摘要：对燃气管网的地震破坏等级进行划分，提出了燃气管网地震经济损失的计算方法。

关键词：燃气管网；  地震破坏等级；  经济损失；  地震灾害损失评估

Study on Assessment Technology for Earthquake Disaster Damage to Gas Pipe Network

Abstract: The grade of earthquake damage to gas pipe network is classified. A calculation method of economic loss for gas pipe network from earthquake is proposed.

Key words: gas damage grade；economic damage assessment pipe network；earthquake loss；earthquake disaster

1 概述

地震发生后，对地震灾害损失进行科学地统计和评估，是地震应急救援和决策的基础，也是地震灾区恢复重建的重要依据^[1-2]。燃气系统作为生命线系统中重要的能源供应子系统之一，是维系现代城市功能和区域经济功能的基础设施系统，因此应当对燃气系统地震灾害损失进行正确评估。国内外众多学者对燃气系统的地震灾害进行了较为系统的研究，得到了一系列的研究成果^[3-6]。但对整个燃气系统灾后经济损失的评估研究较少，特别是在实际应用方面的研究成果较少。

汶川地震中，由于缺少震害损失评估的具体方法和统一标准，地震现场的地震灾害损失评估效率低，准确性差，说服力不强，调查结果十分混乱，概念和边界不清楚，现有的研究成果无法满足实际需求。

本文对燃气管网的地震破坏等级划分以及经济损失计算方法进行分析研究，为燃气管网灾害损失评估提供依据。

2 燃气管网地震破坏等级划分

破坏等级划分方法或标准是工程震害科学考察、损失评估以及震害预测等工作的基础，一般是将破坏状态划分为数个等级，各个破坏等级对应不同的破坏状态指标及宏观描述。GB／T 24336-2009《生命线工程地震破坏等级划分》对于管道破坏等级划分是以平均每lo km管道内的泄漏点个数为划分标准：

Ⅰ级：管道受灾程度：管道无破损；燃气系统功能状态：功能正常。

Ⅱ级：管道受灾程度：管道局部出现小漏点，每10 km管道的泄漏点数小于2；燃气系统功能状态：基本正常。

Ⅲ级：管道受灾程度：管道破裂、漏气，每10 km管道内的泄漏点数为2～5；燃气系统功能状态：基本丧失。

Ⅳ级：管道受灾程度：管道断裂并严重泄漏，每10 km管道内的泄漏点数为6～12；燃气系统功能状态：功能丧失，必须大修。

V级：管道受灾程度：每l0 km管道内的泄漏点数超过12；燃气系统功能状态：需要重建。

该划分标准比较适用于长输管道，因为长输管道一般线路简单，且敷设地点相对偏僻，统计每10km燃气管道内的泄漏点数量相对比较容易。而城市燃气管网一般比较复杂，在同一地段可能有多种压力级制的管道，统计每10 km的燃气管道内的泄漏点数量难度很大。

GB／T 24336-2009在供水管道破坏等级划分中引入了供水量下降百分比的规定(例如供水量下降幅度小于10％，则为Ⅱ级；供水量下降幅度达30％，则为Ⅲ级)，考虑可以在燃气管道的破坏等级划分中加以借鉴。但由于燃气系统的特殊性，为避免次生灾害的发生，当发生地震时，首先要关闭或者降压供气，紧急检测及抢修，然后才逐步恢复供气。震后一段时间内，震害较严重地区因用户恐慌而不用气，日供气量会降低。如只采用供气量下降百分比的方法进行破坏等级划分，可能会局部失真。GB／T 24336-2009在输油系统中引入了功能恢复时间的理念，即系统出现故障后，经过一段时间的维护检修，系统功能恢复正常。考虑到燃气管道和输油管道在震害上有一些相似之处，可以在燃气管道中加以借鉴。因此，对于城市燃气管网的破坏等级，我们建议采用统计管网小时供气量下降率、管道破坏处数量以及供气管网功能恢复时问的方法综合评价。具体评价标准如下：

Ⅰ级：燃气管网受灾程度：管道和设备完好，接口和焊缝无损害、无泄漏；燃气系统功能状态：功能正常。

Ⅱ级：燃气管网受灾程度：管道出现泄漏点，每10 km燃气管道内的泄漏点数小于2，管网小时供气量下降10％，管网功能在1 d内丧失；燃气系统功能状态：功能基本正常，需对管网进行维护。

Ⅲ级：燃气管网受灾程度：管道出现接口断裂等破坏现象，每l0 km燃气管道内的泄漏点数为2～5，管网小时供气量下降30％，管网功能在3 d内丧失；燃气系统功能状态：功能基本丧失，需要抢修方可使用。

Ⅳ级：燃气管网受灾程度：管道出现断裂、泄漏，每10 km燃气管道内的泄漏点数为6～12，管道失去输气能力，无法正常运行；燃气系统功能状态：功能丧失，需要大修方可恢复正常功能。

V级：燃气管网受灾程度：管道出现破裂、泄漏，每10 km燃气管道内的泄漏点数超过l2，管道输气功能完全丧失；燃气系统功能状态：功能完全丧失，区域管网需要重建。

3 燃气管网经济损失计算

①燃气管道的易损性分析

易损性分析是燃气系统中土建、管网等设施的地震灾害风险分析的重要环节。震害率(单位长度管道内的破坏处数量)是评价场地地震危险性和管道易损性的综合指标，尤其在某些不便使用更精确的分析方法的情况下，根据某个地震动强度指标判定其震害率是个相对简单适用的方法。因此建议采用管道平均震害率来表述燃气管道的易损性。

管道平均震害率可以通过以下两种方法确定：a.为了获取第一手资料，需要进入现场进行统计，利用现场统计的真实数据，来计算区域内的管道平均震害率，计算结果比较切合实际。b.由于震后现场环境恶劣，通常不具备现场调查的条件，很难进入现场实地统计。在这种条件下，可以根据历史统计数据，结合相关专业技术人员的丰富经验综合评定确定，然后通过后续的统计数据进行修正。

②燃气管网经济损失计算

由于燃气管道分布广，不同区域需要的管材、管径往往不同，因此在计算管道损失时，针对震后被破坏区域，区分不同管径、管材，分别根据破坏区域内的管道长度、单位长度管道内的破坏处数量、管道每处破坏处的维修费用进行综合测算，见式(1)：

Y=LyC    (1)

式中 Y——震后城市燃气管道的经济损失，元

     L——破坏区域内的城市燃气管道长度，km

     Y——单位长度城市燃气管道内的破坏处数量，处／km

     C——城市燃气管道每处破坏处的修复费用，元/处

地震对城市燃气管道造成的经济损失主要体现在灾后修复上，主要包括破路修复费用和管道本体修复费用。根据各地城市燃气公司对震后重建修复工程的统计情况，可以确定城市燃气市政管道每处修复需要破路开挖并修复管道本体的长度，进而根据震后被破坏管道的管径及管道所在区域路面情况，确定各类管径城市燃气管道每处破坏处的破路修复费用标准；其次，根据管道不同管径、不同材质情况，确定各类管径城市燃气管道每处破坏处的管道本体修复费用标准。

震后城市燃气管道每处管道破坏处的修复费用计算公式为：

C=(C₁+C₂)β    (2)

式中 C₁——城市燃气管道每处破坏处的破路修复费用，元／处

     C₂——城市燃气管道每处破坏处的管道本体修复费用，元／处

     β——城市燃气管道修复过程中，可能由于季节、施工难度等因素造成的修复费用调整系数，比如冬季施工或者不利场地施工时，调整系数取l.1，其余取l.0

4 结论与建议

①城市燃气管网的破坏等级划分建议从燃气管道破坏处数量、震后供气管网功能恢复时间以及管网小时供气量下降率3个方面综合考虑，划分为5个等级。

②燃气管网的经济损失评估，建议针对震后被破坏区域，区分不同管径、管材，分别根据破坏区域的管道长度、单位长度管道内的破坏处数量、管道每处破坏处的维修费用进行综合测算。

参考文献：

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[6] 郭恩栋，胡熠文，王滔.燃气管网抗震分析中的阀隔离区搜索算法[J].地震工程与工程振动，2009(4)：A39-A42.

本文作者：陆景慧段洁仪 杨炯 郭艳红 薛海强 赵亮

作者单位：北京市煤气热力工程设计院有限公司