腐蚀情况）影响最大。不同管道在不同条件下表现出不同的震害特点。

2.3 管道毅设方式的影响

燃气管道的敷设形式主要有直埋敷设、地沟敷设、架空敷设三种。其中直埋敷设管线受地震直接作用最大，地震波传播效应产生的土层波动变形会造成管道管身折断、纵向开裂、环向裂缝、剪裂、穿孔、拱起、弯曲、拔出、扭转等变形。

管沟敷设、架空敷设燃气管道管身的地震受损均较小，尤其以地沟敷设形式的管道破坏程度最轻。对于管沟敷设管线，管沟结构破坏，如管沟结构接口被拉断或结构出现断裂或错动、大量泥沙或地下水涌人管沟等，是导致管道损坏的主要原因；对于架空敷设管线，管道支架（墩）结构开裂、倾斜、扭转（曲）、移位、下沉或倾倒，导致管道变形过大或滑落损坏，是造成管线震害的主要原因。

3 抗震设防建议

由于地震的不可预测性，人类目前无法在临震前及时采取人员转移、建筑物加固、基础设施保护等有效的预先避害措施，因此城市建设过程中需以防震抗震为主要目标，增强其抗震能力，以保证地震来临时城市基本功能的运转，最大限度地减少地震产生的直接灾害和间接灾害，保护人民的生命财产安全。针对燃气系统抗震设防，文章提出如下建议。

3.1 规划设计方面的措施

（1）应重视水文地质勘察在管网工程抗震设计中的重要作用，在管网规划及设计前，应取得管线敷设沿线的地勘报告，管道选线尽量避开不规则场地、土壤易液化区、地壳易下陷断层地带。必要时应进行地震灾害评价。（2）遇有不良地质条件而确实无法避开时，应有合理可靠的抗震设计措施。（3）管网总体规划与设计应重视建立和完善地震预警系统、建立应急中心、提出安全防灾对策。（4）重视地震次生灾害的影响，提高燃气供应系统用户端抗震减灾水平。例如：推广带地震感应切断的智能煤气表，鼓励推广地震切断阀的应用；推广使用金属软管应用于柔性连接；对于在地震情况下仍要保证燃气不发生泄露，且抗震位移要求大的用户，推广采用地震感应器与设置于建筑物外的切断阀连锁的技术措施等。（5）规划设计应严格控制燃气输气管线与燃气厂站设施与建筑物、构筑物及其它管道之间的安全距离（或防火间距），必须符合相关规范要求；地下燃气管道不得从建筑物和大型构筑物（架空建、构筑物除外）的下方穿过。（6）规划设计应重视燃气设施自身的防火性能。按现行规范需要重点设防的燃气设施，主体结构构件耐火极限，应符合甲类厂房的相关要求；建筑内部装修材料的燃烧性能等级均应为A级。（7）燃气厂站的厂房宜采用轻质屋顶，提高结构抗震性能。（8）厂房建筑设计应加强填充墙、建筑装饰件、附属机电设备等的抗震连接，避免此类非结构构件地震中脱落导致管道及设备被砸坏。（9）架空管道滑动支架（主要用于燃气厂站内）设计，应设置可靠的侧向挡板。（10）对于燃气设施在地震中的易损部位，设计文件应明确提出切实可行的抗震处理措施，以满足工程抗震要求。（11）首站、门站、调压站增加进站电动截断阀门、各压力级制的手动放空阀。在仪表值班室便捷处应设电动截断阀门急关断按钮。（12）储气设备及大型管道应采用自动切断和自动放散装置。

3.2 多专业协同共同提高燃气系统整体杭震水平

工程抗震是一个多专业协同的系统工程，特别是在燃气系统工程中，管道与设备是工程抗震设计的主体。目前在国内，建筑结构抗震的技术研究与标准规范已较为完善，但对管道与设备专业抗震的重视程度还远远不够，造成管网系统抗震设计存在局部漏洞和缺陷，在此方面建议做好以下几点工作：

（1）加强管道与设备专业技術人员的抗震技术培训，首先在高等院校相关专业课程设置中，增加工程抗震作为必修课程。（2）在管道与设备产品研发、工程设计和施工安装各环节的技术标准中，补充完善管道与设备抗震的相关章节条文，全方位采取对策，提高燃气系统整体抗震水平。（3）加强包括管道与设备专业在内的工程设计文件抗震审查。

3.3 补充完善现行规范标准中的杭震内容

（1）出人地面处管道、管道补偿器、设备与管道接口、管道三通、管道变径、管道弯头、设备基础连接处固定件、设备支撑件等地震易损部位，目前相关规范对此仅针对个别部位，提出了原则性的处理措施，缺乏可操作性。建议通过专项研究，提出规范性的具体可行的抗震措施，以满足工程抗震需要。（2）管道三通、管道变径、管道弯头等局部应力集中部位的工程标准做法，应通过地震作用下管件的应力分析、验算。（3）在穿越地震断裂带的场地条件下，提倡采用抗震性能较好的管沟敷设、架空敷设等形式。（4）技术标准的编制与修订，应及时推广使用抗震新技术、新设备，提高工程抗震水平。

3.4 建立燃气系统安全防灾体系

该体系主要包括对震时（强余震）燃气系统紧急控制技术措施、燃气系统震后快速修复应急供气、燃气系统修复重建基本技术、用户端灾后供气、燃气系统地震灾害的主要预防措施和修复重建工程遵循的规范标准等。阪神、洛杉矶市等的抗震救灾经验证明，建立燃气系统安全防灾体系，对减少地震灾害损失、预防地震次生灾害及高效的救灾重建十分重要，值得各地推广实施。

4 结束语

城市燃气设施属于城市生命线工程，目前我国城市燃气设施的抗震设防能力还相对比较薄弱，加强城市燃气设施抗震设防能力刻不容缓，建议重点做好以下几个方面的工作：

（1）目前地震预报工作取得的进展不能满足抗震抢险工作的要求，提高城市燃气管线等基础设施的工程抗震性能，是预防地震灾害的主要技术措施。（2）各地应尽快建立燃气系统安全防灾体系，开发与应用燃气管网实时防震防灾系统。（3）应补充完善管道与设备工程专业抗震技术标准，严格执行现行的抗震设计规范，多专业协同进行燃气系统的工程抗震设计。（4）应重视工程抗震成功工程经验与技术资料的收集工作，为我国进一步修订相关设计规范，提高规范抗震标准奠定基础。（5）目前新建燃气管道主要采用的钢管、PE管均具有较好的抗震性能。（6）应及时推广使用抗震新技术、新设备，提高工程抗震水平。（7）应及时组织现有燃气设施的抗震检查、加固，腐蚀严重的老管线要抓紧改建。