城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)地震災(zāi)損分析及災(zāi)后思考

摘 要

摘要：整理了歷年來多個(gè)典型地震對燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施破壞的資料，分析了燃?xì)夤芫W(wǎng)的地震災(zāi)害特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，回顧了地下管道抗震研究的現(xiàn)狀和成果，燃?xì)庠O(shè)施抗震的國家規(guī)范、法律法規(guī)的歷
摘要：整理了歷年來多個(gè)典型地震對燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施破壞的資料，分析了燃?xì)夤芫W(wǎng)的地震災(zāi)害特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，回顧了地下管道抗震研究的現(xiàn)狀和成果，燃?xì)庠O(shè)施抗震的國家規(guī)范、法律法規(guī)的歷程。介紹了日本東京燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)對地震的主要對策，提出我國抗震研究的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：燃?xì)庠O(shè)施；地震災(zāi)害；抗震；災(zāi)損分析
Earthquake Disaster Analysis and Post-disaster Reflection for City Gas System
XIAO Jiu-ming，YING Yuan-nong，XI Dan
Abstract：The data for many typical earthquake damage cases to gas network facilities in past years are systemized. The statistical characteristics of earthquake damage to gas network are analyzed，and the current status and achievements of seismic research of underground pipelines and the evolvement of national laws and codes for seismic resistance of gas facilities are reviewed. The major earthquake countermeasures of Tokyo Gas Corporation are introduced，and the development direction of seismic research in China is pointed out.
Key words：gas facilities；earthquake disaster；seismic resistance；disaster analysis
    隨著西氣東輸、川氣東送、進(jìn)口LNG工程的實(shí)施，我國進(jìn)入了燃?xì)饪焖侔l(fā)展期，越來越多的城鎮(zhèn)使用上燃?xì)猓細(xì)夤艿兰捌涓綄僭O(shè)施成了人們現(xiàn)代化生活的一部分，被稱為城市生命線工程。因此，部分區(qū)域和城鎮(zhèn)需認(rèn)真考慮地震對城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)的破壞，城鎮(zhèn)越現(xiàn)代化、人口越集中、燃?xì)庀到y(tǒng)越健全，地震時(shí)受到的破壞和損失就越嚴(yán)重，所以需要做好燃?xì)庀到y(tǒng)抗震。
1 地震的破壞形式
    地震是地球內(nèi)部介質(zhì)局部發(fā)生急劇的破裂，釋放出巨大能量，激發(fā)出地震波，在一定范圍內(nèi)引起地面振動(dòng)的自然現(xiàn)象，有構(gòu)造地震、火山地震和陷落地震，其中構(gòu)造地震次數(shù)最多，破壞力也最大。地震波主要分為體波和面波，體波可以在三維空間中向任意方向傳播，又可分為縱波和橫波?？v波振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，傳播速度較快；橫波振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，傳播速度比縱波慢。受太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓板塊的擠壓作用，我國地震斷裂帶十分發(fā)育，地震活動(dòng)的范圍廣、強(qiáng)度大、頻率高，而且絕大多數(shù)是淺源地震，許多人口稠密地區(qū)，如廣東、福建、四川、云南、山東中部和渤海灣等，都處于地震帶上，我國約有一半城市處于地震多發(fā)區(qū)或強(qiáng)震波及區(qū)。
地震對燃?xì)庠O(shè)施的破壞形式主要體現(xiàn)在地震波的行進(jìn)和地表變形，前者包括對燃?xì)夤艿赖膲嚎s、拉伸等變形，對土壤的應(yīng)變，引起的土壤液化、管道內(nèi)部流體沖擊壓力破壞等；后者包括斷層錯(cuò)動(dòng)、地表塌陷和變形，以及由其引起的建筑物和構(gòu)筑物的破壞或倒塌，地面破壞(如地裂縫)，山體等自然物的破壞(如山崩)，水體的振蕩(如海嘯、湖震)等，從而嚴(yán)重?fù)p壞燃?xì)庠O(shè)施。燃?xì)庠O(shè)施一旦遭破壞導(dǎo)致燃?xì)庑孤瑯O易引起火災(zāi)、中毒等次生災(zāi)害。
2 歷史上地震對燃?xì)庠O(shè)施的巨大影響
地震對城市生命線工程造成極大破壞，逐步引起人們的關(guān)注。近年來，對發(fā)生在城鎮(zhèn)附近的強(qiáng)烈地震災(zāi)害，大多進(jìn)行了生命線工程系統(tǒng)尤其是地下管道的災(zāi)損狀況調(diào)查。
    ① 1906年4月17日，美國舊金山發(fā)生7.9級地震。地震導(dǎo)致煙囪倒塌、火爐翻倒、電線拉斷和天然氣管道破裂并引發(fā)大火。很多消火栓只能流出幾滴水。許多在地震中幸存的人，卻在火場中喪生。
    ② 1923年9月1日，日本關(guān)東發(fā)生了8.3級大地震。在距震中逾90km的橫濱，大火燒了3天3夜；在距震中逾100km的東京，地震半小時(shí)后就有139處起火，地震毀壞的50×104所房屋中，有40×104所是被大火燒掉的，死亡的14×104人中有約12×104人是被大火燒死的。東京市長82km的給水鑄鐵管道有逾32×104個(gè)管道接口，震后破壞達(dá)26×104個(gè)，破壞率超過80%，其中滲漏約占71%[1]。
    ③ 1964年6月16日的日本新瀉地震，造成儲(chǔ)油罐破壞引起極大經(jīng)濟(jì)損失。這次地震震級為7.5級，距震中約20km的新瀉煉油廠儲(chǔ)油罐被破壞，引起爆炸及火災(zāi)等二次災(zāi)害，當(dāng)時(shí)動(dòng)用了全日本90%的泡沫滅火劑也未能控制火勢。大火持續(xù)兩周，燒毀儲(chǔ)油罐84個(gè)，波及整個(gè)工廠，損失非常嚴(yán)重[2]。
    ④ 1971年美國圣費(fèi)爾南多地震(6.6級)，造成供水系統(tǒng)管道破壞達(dá)856處，鑄鐵管平均破壞率達(dá)0.95處/km；天然氣管道(多為DN 50～100mm的焊接鋼管)有450處遭受破壞，破壞率為0.12處/km。
    ⑤ 1985年9月19日發(fā)生的墨西哥地震，造成墨西哥市供水管網(wǎng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)的大面積破壞。供水管網(wǎng)主干管道破壞逾800處，燃?xì)庵袎汗艿榔茐挠?00處。由于燃?xì)飧晒軘嗔岩鹑細(xì)獗?，在墨西哥市區(qū)引起多處火災(zāi)。由于供水管網(wǎng)的破壞，使救火受到影響。
    ⑥ 1989年10月17日美國Loma Prieta地震中，230kV和500kV的高壓變電站破壞嚴(yán)重，供水管網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生350處需要修復(fù)的嚴(yán)重破壞。城市燃?xì)庀到y(tǒng)出現(xiàn)漏氣逾100處，軟土地基上的油罐大量破壞。
    ⑦ 1994年1月17日美國Northridge地震中，出現(xiàn)橋梁的嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致交通系統(tǒng)部分處于癱瘓狀態(tài)。一批高壓輸電塔因砂土液化而傾倒或損壞，110×104戶用戶失去供電。供水系統(tǒng)出現(xiàn)1400處需要修復(fù)的破壞，其中逾100處位于供水管網(wǎng)主干管上。燃?xì)庀到y(tǒng)出現(xiàn)高達(dá)15×104處漏氣，燃?xì)庀到y(tǒng)的破壞引發(fā)多起火災(zāi)。
    ⑧ 1995年1月17日的日本阪神大地震，是近代發(fā)生在人口稠密的現(xiàn)代城市的直下型地震，也是近代地震中的生命線工程系統(tǒng)破壞調(diào)查最為詳盡的一次。這次地震造成5438人死亡，交通系統(tǒng)遭到大面積破壞。地震區(qū)6條鐵路線均遭到嚴(yán)重破壞，許多高架橋倒塌或部分倒塌。地下鐵路亦出現(xiàn)大量破壞，神戶港受到毀滅性打擊，堤岸有80%遭到破壞。主干燃?xì)夤艿榔茐牧?190處，其中中壓管道遭破壞109處。85.7×104戶用戶中斷供氣，修復(fù)工作持續(xù)了3個(gè)月。由于燃?xì)夤艿榔屏?、燃?xì)庑孤鹦苄艽蠡?，火場有?00處，火燒數(shù)天，火災(zāi)造成的損失比地震直接損失高3倍[1]。
    ⑨ 1999年9月21曰，我國臺(tái)灣南投縣集集鎮(zhèn)發(fā)生7.3級地震，鐵路、公路橋梁均遭受重大損害，地面破裂隆起，房屋與橋梁倒塌，給排水、天然氣、電力、通信、輸油等管線也受到嚴(yán)重破壞。
    ⑩ 2008年5月12日，我國汶川發(fā)生8.0級地震，地震破壞地區(qū)超過105km2，造成損失8451億元，遇難和失蹤者超過8.7×104人，損失中約有1/3是次生地質(zhì)災(zāi)害引起的損失。燃?xì)庠O(shè)施損失未見權(quán)威統(tǒng)計(jì)。有關(guān)資料顯示，a.中石油西南油氣田輸氣管理處：重災(zāi)區(qū)內(nèi)有的用戶管道或設(shè)備受損非常嚴(yán)重，信息無法溝通。輸氣干線壓力持續(xù)異常上升，爆管可能發(fā)生。無法利用SCADA系統(tǒng)對46座關(guān)鍵廠站實(shí)施監(jiān)控，無法利用生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)度。依靠唯一暢通的石油內(nèi)線進(jìn)行指揮，并委托外部通信暢通的作業(yè)區(qū)幫助信息溝通。b.都江堰燃?xì)夤荆恨k公(調(diào)度)大樓劇烈抖動(dòng)，天花板、墻板大量剝落，所有人員都被摔倒在地，通信完全中斷，門站和次高壓管道沿線閥室建筑遭到不同程度損壞，未發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，因地震導(dǎo)致路面嚴(yán)重變形造成個(gè)別埋地管道損壞，部分埋地閥門存在內(nèi)泄漏和無法啟閉[3～5]。
3 燃?xì)夤艿罏?zāi)損分析
3.1 阪神地震城市管網(wǎng)損壞分析
    ① 管道災(zāi)損與地質(zhì)地理特征的關(guān)系。地震時(shí)堤岸移動(dòng)，背后土壤下沉，管道在此處被拉。
    ② 管道災(zāi)損與管道材料的關(guān)系。鋼管沒有遭到破壞。
    ③ 管道災(zāi)損與管徑的關(guān)系。DN 500mm以下管道的災(zāi)損率為2.2處/km，DN 1000～1500mm管道的災(zāi)損率為0.4處/km。即大管徑管道破壞的數(shù)量少，小管徑管道破壞的數(shù)量多。
    ④ 管道災(zāi)損與接口的關(guān)系。承插式接口、機(jī)械式接口容許變形量較小，承受不了地震波所造成的管道變形，因供水管中90%以上用的是鑄鐵管，實(shí)際災(zāi)損比預(yù)測的嚴(yán)重，管子自身破壞的很少，接頭損壞的卻很多，損壞率為0.05～6.27個(gè)/km。燃?xì)夤艿赖钠茐闹饕堑蛪汗艿缆菟ㄊ接步宇^部分，因硬接頭周圍的土層沿接頭軸向變形，接頭遭到破壞，造成用戶停氣和多處火災(zāi)。
    ⑤ 管道災(zāi)損與地面最大加速度的關(guān)系。管道災(zāi)損率和地面最大加速度的增大成正比。1964年新瀉地震，新瀉市土壤液化面積很大；1983年日本中部海地震，能代市土壤液化也很嚴(yán)重，所以這2個(gè)城市的管道災(zāi)損率很高。
    ⑥ 阪神災(zāi)損表明，埋地管道的受損率低于架空管道，例如地下電纜、電線的受損率僅為架空時(shí)的1/6倍，每1km地下天然氣中壓管道僅有0.92處斷裂[6]。
3.2 我國臺(tái)灣9.21集集地震災(zāi)損分析
    垂直斷層走向的管道災(zāi)損率均大于平行斷層的管道災(zāi)損率，其比例為1.1～2.0倍，與日本1995年阪神地震的天然氣管道災(zāi)損分析結(jié)果相當(dāng)接近。在災(zāi)損點(diǎn)方面，支管(DN 65mm以下)的災(zāi)損點(diǎn)數(shù)量約為干管(DN 65mm及以上)災(zāi)損點(diǎn)數(shù)量的4倍[7]。
3.3 其他災(zāi)損分析
    一般，地下管道的破壞率基本上隨著地震烈度(地震加速度幅度)的增高而增大；但場地的影響也非常明顯。1976年唐山地震災(zāi)損調(diào)查和國外其他災(zāi)損資料表明，一般情況下地下管道平均破壞率在堅(jiān)硬場地較小，在柔軟場地最重[1]。不均勻場地中的管道，其災(zāi)損率明顯高于均勻場地。
    當(dāng)公稱管徑為75～500mm時(shí)，加大管徑可以提高管道的抗震可靠度：當(dāng)公稱管徑大于500mm時(shí)，管徑的增加不會(huì)提高管道的抗震能力。柔性接口的災(zāi)損率明顯低于剛性接口；斷層對通過其埋設(shè)管道的影響巨大；管道與附屬設(shè)備或建筑物的連接部位因兩者動(dòng)力特性不同，出現(xiàn)大量破壞。
    震中區(qū)及8～9級地震時(shí)地震波垂直災(zāi)損明顯。1923年關(guān)東地震，地下混凝土管道埋深影響明顯，統(tǒng)計(jì)表明埋深小于2.4m時(shí)事故隨埋深而增加，埋深大于2.4m時(shí)事故明顯減少[1、6、7]。神戶地震和汶川地震資料顯示，PE管災(zāi)損較少[4、6]。燃?xì)?、供水、電力、通信等城市生命線工程在災(zāi)損中相互關(guān)聯(lián)和影響，放大災(zāi)損程度[1]。
4 地下管道抗震研究成果和現(xiàn)狀
    地震對地下管道的巨大破壞，促使人們不斷深入研究管道抗震機(jī)理，研究范圍不斷擴(kuò)大，從單一管道到管網(wǎng)，從單一性質(zhì)管網(wǎng)到區(qū)域復(fù)雜管網(wǎng)，從單一管道抗震到系統(tǒng)功能可靠性。理論模型和研究工具不斷更新，利用專門軟件，結(jié)合GIS進(jìn)行分析、預(yù)測和仿真模擬等。
   對單一地下管道抗震的研究主要是地震反應(yīng)分析和穩(wěn)定性研究，前者主要分析彈性均勻土介質(zhì)中的管道、不均勻土介質(zhì)中的管道、穿越土壤液化區(qū)和通過斷層的管道等，后者分為梁型失穩(wěn)、殼型失穩(wěn)和三通接頭失穩(wěn)等。梁型失穩(wěn)與管道的初始整體缺陷有很大關(guān)系，殼型失穩(wěn)與管道的管徑、徑厚比、管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量、管壁本身材料性質(zhì)、管道的埋深、開挖溝底的平整性、管道的局部缺陷等因素有很大關(guān)系。
    1967年，Newmark忽略了慣性力影響，假定管道與土一起運(yùn)動(dòng)來研究地下管道地震反應(yīng)。隨后日本學(xué)者提出了管道與土相互作用模型，即所謂的反應(yīng)位移法[2]。
   Wallg于1981年提出了擬靜態(tài)分析方法，發(fā)現(xiàn)地震波輸入相位差和場地不均勻是影響地下管道的兩個(gè)最主要的因素[2]。
   Takada于1990年采用殼模型和有限元方法對具有分支的小管徑燃?xì)夤艿肋M(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)分支處有較高的應(yīng)力集中現(xiàn)象[2]。
   Datta等人分別于1982年、1983年、1984年、1985年采用圓柱殼模型對半無限空間和無限空間中管道進(jìn)行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)鋪設(shè)管道的回填土對管道應(yīng)力有重大影響，入射波的波長和土介質(zhì)的剛度對管道也有很大影響[2]。
    Hindy和Novik于1979年首次引入了土與管道動(dòng)力相互作用的概念，得出了管道軸向應(yīng)力遠(yuǎn)大于彎曲應(yīng)力；土與管道動(dòng)力相互作用可降低管道的應(yīng)力，尤其是軸向應(yīng)力；柔性接頭可大大降低管道的應(yīng)力，尤其是在軟土中，但該理論只適用于深埋管道[2]。
    葉耀先等人于1982年通過直管和彎管在不同管溝回填方式下的爆炸振動(dòng)試驗(yàn)，探討了管土間共同變形問題，提出了管道地震應(yīng)力計(jì)算模型[2]。
    梁建文等人分別于1993年、1994年求解了半無限空間中通過不均勻介質(zhì)管道的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)不均勻介質(zhì)中管道應(yīng)力可達(dá)到均勻介質(zhì)中管道應(yīng)力的2倍以上，而當(dāng)波從硬土到軟土?xí)r，管道應(yīng)力最大[2]。
    梁建文于1995年采用地震波理論對穿越非發(fā)震斷層的管道進(jìn)行了地震反應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)非發(fā)震斷層雖然對分別建筑在斷層兩側(cè)的建筑物影響不會(huì)太大，但對穿越斷層的管道影響卻很大，可使管道的應(yīng)力放大數(shù)倍[2]。
    梁建文等人于1991年、1992年、1994年對管道三通接頭的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行了擬靜力分析，發(fā)現(xiàn)三通采用直埋敷設(shè)方式對抗震有利。三通在地震荷載作用下，既可能出現(xiàn)強(qiáng)度破壞，又可能出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。而且由于土介質(zhì)的影響，三通既可能出現(xiàn)局部失穩(wěn)，又可能出現(xiàn)整體失穩(wěn)。三通是管道破壞的薄弱環(huán)節(jié)[2]。
    由許多單一管道、設(shè)備通過功能性連接組成的城市生命線工程抗震是近年發(fā)展的新興研究課題，1974年美國土木工程協(xié)會(huì)(ASCE)成立生命線地震工程技術(shù)委員會(huì)，1984年召開第一次世界生命線地震工程學(xué)術(shù)會(huì)議。2001年美國生命線工程聯(lián)合會(huì)(ALA)發(fā)表了《石油、燃?xì)夤艿老到y(tǒng)抗震設(shè)計(jì)條例》。1994年我國出版第一本生命線工程抗震的著作(作者：趙成剛、馮啟民)，通過研究區(qū)域內(nèi)的復(fù)雜生命線工程的相互關(guān)系，提高其網(wǎng)絡(luò)連通可靠性和系統(tǒng)功能可靠性，控制危害放大[1]。我國生命線工程抗震研究在給水、電力的地震災(zāi)害預(yù)測、災(zāi)害評估、政府應(yīng)急組織等方面也進(jìn)行了有益探討。
5 抗震的啟示和對策
    人類在災(zāi)害中學(xué)習(xí)，在災(zāi)害中成長。1976年唐山大地震后，我國加強(qiáng)了對地下管道抗震的研究。從災(zāi)損調(diào)查、理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用等方面做了大量工作，吸納當(dāng)時(shí)最新研究成果，逐步形成抗震規(guī)范。與燃?xì)夤艿老嚓P(guān)的規(guī)范及其修訂過程：1978年，實(shí)施了《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》TJ 32—78，《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》TJ 11—78；1982年，實(shí)施了《室外煤氣熱力工程設(shè)施抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 44—82；1989年，實(shí)施了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 11—89；2001年，實(shí)施了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011—200l，2008年又進(jìn)行了局部修訂；2003年，實(shí)施了《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50032—2003；2007年，實(shí)施了《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》GB 50413—2007；2008年，實(shí)施了《油氣輸送管道線路工程抗震技術(shù)規(guī)范》GB 50470—2008，修訂了《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB 50223—2008；2009年，實(shí)施了《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50023—2009。
    《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》GB 50413—2007從城市整體規(guī)劃對抗震、防止燃?xì)庵卸尽⒅鸬榷蝹嵌冗M(jìn)行了規(guī)定。《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB 50223—2008中規(guī)定20×104人以上的城鎮(zhèn)的燃?xì)庠O(shè)施及其建筑應(yīng)提高一級為重點(diǎn)設(shè)防類?！妒彝饨o水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50032—2003中強(qiáng)制條文規(guī)定，設(shè)防烈度為6度及以上的須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，對燃?xì)?包括管道、儲(chǔ)氣柜、站房等)抗震規(guī)劃、場地選擇、地震作用、抗震驗(yàn)算進(jìn)行了規(guī)定。隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大、跨省管道的建設(shè)，跨區(qū)域、大管徑和高壓燃?xì)夤艿涝絹碓蕉?，《油氣輸送管道線路工程抗震技術(shù)規(guī)范》GB 50470—2008規(guī)定了此類工程的抗震設(shè)計(jì)，其中包括地震安全性評價(jià)、地質(zhì)勘察、一般埋地管道抗震設(shè)計(jì)、通過斷層的管道抗震設(shè)計(jì)、土壤液化區(qū)的管道抗震設(shè)計(jì)、震陷區(qū)的管道抗震設(shè)計(jì)、穿越鉆越的管道抗震設(shè)計(jì)、河流跨越的管道抗震設(shè)計(jì)等，對材料、施工、記錄等進(jìn)行了規(guī)定。
    國家在法律法規(guī)方面也加強(qiáng)了抗震管理，1995年出臺(tái)《破壞性地震應(yīng)急條例》，1998年出臺(tái)了《中華人民共和國防震減災(zāi)法》、《地震預(yù)報(bào)管理?xiàng)l例》，2002年出臺(tái)《地震安全性評價(jià)管理?xiàng)l例》，2004年出臺(tái)《地震監(jiān)測管理?xiàng)l例》。許多城鎮(zhèn)制定了抗震防災(zāi)規(guī)劃、地震應(yīng)急預(yù)案，并進(jìn)行演練。
    燃?xì)庠O(shè)計(jì)、施工、經(jīng)營企業(yè)以及工程(或抗震專用)材料、設(shè)備等供應(yīng)企業(yè)，應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行國家法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，規(guī)范內(nèi)的許多技術(shù)措施、材料選擇是震災(zāi)調(diào)查、研究成果的體現(xiàn)，認(rèn)真執(zhí)行規(guī)范可有效提高抗震效果。經(jīng)營企業(yè)應(yīng)認(rèn)真做好應(yīng)急預(yù)案，定期演練；并配備足夠、具備先進(jìn)水平的管道搶修裝備和器具，定期更新竣工資料，提高震災(zāi)緊急處理和恢復(fù)供氣能力。
    日本燃?xì)夤驹趹?yīng)對地震方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，尤其是東京燃?xì)夤镜囊韵?點(diǎn)對策可供地震高發(fā)區(qū)的燃?xì)夤緟⒖?sup>[8]。
    ① 注重兩方面的工作：一是為防止災(zāi)害擴(kuò)大或因燃?xì)夤艿朗軗p引起次生災(zāi)害，在災(zāi)害發(fā)生之前或發(fā)生早期，切斷受影響區(qū)域的燃?xì)廨斔停涣硪环矫?，盡快恢復(fù)因?yàn)?zāi)害破壞的燃?xì)庠O(shè)施，減少損失，關(guān)閉需要搶修的管道，對沒有破壞的區(qū)域和用戶維持供氣。
    ② 東京燃?xì)夤鹃_發(fā)了在地震發(fā)生時(shí)能高精度推測燃?xì)夤艿榔茐那闆r的警報(bào)系統(tǒng)SIGNAS(Seismic Information Gathering and Network Alert System)。SIGNAS由地震監(jiān)測系統(tǒng)、震源推斷系統(tǒng)和破壞情況推斷系統(tǒng)3個(gè)部分構(gòu)成。在地震監(jiān)測系統(tǒng)中，感應(yīng)器能夠在地震發(fā)生約3min內(nèi)自動(dòng)獲得燃?xì)夤?yīng)區(qū)域內(nèi)地震強(qiáng)弱的分布。在震源推斷系統(tǒng)中，根據(jù)地震儀所獲得的波形數(shù)據(jù)，可以推斷出地震的震級和震源位置，早期把握地震概況。破壞情況推斷系統(tǒng)則包括燃?xì)夤?yīng)區(qū)域的劃分、地質(zhì)條件分類、管道情況和用戶情況等的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和地質(zhì)破壞預(yù)測系統(tǒng)兩部分。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，實(shí)時(shí)的地震監(jiān)測信息輸入到該系統(tǒng)中，專用計(jì)算機(jī)可迅速推斷燃?xì)夤艿兰敖ㄖ锏钠茐臓顩r，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有的信息收集與分析可在地震發(fā)生后10min內(nèi)完成，為燃?xì)夤镜臎Q策、管理提供依據(jù)。
    ③ 安裝地震動(dòng)感知器。在每個(gè)用戶端安裝內(nèi)含地震動(dòng)感知器的智能燃?xì)獗?，?dāng)?shù)卣饎?dòng)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)忾y。在各小區(qū)燃?xì)夤艿勒{(diào)節(jié)閥附近安裝地震動(dòng)感知器，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)切斷燃?xì)夤?yīng)。在高、中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)和供應(yīng)源布設(shè)地震動(dòng)感知器，通過快速評估進(jìn)行綜合決策，并由控制中心遠(yuǎn)程控制切斷閥的關(guān)閉。
6 幾點(diǎn)思考
    (1) 從以上災(zāi)損調(diào)查、研究分析中可看出，影響地下管道災(zāi)損的因素包括地震烈度、場地條件、管材、管徑、管道接口、施工水平和腐蝕等。但以上統(tǒng)計(jì)限于燃?xì)鉃?zāi)損調(diào)查資料缺乏，定量數(shù)據(jù)更缺乏，這些應(yīng)逐步納入災(zāi)損調(diào)查資料。
    (2) 從研究分析中可看出抗震的效果與施工質(zhì)量相關(guān)，如管溝寬度、基礎(chǔ)處理、回填土密實(shí)度、埋深等。平時(shí)施工中常見的地基夯實(shí)不足、回填夯實(shí)不足將大大增加地震時(shí)的管道損害，材料缺陷或管道施工中損傷缺陷也可能在地震中暴露出來。
    (3) 現(xiàn)在城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施包含的范圍大大增加，除以前的城區(qū)中低壓管網(wǎng)、低壓儲(chǔ)氣罐、調(diào)壓柜(箱)、用戶室內(nèi)管道外，還有：城鎮(zhèn)外圍的高壓管道、門站、高-高(高-中)壓調(diào)壓站、高壓球罐、LNG衛(wèi)星站、CNG母(子)站等，現(xiàn)有抗震規(guī)范未涉及其抗震要求。
    (4) 現(xiàn)有城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)趨向復(fù)雜化、巨型化，對其災(zāi)損的控制和預(yù)測、預(yù)警等難度增加，建議發(fā)展分布式燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)或分區(qū)域調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。
    (5) 城鎮(zhèn)外圍的高壓干線，其地震分析時(shí)應(yīng)考慮到內(nèi)壓對自身振動(dòng)率、地震響應(yīng)的影響。
    (6) 現(xiàn)大量使用PE管及其管件、閥門，雖然經(jīng)受了最近的幾次地震考驗(yàn)，但現(xiàn)有抗震規(guī)范中并未涉及，其管材材質(zhì)、熱熔接口、電熔接口、彎頭、閥門等的抗震驗(yàn)算、地震反應(yīng)分析尚為空白。需要做地震破壞模擬實(shí)驗(yàn)，得到不同幾何參數(shù)接口的允許軸向拉伸變形量等。
    (7) 需注意到，PE管優(yōu)良的延展性是建立在時(shí)間函數(shù)的基礎(chǔ)上的，隨著時(shí)間延長其延展性會(huì)下降，并且PE管對施工過程中的劃傷敏感，有損傷的PE管可能在地震時(shí)易被破壞。
    (8) 作為重要功能節(jié)點(diǎn)，門站、調(diào)壓站、LNG衛(wèi)星站的架空管道、設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)尤為重要，但現(xiàn)只可參考冶金、化工行業(yè)的要求或國外相關(guān)規(guī)范來設(shè)計(jì)。依附建筑的戶外立管、高層室內(nèi)燃?xì)夤埽涞卣痦憫?yīng)與建筑物不同，如何有效地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，相關(guān)資料也較少。
    (9) 腐蝕影響著鋼管的剛度、強(qiáng)度，鋼管的陰極保護(hù)有利于抗震，應(yīng)嚴(yán)格定期檢查評估陰極保護(hù)系統(tǒng)。
    (10) 在港華燃?xì)饧瘓F(tuán)公司，現(xiàn)推廣使用的直埋閥(僅留有手井)，取代原有的閥門井，防止了地震時(shí)井壁對穿井壁管道的損害，采用焊接直埋閥將提高抗震質(zhì)量；港華燃?xì)饧瘓F(tuán)公司內(nèi)部加快更換鑄鐵管，推廣PE管，強(qiáng)化鋼管陰極保護(hù)的舉措將使管網(wǎng)增強(qiáng)抗震能力。
   (11) 汶川大地震建筑災(zāi)損分析表明，許多房屋未執(zhí)行或未全部執(zhí)行現(xiàn)行抗震規(guī)范、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，導(dǎo)致嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷害，這提示我們在震區(qū)的燃?xì)庠O(shè)計(jì)施工中須嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行抗震規(guī)范，嚴(yán)格施工質(zhì)量監(jiān)控。
   汶川大地震后，建筑、道路等專業(yè)方面的災(zāi)損調(diào)查文獻(xiàn)較多，有的還進(jìn)一步分析和反思了現(xiàn)行抗震規(guī)范的不足，但尚無燃?xì)鈱ｍ?xiàng)災(zāi)損調(diào)查資料、災(zāi)害恢復(fù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、損失統(tǒng)計(jì)等，更無對抗震規(guī)范的反思，值得我們進(jìn)一步探討。
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(本文作者：肖久明 應(yīng)援農(nóng) 席丹 港華投資有限公司 廣東深圳 518026)