城市供燃气管网系统的抗震可靠性优化

引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市规模持续扩大，供燃气管网系统的覆盖范围与复杂程度也随之提升。燃气作为一种清洁高效的能源，已成为城市发展不可或缺的重要资源，供燃气管网的稳定运行是城市功能正常发挥的基础保障。然而，我国部分地区处于地震活动较为频繁的板块区域，地震灾害对城市基础设施的破坏极为严重，供燃气管网作为典型的生命线工程，在地震作用下极易受到损害。

一、城市供燃气管网系统抗震可靠性现存问题

1.1 管网规划布局缺乏抗震考量

在部分城市供燃气管网规划过程中，往往优先考虑管网覆盖范围、建设成本与输送效率，对地震灾害的潜在影响考虑不足，导致管网布局存在明显的抗震隐患。一方面，部分管网线路穿越地震活动断层带、地质条件不稳定区域，在地震发生时，这些区域的地质结构易发生剧烈变化，直接导致管道承受过大的外力作用，增加管道破损风险；另一方面，管网节点布局不合理，部分重要节点（如阀门站、调压站）过于集中，且未设置有效的抗震防护措施，一旦地震导致这些节点受损，将造成大面积管网瘫痪，扩大灾害影响范围。

1.2 管材与连接方式抗震性能不足

管材质量与连接方式是影响供燃气管网抗震可靠性的关键因素。目前，我国部分城市供燃气管网仍在使用灰口铸铁管等抗震性能较差的管材，这类管材脆性大、抗拉伸与抗变形能力弱，在地震作用下易发生断裂。在管道连接方式上，部分管网采用刚性连接，缺乏足够的柔性，无法适应地震引发的管道位移与变形，易导致连接部位脱落或泄漏。部分老旧管网由于使用时间过长，管道腐蚀、老化现象严重，管材强度与韧性下降，进一步降低了管网的抗震性能。

1.3 抗震监测与预警体系不完善

有效的抗震监测与预警是提升供燃气管网抗震可靠性的重要手段。当前，我国多数城市供燃气管网的监测体系仍以常规泄漏检测为主，缺乏针对地震灾害的实时监测与预警功能。监测设备覆盖范围有限，无法对管网整体运行状态与地质环境变化进行全面监测，难以及时发现地震前地质异常与管道微小变形；监测数据缺乏有效的整合与分析机制，无法快速判断地震对管网的影响程度，难以提前发出预警信号，导致在地震发生时，管网管理部门无法及时采取应急措施，延误抢险救灾时机。

1.4 灾后修复机制不健全

地震灾害发生后，快速有效的管网修复是恢复城市燃气供应、减少灾害损失的关键。然而，部分城市供燃气管网的灾后修复机制存在明显不足。一是缺乏完善的应急预案，应急预案内容过于笼统，对不同地震强度下的管网修复流程、资源调配方式、部门协同机制等规定不明确，导致灾后修复工作无序开展；二是应急抢修队伍建设滞后，抢修人员数量不足、专业技能水平不高，且缺乏针对地震灾害的专项培训，无法快速高效地完成管网破损修复任务；三是应急物资储备不足，抢修所需的管材、设备、工具等物资储备数量有限，且分布不均，难以满足灾后大规模修复工作的需求。

二、城市供燃气管网系统抗震可靠性优化策略

2.1 优化管网规划布局，规避抗震隐患

科学合理的管网规划布局是提升供燃气管网抗震可靠性的基础。在管网规划阶段，应将抗震设计理念贯穿始终，充分考虑地震灾害的影响。首先，要开展详细的地质勘察工作，明确城市范围内地震活动断层带、地质不稳定区域的分布情况，严格避免管网线路穿越这些高风险区域；对于必须穿越的区域，应采取绕行、深埋等措施，并对管道进行特殊的抗震加固处理。其次，优化管网节点布局，避免重要节点过度集中，采用分散式布局方式，降低单一节点受损对管网整体运行的影响；在重要节点周围设置抗震防护设施，提升节点的抗震能力。

2.2 选择优质管材与柔性连接方式，提升抗震性能

管材与连接方式的优化是提升供燃气管网抗震可靠性的核心。在管材选择方面，应优先选用抗震性能优异的管材，如聚乙烯管、球墨铸铁管等。聚乙烯管具有良好的柔韧性与抗冲击性，能够适应地震引发的管道位移与变形，且耐腐蚀性能强，使用寿命长；球墨铸铁管的强度与韧性远高于灰口铸铁管，抗拉伸与抗变形能力强，是替代老旧灰口铸铁管的理想选择。在管道连接方式上，应推广采用柔性连接方式，如聚乙烯管的热熔连接、电熔连接，球墨铸铁管的 T 型承插式柔性连接等。这些柔性连接方式能够有效吸收地震产生的冲击力，适应管道的位移与变形，减少连接部位脱落或泄漏的风险。

2.3 构建完善的抗震监测与预警体系

构建完善的抗震监测与预警体系是提升供燃气管网抗震可靠性的重要保障。首先，扩大监测设备覆盖范围，在管网沿线、重要节点以及地质不稳定区域布设地震监测仪、管道变形监测仪、燃气泄漏检测仪等设备，实现对地震活动、地质环境变化以及管网运行状态的实时监测。其次，建立监测数据整合与分析平台，利用大数据、物联网等技术，对各类监测数据进行实时采集、传输与分析，通过建立的抗震预警模型，及时判断地震对管网的潜在影响，提前发出预警信号，为管网管理部门采取应急措施争取时间。

2.4 健全灾后修复机制，提升应急处置能力

健全的灾后修复机制是保障供燃气管网快速恢复运行的关键。完善应急预案，结合城市地震风险等级与管网实际情况，制定详细的抗震应急预案，明确不同地震强度下的应急响应流程、抢修队伍调度、物资调配方式以及部门协同机制，确保灾后修复工作有序、高效开展。加强应急抢修队伍建设，组建专业的抗震抢修队伍，定期开展针对地震灾害的专项培训与演练，提升抢修人员的专业技能水平与应急处置能力；建立跨区域抢修协作机制，在地震灾害发生时，可快速调动周边地区的抢修力量，形成抢修合力。优化应急物资储备，根据管网规模与地震风险等级，科学确定应急物资的储备种类与数量，在城市不同区域设立应急物资储备点，确保物资能够快速调配到位，满足灾后修复工作的需求。

结语

城市供燃气管网抗震可靠性优化是系统工程，涉及规划、设计等多环节，关乎城市能源与公共安全。当前存在管网规划缺抗震考量、管材与连接抗震差、监测预警不完善、灾后修复机制不健全等问题，影响地震下管网稳定。通过优化规划布局、选优质管材与柔性连接、建完善监测预警体系、健全修复机制，可提升可靠性、减灾害损失。未来需强化抗震理念、加强科技创新，政府、企业、科研机构协同，推动管网抗震水平提升，为构建安全韧性城市基建奠定基础。

参考文献

[1]刘小坛.城市供燃气管网系统的抗震可靠性优化[D].同济大学,2007.

[2] 王莘然 , 张斌 . 城市 燃气管网 DMA 分区 计量 系统泄 漏定 位技术 探究[J]. 石化技术,2025,32(09):426-427.DOI:CNKI:SUN:SHJS.0.2025-09-150.