地震紧急处置技术综合分析-环境科学专业论文.docxVIP

中国地震局工程力学研究所硕士论文 中国地震局工程力学研究所硕士论文 第一章 第一章 绪 论 - - PAGE 10 - - - PAGE 13 - 等。这样即使地震到来并对工程结构造成破坏，也可以防止或减轻次生灾害、 事故的发生，减小经济损失和人员伤亡。 图1-1 唐山地震中的轨道变形 生命线工程的地震紧急处置技术在我国尚未得到广泛利用，一些关键问 题尚未得到解决。本文将在燃气管网和高速铁路两种具有代表性的生命线工 程方面，对若干问题进行初步研究，依据紧急处置原理编制燃气管网的地震 紧急处置模拟程序，并对高速铁路紧急处置系统的报警阈值参数给出初步建 议，对生命线工程地震紧急处置系统的开发和利用应该有一定的参考价值。 1.2 生命线工程地震紧急处置系统发展及应用现状 1.2.1 燃气管线地震紧急处置系统 在发达国家、地区的部分城市中，已经建立了一些燃气管网地震紧急处 置系统，有的已在强烈地震中发挥了实际作用，在减轻灾害方面起到了显著 功效。 日本煤气公司已在东京、横滨、大阪等城市设立了燃气管网的地震紧急 处置系统，能够避免或减轻因燃气管道遭到地震破坏而引发的次生火灾。此 系统具体采用的方法如下：在各燃气用户端安置可以感应地震动强度的智能 煤气表，当地震动超过所设阈值时自动进行切断煤气供应；在每个小区调节 阀处安置谱烈度（SI）传感器，当感应到超过所设阈值的地震时自动关闭阀 门；对于中压、高压管线及气源，则由中心本部进行远程控制，当地震来临 时，由本部进行震害预测，通过综合决策制定处置方案，并遥控各控制阀门 进行相应操作[9]。整个系统的组成见图 1-2[50]。在 1995 年阪神大地震中，该 紧急处置系统表现良好，取得了显著效果，尽管煤气管线有上万处破坏，但 因煤气泄漏而造成的次生灾害仅有几十起[9]。阪神大地震后，日本对燃气管 网的地震紧急处置系统更为重视，在原先的地震监测与震害快速评估系统 （ SIGNAL ）的基础上，投入使用加强型的超密集实时地震监测系统 SUPREME（Super-dense Realtime Monitoring of Earthquakes），在东京煤气供 给区域内布设 3800 处新型谱烈度（SI）传感器，地震发生后约 1 小时内对 管线进行遥控切断，大约 20 分钟完成地震信息收集，并具备管线损害预测 功能[50]。 图1-2 东京煤气公司的地震紧急处置系统 图1-3 SUPREME地震传感器配置图 我国台湾大台北煤气公司也在 1999 年采用了日本产的新型谱烈度计， 在不久后遭遇的集集大地震中尽管由于最大谱烈度未达到设定的触发阈值 而未触发应急控制，但仍记录到了完整的地震动波形[16]。 我国是一个地震多发、震害严重的国家，十分关注地震紧急处置技术的 发展，相关的技术与研究已较为成熟，地震观测台网基本已覆盖全国，在大 亚湾核电站、中国石油天然气股份有限公司大连分公司等地区和部门也建立 了地震预警系统，但至今我国大陆尚未建设一个真正的地震紧急处置系统。 虽然国外已经有地震紧急处置系统成功应用的例子，但由于国内外的设施结 构、地震易损性等方面存在的差异较大，直接照搬国外的方案来建设我国地 震紧急处置系统是不现实的，也是困难的[9]。因此，有必要根据我国的地震 特点、我国生命线工程系统的结构特性、地震易损性等资料，来建设符合我 国国情的地震紧急处置系统。对于燃气管网地震紧急处置系统，应结合我国 燃气管线的震害率等特性来制定相关处置标准，采用的相关设备应经济合 理、能够大量推广，最好能与燃气系统现有的日常管理所用的软硬件进行结 合。 1.2.2 高速铁路地震紧急处置系统 日本的高速铁路地震预警系统也十分发达。20 世纪 60 年代，日本在建 设东海道新干线时就已经采用了地震预警技术，最初仅有报警用地震仪进行 地震监测报警，设置的报警阈值为 40Gal，当感应到地震动加速度超过阈值 时，立刻报警并停止向列车供电，使列车减速制动[7]。20 世纪 90 年代，日 本铁道技术研究所研制了紧急地震监测和预警系统 UrEDAS （ Urgent Earthquake Detection and Alarm System），是目前必威体育精装版型的预警系统，它利用 地震 P 波和 S 波信息快速估计地震参数，并结合已有的震害统计数据发布预 警信号。该系统通过单个台站利用 P 波初动即可确定震源参数，能获得更多 的预警时间。日本已在东京地区、青函海底隧道、东海道新干线、山阳新干 线等地布设了近 30 套 UrEDAS 系统[16][41]。UrEDAS 系统开始应用后，又沿 海岸线增设了一系列 P 波监测点，以便及时得知海中发生的地震，并设立中 继服务器，以将地震参数发送到铁路系统所在位置[33]。2