高立娜　王印會/華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院

城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)對策研究

高立娜王印會/華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院

近年來,由于世界各地地震災(zāi)害事件頻繁發(fā)生,且地震后所牽連的各項(xiàng)人類生產(chǎn)生活范圍不斷增加,讓人類飽受地震災(zāi)害所帶來的巨大損失和痛苦。其中近年來備受關(guān)注的要屬燃?xì)庀到y(tǒng)在地震災(zāi)害發(fā)生時所帶來的一系列的反應(yīng)及后果。本文主要介紹的是城市燃?xì)庀到y(tǒng)在地震災(zāi)害發(fā)生時抗震防災(zāi)的對策研究，主要是從兩方面進(jìn)行研究：硬對策、軟對策。其中硬對策包括在技術(shù)方面研究新的且實(shí)用、適用的燃?xì)鈭缶到y(tǒng)，軟對策包括為在相應(yīng)的法律法規(guī)建設(shè)方面提供真實(shí)有效的依據(jù)。

燃?xì)庀到y(tǒng)；抗震防災(zāi)；硬對策；軟對策

前言

近期，我國各地政府對于各地區(qū)連續(xù)爆炸事件相繼出臺了新的法律法規(guī)。可見，燃?xì)夤艿赖姆辣到y(tǒng)得到了新的重視高度。我所研究的城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)對策研究是以整個城市的燃?xì)夤艿婪植?、抗震防?zāi)要求進(jìn)行的綜合性對策研究，不斷深入研究管道抗震機(jī)理, 研究范圍不斷擴(kuò)大,從單一管道到城市管網(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。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, 對城市管網(wǎng)抗震的研究主要是地震整體反應(yīng)連接和相互影響。

其次通過分析地震對城市燃?xì)庀到y(tǒng)的破壞作用及其引發(fā)的次生災(zāi)害, 給出了燃?xì)庀到y(tǒng)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(fā)建立強(qiáng)而有效的應(yīng)對措施，包括建立報警系統(tǒng)、自動切斷管道，自動閉合措施、改變管道材質(zhì)等，有針對性地提出了相應(yīng)的抗震減災(zāi)對策。

一、城市燃?xì)庀到y(tǒng)的震害分析及減災(zāi)對策研究

（一）國內(nèi)燃?xì)庀到y(tǒng)的震害分析研究概況

我國是地震災(zāi)害多發(fā)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(qū)[1]，遭受地震災(zāi)害的威脅。城市燃?xì)庀到y(tǒng)是現(xiàn)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(shè)規(guī)模不管增大和人口數(shù)量不斷增多, 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的布置日趨密集、復(fù)雜, 所以一旦遭遇破壞性地震, 管道破損導(dǎo)致的燃?xì)庑孤犊赡芤l(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等次生災(zāi)害, 將對人們的生命和財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅, 而國內(nèi)對燃?xì)夤芫W(wǎng)的震害影響因素、風(fēng)險評價和震后應(yīng)急處置措施方面的研究相對不足。2008年汶川“512” 地震發(fā)生后,當(dāng)人們看到城市燃?xì)夤芫W(wǎng)在地震中帶來的巨大災(zāi)害， 震害對燃?xì)庀到y(tǒng)安全的影響問題得到了行業(yè)內(nèi)專家和學(xué)者的一致重視。加強(qiáng)對震害規(guī)律的研究, 有針對性地采取一定的抗震減災(zāi)措施, 對于保障城市安全具有重要意義。

（二）燃?xì)庀到y(tǒng)的震害特征及影響因素

地震對燃?xì)夤艿榔茐囊蛩厥嵌鄻拥?。其中主要?構(gòu)造性地運(yùn)動引發(fā)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(diào)查表明,對埋地管線破壞最嚴(yán)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(qiáng)地面運(yùn)動對管道的破壞則最為見。震后燃?xì)夤芫W(wǎng)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(jié)構(gòu)連接處破壞。

二、城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)研究對策

（一）城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)研究對策——硬對策

由于世界各國飽受地震災(zāi)害影響，所以各國各地的專家學(xué)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?xì)夤艿赖恼鸷μ攸c(diǎn), 以及震害率與管材、管徑、地震動強(qiáng)度、場地條件等因素的關(guān)系進(jìn)行了研究[2]。劉愛文對世界各國市政管道的抗震設(shè)計規(guī)范進(jìn)行了綜述, 提出了管道應(yīng)變設(shè)計和性能設(shè)計的抗震設(shè)計理念[3]。姚保華等人研究了地震情況下城市生命線系統(tǒng)相互作用的機(jī)理, 并提出了基于Web GIS 的多生命線系統(tǒng)震后恢復(fù)輔助決策方法[4]。Na ka ne H 等人則對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的震害風(fēng)險評價方法進(jìn)行了研究, 并對抗震措施實(shí)施的優(yōu)先順序給出了建議[5]。

根據(jù)以上專家學(xué)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(tǒng)和自我臨時關(guān)閉、修復(fù)系統(tǒng)。即在災(zāi)難來臨時，當(dāng)城市燃?xì)夤艿涝馐芷茐臅r其自身首先會發(fā)出報警信號，傳達(dá)出危險信息，并在同一時間自動切斷與其它管道聯(lián)系，自動閉合其受損管道。給專業(yè)的管道工人修復(fù)既預(yù)留了時間，又避免了災(zāi)害的發(fā)生。

（二）城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)研究對策——軟對策

近期，我國各地政府對于各地區(qū)連續(xù)爆炸事件相繼出臺了新的法律法規(guī)。可見，燃?xì)夤艿赖姆辣到y(tǒng)得到了新的重視高度。通過對燃?xì)夤艿赖难芯刻岢龊侠淼难芯繉Σ呒皯?yīng)對方案，為我國建立健全城市燃?xì)庀到y(tǒng)在抗震防災(zāi)方面的法律法規(guī)提供真實(shí)有效的依據(jù)。并提出合理的、適當(dāng)?shù)谋ｋU方案，為城市的安全提供最可靠的保障。

三、結(jié)束語

通過對城市燃?xì)庀到y(tǒng)抗震防災(zāi)的對策研究反映城市燃?xì)庀到y(tǒng)在地震災(zāi)害發(fā)生時所面臨的巨大損失和最合理的應(yīng)對方案及措施。其主要目的是在保障震后城市燃?xì)夤艿老到y(tǒng)基本安全的基礎(chǔ)上,使國家及人民生命和財產(chǎn)安全達(dá)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(huán)節(jié), 防止短板效應(yīng)的出現(xiàn)。研究表明預(yù)防性措施不如制定合理的震后應(yīng)急反應(yīng)預(yù)案的效果更好。國家或地方政府可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行決策,既要保證系統(tǒng)的安全性,也要避免過量的投資浪費(fèi)，爭取在提高人們的安全的水平上實(shí)現(xiàn)利益最大化。

[1].陳颙, 陳運(yùn)泰, 張國民, 等.十一五期間中國重大地震災(zāi)害預(yù)測預(yù)警和防治對策[ J] .災(zāi)害學(xué), 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(huán)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(shè)計規(guī)范有關(guān)地震作用的綜述[ J] .國際地震動態(tài), 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(tǒng)相互作用的綜合方法[ J] .地震學(xué)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