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(tǒng)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(wǎng)絡系統(tǒng)，對城市居民的正常生活、經(jīng)濟活動起著重要的作用。系統(tǒng)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(tài)，給人們的正常生活造成極大不便，甚至會引發(fā)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(guī)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?shù)募夹g措施，對提高城市的抗災能力，維持社會穩(wěn)定有重要的意義。

2 震害影響分析

2.1 燃氣系統(tǒng)震損的危害性

燃氣系統(tǒng)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(tǒng)破壞后，許多火源都可誘發(fā)其發(fā)生火災與爆炸，引發(fā)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(fā)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(wǎng)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(qū)的地質環(huán)境、地理環(huán)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(xiàn)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(huán)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(xiàn)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(tǒng)抗震設防，文章提出如下建議。

3.1 規(guī)劃設計方面的措施

（1）應重視水文地質勘察在管網(wǎng)工程抗震設計中的重要作用，在管網(wǎng)規(guī)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(guī)則場地、土壤易液化區(qū)、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(wǎng)總體規(guī)劃與設計應重視建立和完善地震預警系統(tǒng)、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(tǒng)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(fā)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(guī)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(guī)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(guī)劃設計應重視燃氣設施自身的防火性能。按現(xiàn)行規(guī)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(yè)協(xié)同共同提高燃氣系統(tǒng)整體杭震水平

工程抗震是一個多專業(yè)協(xié)同的系統(tǒng)工程，特別是在燃氣系統(tǒng)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(guī)范已較為完善，但對管道與設備專業(yè)抗震的重視程度還遠遠不夠，造成管網(wǎng)系統(tǒng)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(yè)技術人員的抗震技術培訓，首先在高等院校相關專業(yè)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(fā)、工程設計和施工安裝各環(huán)節(jié)的技術標準中，補充完善管道與設備抗震的相關章節(jié)條文，全方位采取對策，提高燃氣系統(tǒng)整體抗震水平。（3）加強包括管道與設備專業(yè)在內的工程設計文件抗震審查。

3.3 補充完善現(xiàn)行規(guī)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(guī)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(guī)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(tǒng)安全防災體系

該體系主要包括對震時（強余震）燃氣系統(tǒng)緊急控制技術措施、燃氣系統(tǒng)震后快速修復應急供氣、燃氣系統(tǒng)修復重建基本技術、用戶端災后供氣、燃氣系統(tǒng)地震災害的主要預防措施和修復重建工程遵循的規(guī)范標準等。阪神、洛杉磯市等的抗震救災經(jīng)驗證明，建立燃氣系統(tǒng)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(tǒng)安全防災體系，開發(fā)與應用燃氣管網(wǎng)實時防震防災系統(tǒng)。（3）應補充完善管道與設備工程專業(yè)抗震技術標準，嚴格執(zhí)行現(xiàn)行的抗震設計規(guī)范，多專業(yè)協(xié)同進行燃氣系統(tǒng)的工程抗震設計。（4）應重視工程抗震成功工程經(jīng)驗與技術資料的收集工作，為我國進一步修訂相關設計規(guī)范，提高規(guī)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(xiàn)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。