中国城市地下生命线工程的现状调查与分析
非开挖技术２００７拄
图１北京东三环路京广桥东南角辅路塌陷事故
图２广州自来水管爆裂立交桥底顿成一片汪洋
但是，目前我国各地地下供水管道”跑、冒、滴、漏”造成的水资源浪费损失惊人。以全国最大的工业城市上海为例，目前全市日供水量为６００万吨，如果将其洪水管道的漏失率降低一半，每日就节水近１００万吨。根据建设部组织进行的全国范围的供水管网普查，我国城市供水管网漏损状况已呈逐年增加趋势。按照国家规范，城市供水管网漏失率一般应控制在１２％左右。目前，我国多数城市供水管网漏失率超过２０％，一些北方城市供水管网漏失率甚至达到４０％，这已远远超过１２％的国家控制标准。
近年来，随着武汉市城市建设速度的加快，一遇用水高峰期，许多地方便出现供水紧张的状况；另外，江城相当一部分管道超期服役，经常出现漏水、爆管现象。据统计，武汉市供水管道使用年限达５０年以上的，有１０００余公里，公共供水管网漏失率约为２０％，以日供水能力为２００万吨计算，一天漏掉的水就有４０万吨，一年（按３６５天计算）则漏失１４６００万吨水，武汉市城市供水的最低价格为１．９元，所以，因管道漏失造成武汉市每年直接经济损失约为２．８亿元人民币，当然这还没有计算因管道事故造成的其他间接经济损失和对环境、社会的负面影响等。
大连市也同样存在严重的城市供水流失问题。据介绍，根据国家建设部标准测定，该市目前管道漏失率达１８％，如按现在该市每天实际供水量８３万吨计算，每天将流失约１５万吨的水，一年将有５０００万吨宝贵的水资源白白流失掉。这不仅限制了城市供水事业的发展，也给安全供水带来严重的威胁。治漏已经刻不容缓！为了发动社会力量找漏，节约每一滴宝贵的水资源，供水部门向社会推出了报漏有奖制度，凡是第一个发现漏点并及时报漏者，将奖励８０元，仅去年一年就有市民报漏４３０次，共奖励３．４万元。’
２管道事故频发，经济损失巨大除了供水管网之外，城市污水管道、燃气管道也都存在着严重老化问题，时常因为管道的老化，发生自来水管道爆裂、煤气管道泄漏爆炸、污水四溢等危害和影响人民生活的事故。据统计数字显示，全国每年因地下管线事故造成的直接经济损失约５０亿元，间接经济损失约４００亿元。
中国太平洋财产保险股份有限公司”管道爆裂风险保障”列入其”安居自组式家庭财产综合保险条款”，由于管道（特指自来水管、暖气管、排水管和排污管）爆裂造成保险财产的损失，保险人负责赔偿。３地下生命线的先天缺陷
首先，部分管线由于长期运行，腐蚀严重；有３５％左右的管网在带病运行；管材质量低，靠不断维护维持。其次，混凝土管标号偏低，相当数量的管材厂家产品质量低劣，抗渗抗压等主要指标达不到要求。据北京市技术监督局１９９８年４月对北京市的水泥管材厂家进行抽测检查，５０％的厂家在管材抗渗抗压等主要指标方面不合格。最后，管道的结构设计落后。北京的雨污水管９８％以上是刚性连接的平口管和企口管，这种连接方法存在两个大问题：一是不能承受较大地震的冲击，二是很难抗得住地基的沉降。
虽然，关于管线具体使用寿命，还无具体的行业规定，一般业内人士认为应该在５０年左右。”不过现在一些能达到３０年的就不错了。特别是２０００年前
各个城市大量使用的混凝土管确实存在隐患。”
第２４卷第２￣３期马保松曾聪杨晨光：中国城市地下生命线工程的现状调查与分析１６１
图３管道爆裂致使少林寺千年塔林２０余座古塔
出现倾斜、裂缝
４并不可靠的“生命线”
城市生命线系统是保证城市生活正常运转最重要的基础设施，任何环节滞后或失灵都可能导致整个城市瘫痪。它们应该随时做到后备充足、灵活应变。但现状是，多数城市的”生命线”缺乏自我保障能力。大都市生命线系统的脆弱性往往会在遇到自然灾害是加重灾情。地震毁坏了城市供水网，只能任凭大火助纣为虐。地震后公路、铁路、电话中断，具有自动化功能但缺乏备灾适应性的生命线系统处处受阻，全线处于”死亡”状态。中国交通运输系统工程学会副理事长张国伍教授说，以其应有功能来衡量，我国多数城市连”健康”都算不上，更不要说防灾了。
总之，地下生命线工程对城市的繁荣和发展起着十分重要作用，它的角色相当于城市的血脉，堵塞、渗漏、腐蚀、因受外力而破损…．．其中任何”病状”，都会影响城市的正常运转。北京京广桥附近由于排水管道渗漏引起的道路塌陷；广州市荔湾区南岸路地下供水主管道发生爆裂；上海番禹路和打虎山路一天之中因施工两次挖断煤气管道，给居民生活带来极大不便和严重的经济损失。重庆三峡因排水管渗漏，加重三峡库区污染…一城市地下管线引发的事故，时时敲响警钟，城市管网的”健康”引起相关部门以及众多专家的关注，城市生命线工程的灾变机理以及安全评价和防治技术研究迫在眉睫。
５国内外生命线工程相关研究的进展概况
生命线工程系统抗震可靠性研究的基本目的是
图４话安自来水管道爆裂６００米路面变黄河
为大规模区域电力系统、城市供水、供气系统以及大型工业系统的抗震设防、抗震设计与改造提供基础理论与技术支持工具。在他们的研究中：发展了大规模生命线工程网络抗震可靠度分析方法，建立了工业生产系统抗震可靠性分析技术，进行了大规模区域电力系统的抗震可靠性分析和生命线工程复合系统地震灾害模拟与系统控制。
国内外对城市生命线工程的研究主要集中在其抗灾可靠性研究领域。国内主要是以同济大学李杰教授为首的研究群体，李杰教授建立了城市地震灾场控制研究的总体框架；提出了城市地震灾场仿真理论与算法，仿真分析能力达到了覆盖４０平方公里区域范围内生命线工程的水平。通过李杰教授的工作，初步形成了较为系统的城市地震灾场模拟与系统控制的理论框架，为土木工程防灾从结构层次走向系统层次的研究拓宽了道路。地震灾场模拟与控制理论研究成果先后应用于３个大、中型城市的生命线工程改造之中。
国外则是美国康奈尔大学的Ｔ．Ｄ．０７Ｒｏｕｒｋｅ教授（美国工程院院士）为首的课题组都做出了较大成绩。另外，由美国康奈尔大学Ｈ．Ｅ．Ｓｔｅｗａｒｔ教授主持的美国自然科学基金会（ＮＳＦ）资助的研究课题，对地震引起的地层变形对生命线工程的影响进行了模拟和定量研究。这一研究结果对于系统研究和评价地下生命线工程的运行状况、重大生命线工程的使用寿命和使用极限进行定量分析、生命线工程的设计和施工、研究地下生命线工程的灾变机理等，都将具有重要的参考意义。
虽然我国在城市地下生命线工程灾变机理及综
合评价防治技术研究等方面开展的研究和工作还不
中国城市地下生命线工程的现状调查与分析
作者：马保松， 曾聪， 杨晨光
作者单位：中国地质大学(武汉)工程学院,武汉,湖北,430074本文链接：https://www.docsj.com/doc/0512430337.html,/Conference_6358699.aspx