摘要：為了滿足震后生命線工程災害損失評估的需求，在收集整理供熱系統震害資料的基礎上，對供熱管網，管網系統中的設備、管道及附件，管道支吊架及管溝結構進行破壞等級劃分。

關鍵字：供熱管網；  地震災害損失評估；  地震破壞等級

Discussion on Grade Classification of Earthquake Damage to Heat-supply Network

Abstract: In order to meet the demand for disaster damage assessment of lifeline engineering after earthquake，based on the collection and collation of earthquake

damage information，the grade of earthquake damage to heat-supply network，devices，pipe and accessories，pipe hanger，support and pipe trench structure in the network is classified.

Key words: heat-supply network；earthquake disaster damage assessment；earthquake damage grade

1 概述

地震災害損失評估是指地震發生后，對地震災害損失進行科學地統計和估計。地震災害損失評估結果是地震應急救援和決策的基礎，在地震應急中發揮著非常重要的作用，也是地震災區恢復重建的重要依據^[1]。

汶川8.0級地震中，由于缺乏生命線工程和工業企業震害損失調查評估的具體方法和統一標準，地震現場的地震損失調查評估費時費力，得到的結果說服力不強，各有關行業的調查結果十分混亂，概念和邊界不清晰。這表明現行的大震生命線工程及工業企業災害損失評估方法無法滿足實際需求，亟需對現有的地震災害損失評估模型和方法進行補充、修正和完善。

由中國地震局工程力學所牽頭、國內多家科研設計單位參加的“大震生命線工程災害損失評估新技術研究”課題，旨在建立實用的交通、電力、供水、供熱、燃氣、通信等行業以及工業企業大震災害損失評估技術，預期研究成果對提升地震行業可持續發展能力，推進地震科技創新將起到積極的作用。

2 供熱管網震害資料

地震發生后，在嚴寒及寒冷地區的供暖期間，即使供熱系統僅有部分發生輕度或中等程度的破壞，供熱系統的功能也會受到大幅削弱，對人民生活產生嚴重影響；對于采用工業蒸汽作為主要動力的工業企業，供熱系統的破壞將嚴重影響企業的生產恢復。因此，供熱系統的地震防災具有重要意義。

目前可搜集到的供熱管網震害資料較少，下面僅就汶川地震中蒸汽管網及唐山地震中加熱輸油管道的震害情況進行介紹。

①汶川地震中綿陽熱電廠震害情況

在“5·12”汶川特大地震中，綿陽熱電廠建筑物及設備均有不同程度損壞，眾多蒸汽用戶無法正常生產，直至6月14日全部恢復供熱。供熱管網的主要震害情況為：熱電廠供熱外網為DN 500 mm的直埋蒸汽管網，自1993年投運至此次震前的15年時間內，僅更換了6個補償器，但震后l年內便更換了15個，其中震后恢復運行的第l天就更換了1個；直埋蒸汽管網保溫層受地震影響，損壞較嚴重。

②唐山地震加熱輸油管道震害情況口^[2]

秦皇島到北京的加熱輸油管道，全長350 km，管外徑為529 mm，壁厚7 mm，輸送高傾點原油，輸送壓力為6 MPa。管道除跨越外，全部采用直埋敷設，管頂覆土l.2 m左右，一般處于凍土層以下、地下水位以上。管材采用l6Mn鋼，雙面焊螺旋鋼管。材料屈服極限為343 MPa，強度極限為510 MPa。全線采用瀝青防腐絕緣，伴熱保溫，陰極保護。

管道經過唐山地震中7、8、9度地震烈度區的長度分別為l40、50、25 km。管道全線在唐山地震中共4處損壞(第1處位于8度震區，其余3處位于7度震區)：第l處位于距首站約95 km的管道跨越灤河處。此處的管道是支撐在灤河公路橋橋墩上，地震時，該橋倒塌23孔(共35孔)，橋面呈鋸齒起伏，管道拉斷，原油流出，污染了河流。第2處為第一加熱站站內管道，該處直管段出現l處漏油。第3處為第二泵站與第三加熱站之間的過渡段，此處產生了1條皺折，使管道直徑減少了40％，并在皺折部位產生裂縫2處，長度分別為100、200 mm，裂縫最寬為40 mm。第4處位于第二泵站以西6 km，此處管道為l0°水平彎曲，曲率半徑為500 m，地震后在內側發現了4條皺折，間距30 mm，皺折最深處達80 mm，裂口長40 mm，寬度很小。

3 供熱管網地震破壞等級劃分

①供熱管網

GB／T 24336-2009《生命線工程地震破壞等級劃分》對于管道破壞等級的劃分，基本是以平均每10 km管道內泄漏點的個數為劃分標準，其中供水管道增加了供水量下降比例的規定。供熱管道和供水管道在震害上有一些相似之處，當供熱管道的失水率比較大時，管網的供熱能力就會喪失；而且統計每10 km的供熱管道內的泄漏點比較困難，統計管網小時失水率、管道、閥門、補償器的泄漏情況相對簡單。因此，在埋地供熱管網破壞等級劃分時，不建議采用泄漏點的劃分方法，認為采用統計管網小時失水率、管道、閥門、補償器泄漏情況的方法更加簡便可行；對于架空敷設供熱管網，雖然可以以平均每10 km管道內泄漏點的個數為劃分標準，但考慮到一個整體的供熱管網系統，往往會根據不同的工程條件采用不同的敷設方式，因此統一采用統計管網小時失水率、管道、閥門、補償器泄漏情況的方法。

②管網系統中的設備、管道及附件

對于管網系統中的設備、管道及附件，考慮到其應力水平較高，從安全角度出發，認為一旦出現破壞就應該更換；同時考慮到維修難度及費用較高，建議按基本完好、毀壞兩個破壞等級劃分^[1]。基本完好的標準為管網系統中的設備、管道及附件無明顯破損，無滲漏，不影響使用，可以正常供熱；毀壞的標準為有明顯的破損泄漏，管網失水率超過5％，需更換才能繼續使用。

③管道支吊架及管溝結構

對于架空管道，管道支架(墩)結構開裂、傾斜、扭曲、移位、下沉或傾倒，導致管道變形過大或滑落損壞，是造成管網系統震害的主要原因之一。對于管溝敷設管道，管溝結構破壞(如管溝結構接口被拉斷或溝身出現縱橫向裂縫，大量泥沙或地下水涌入管溝)是導致管道損壞的主要原因。對于管道支吊架及管溝結構，按GB／T 24336-2009、GB／T24335-2009《建(構)筑物地震破壞等級劃分》將震害劃分為5個等級是適宜的，5個等級分別為：

Ⅰ級：基本完好，即不加修理繼續使用。

Ⅱ級：輕微破壞，即基本使用功能不受影響，稍加修理可繼續使用。

Ⅲ級：中等破壞，即10％～50％的結構出現明顯裂縫，使用功能受到一定影響，修理后可使用。

Ⅳ級：嚴重破壞，即50％以上的結構有明顯裂縫，裂縫寬度大于0.5 mm，表層脫落，鋼筋外露。使用功能受到嚴重影響，難以修復。

V級：毀壞，即結構中各構件已失去承載能力，鋼筋混凝土構件破壞處的混凝土已酥碎，鋼筋嚴重彎曲，使用功能不復存在，已無修復可能。

4 結論與建議

① 目前供熱系統的震害統計資料較少，無法準確了解不同地震烈度情況下的設備破壞情況，破壞等級的準確劃分尚有一定難度。

②在供熱管網破壞等級劃分時，認為采用統計管網小時失水率、管道、閥門、補償器泄漏情況的方法更加簡便可行。

③對于管網系統中的設備、管道及附件，建議按基本完好、毀壞兩個破壞等級進行震害劃分；對于管道支吊架及管溝結構，按GB／T 24335-2009和GB／T 24336-2009，將震害劃分為5個等級是適宜的。

參考文獻：

[1] 馮謙，張袆，秦小軍，等.汶川8.0級特大地震——德陽生命線工程災害損失評估探討[J].建筑結構，2010，40(增刊)：716-718.

[2] 宋波，黃世敏.圖說地震災害與減災對策[M].北京：中國建筑工業出版社，2008：72-81.

本文作者：段潔儀劉芃 陸景慧