生命線系統(tǒng)地震災(zāi)害及次生災(zāi)害研究

初少鳳 蔡振山

（1.黎明職業(yè)大學(xué)， 泉州 362000；2.泉州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院， 泉州 362000）

0 引言

隨著城鎮(zhèn)人口逐年增多，用以保障城鎮(zhèn)居民正常生活的生命線系統(tǒng)的安全性問題日益突顯，特別是地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，城市生命線系統(tǒng)的安全性問題更加值得關(guān)注。本文從生命線系統(tǒng)的特征出發(fā)，分析生命線系統(tǒng)的典型震害及次生災(zāi)害，以期對(duì)城市生命線系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、完善提供參考意見。

1 生命線系統(tǒng)的特征

生命線系統(tǒng)是指維系現(xiàn)代城市功能的基礎(chǔ)性工程設(shè)施，主要包括：交通、電力、通信、給排水、燃?xì)獾瘸鞘谢A(chǔ)設(shè)施。

生命線系統(tǒng)具有三個(gè)基本特征：（1）以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的形式存在，空間覆蓋區(qū)域范圍大；（2）生命線結(jié)構(gòu)物的抗災(zāi)性能、服務(wù)狀態(tài)、耐久性等是決定生命線工程系統(tǒng)發(fā)揮功能的重要因素；（3）不同類型的生命線系統(tǒng)單元在功能上相互影響，在強(qiáng)烈災(zāi)害發(fā)生時(shí)這種相互影響更為顯著。

2 生命線系統(tǒng)的典型震害

組成生命線系統(tǒng)的各單元的結(jié)構(gòu)和功能不同，受地震的影響也不同，因此生命線系統(tǒng)的震害形式極為多樣。本文的主要分析對(duì)象包括生命線系統(tǒng)中的：交通、電力、通信、給排水、燃?xì)獾取?/p>

2.1 交通系統(tǒng)震害

交通系統(tǒng)主要包括各類道路、軌道交通、橋隧等。交通系統(tǒng)的主要震害包括以下方面：（1）道路震害：道路整體斷裂、滑坍、沉陷、隆起、擠壓破壞，路面出現(xiàn)裂縫、坑函、碎裂、路面脫空等，邊坡出現(xiàn)滑坡、崩塌、溜坍、落石，支擋結(jié)構(gòu)開裂、滑移、外傾、坍塌等；（2）軌道交通震害：鐵路震害有車輛脫軌、軌道蛇曲變形、路基龜裂或滑坡、通信與信號(hào)系統(tǒng)破壞等；地鐵震害以襯砌工程開裂、坍塌為主；（3）橋梁震害：橋梁上部結(jié)構(gòu)震害以梁移位、落梁、梁端撞擊、支座損壞、梁桁構(gòu)件破壞、橋面伸縮縫損壞等為主；橋梁下部結(jié)構(gòu)震害以橋墩折斷、壓曲、傾斜、移位、混凝土剝落、橋臺(tái)翼墻開裂等為主；（4）隧道震害：隧道洞口震害以隧道洞口被掩埋、襯砌破壞、端墻翼墻開裂等為主；隧道洞身震害以襯砌混凝剝落、洞身裂縫、襯砌坍塌、底板拱起、隧道整體坍塌為主；（5）其他震害：交通系統(tǒng)附屬建筑物，如車站、地鐵站、火車站等結(jié)構(gòu)物在地震中也會(huì)發(fā)生破壞，如地鐵站混凝土中柱開裂倒塌、頂板和樓板斷裂坍塌、側(cè)墻開裂等。

2.2 電力系統(tǒng)震害

發(fā)電設(shè)備的震害主要有廠房倒塌、發(fā)電機(jī)組震壞或砸壞；變電設(shè)備震害主要有變電站房屋倒塌、變壓器落地或套管、瓷件等部件損壞等；輸電設(shè)施震害包括輸電線線路松弛或震斷、鐵塔變形或毀壞、電線桿破裂或倒地、架空線路損壞、地下管路電纜損壞；配電設(shè)備的震害包括支撐物的倒塌、折損、傾斜、高壓與低壓線斷線、混線、架設(shè)變壓器傾斜、引入線的斷線等。

2.3 給排水系統(tǒng)震害

給排水系統(tǒng)的震害主要有凈水廠、配水廠等構(gòu)筑物破壞、蓄水池的池體裂縫，地下給排水管路及其配件的變形、破裂、爆漏、接頭脫落或松動(dòng)，入戶管網(wǎng)的損壞、破裂以及各類附屬設(shè)備的破壞等。

2.4 通信系統(tǒng)震害

室內(nèi)通信設(shè)施的震害主要有通信基站機(jī)房、設(shè)備、儀器、儀表的破壞；室外通信設(shè)施的震害主要有光纜破壞，通信鐵塔折斷、倒塌, 天線折斷，室外基站暫停工作等。

2.5 燃?xì)庀到y(tǒng)震害

燃?xì)夤芫W(wǎng)的震害主要有煤氣發(fā)生爐、焦?fàn)t等煤氣生產(chǎn)設(shè)備破壞，調(diào)壓閥或檢測儀表破壞，高壓、中壓和低壓管路折斷、變形、龜裂、接頭拔脫或松動(dòng)，管網(wǎng)接口破壞、管道附件以及管道與其它地下結(jié)構(gòu)連接處破壞等。

3 生命線系統(tǒng)的次生災(zāi)害

3.1 常見震后次生災(zāi)害

地震的次生災(zāi)害是指由建筑物或自然物遭地震破壞后而導(dǎo)致的其它災(zāi)害，其對(duì)生命線系統(tǒng)的影響有時(shí)甚至可以超過地震本身，地震后最為常見的次生災(zāi)害是火災(zāi)、水災(zāi)、海嘯等。（1）地震后火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因是電氣設(shè)施損壞、化學(xué)制劑的化學(xué)反應(yīng)、易燃易爆物質(zhì)的爆炸和燃燒等，由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，起火點(diǎn)分散，消防基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備、供水系統(tǒng)可能已經(jīng)遭到破壞，受消防車輛人員有限、道路不通以及余震干擾等原因影響，救援工作的難以正常開展，致使火勢蔓延、難以撲救。（2）水災(zāi)地震后水災(zāi)產(chǎn)生的主要是震后強(qiáng)降雨、震后給水構(gòu)筑物管網(wǎng)破壞、滑坡或泥石流堵塞河流、地面陷落、水利工程破壞、地震海嘯災(zāi)害等。

3.2 生命線系統(tǒng)的次生災(zāi)害

地震后生命線系統(tǒng)可能發(fā)生的次生災(zāi)害主要包括：（1）構(gòu)造影響，如：地震中橋梁坍塌，倒塌物壓壞燃?xì)庀到y(tǒng)或給排水系統(tǒng)；發(fā)生海嘯后，道路被海水淹沒無法正常通行等；（2）功能失效，表現(xiàn)為一種生命線系統(tǒng)受損，其他生命線系統(tǒng)也無法正常工作。如：電力系統(tǒng)震害會(huì)導(dǎo)致電力中斷，造成其它生命線系統(tǒng)如通信系統(tǒng)的功能喪失，或由于供水泵站無法正常工作，供水中斷；或供水管網(wǎng)破裂導(dǎo)致供水中斷，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)等其它重要電力設(shè)備的冷卻裝置不能正常工作，進(jìn)而無法正常發(fā)電等；（3）恢復(fù)障礙影響表現(xiàn)為一種生命線震害影響其它生命線震后的恢復(fù)進(jìn)程，或者是一種生命線震害成為其它生命線震后恢復(fù)的障礙，如：地震后交通系統(tǒng)發(fā)生震害，導(dǎo)致交通中斷，就會(huì)持續(xù)影響其他生命線系統(tǒng)的修復(fù)和功能恢復(fù)；（4）次生災(zāi)害影響，其表現(xiàn)為一種生命線系統(tǒng)發(fā)生震害后，使其它生命線失去原有的機(jī)能，并引發(fā)其他次生災(zāi)害，如：煤氣管網(wǎng)的破壞使得煤氣泄漏，泄漏的煤氣若遇火花被點(diǎn)燃，則會(huì)引發(fā)火災(zāi)，而火災(zāi)又會(huì)燒毀建筑物和其它設(shè)施，阻隔交通，影響震后的救援。

4 結(jié)語

生命線系統(tǒng)的安全意義大，震害形式多，影響因素眾多，在其規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)該注意以下問題：（1）生命線系統(tǒng)各類建筑物和構(gòu)筑物的抗震能力滿足相應(yīng)抗震設(shè)防水平要求，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行檢查、維修或者重建；（2）根據(jù)城市和人口的發(fā)展確定系統(tǒng)的容量和負(fù)荷能力，保證地震發(fā)生時(shí)生命線系統(tǒng)能滿足地震后的應(yīng)急需要；（3）生命線系統(tǒng)應(yīng)有 “主”、“輔”兩套系統(tǒng)，平時(shí)，由“主”系統(tǒng)保證能量供應(yīng)和有效保障，當(dāng)主系統(tǒng)中斷、損毀時(shí)由輔系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換系統(tǒng)代替主系統(tǒng)應(yīng)急，維持城市最低程度需求；（4）網(wǎng)絡(luò)生命線系統(tǒng)盡量采用連通性和安全性更好的“環(huán)狀”系統(tǒng)，避免一處損壞造成系統(tǒng)癱瘓的情況發(fā)生；（5）對(duì)可能引發(fā)連鎖災(zāi)害的煤氣、電力等系統(tǒng)，需設(shè)置必要數(shù)量的應(yīng)急切斷裝置；（6）生命線系統(tǒng)建筑物和構(gòu)筑物的應(yīng)設(shè)在不易受災(zāi)害影響的地點(diǎn)，避免過于集中，提高城市綜合防災(zāi)減災(zāi)能力。