生命線工程

“生命線工程”是指對(duì)社會(huì)生活、生產(chǎn)有重大影響的交通、通信、供水、排水、供電、供氣、輸油等工程系統(tǒng)。（《破壞性地震應(yīng)急條例》）

“生命線工程”（Lifeline Engineering）在《工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中的解釋是：與人們生活密切相關(guān)，且地震破壞會(huì)導(dǎo)致城市局部或全部癱瘓、引發(fā)次生災(zāi)害的工程，如供水、供電、交通、電訊、煤氣等。

同濟(jì)大學(xué)的李杰教授早于1990年提出“生命線工程”的研究。主要支持背景是國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體研究計(jì)劃項(xiàng)目“城市重大工程防災(zāi)的科學(xué)問題研究”。生命線工程是維系現(xiàn)代城市功能與區(qū)域經(jīng)濟(jì)功能的基礎(chǔ)性工程設(shè)施系統(tǒng)，其典型對(duì)象包括區(qū)域電力系統(tǒng)、城市供水、供氣系統(tǒng)以及現(xiàn)代大規(guī)模工業(yè)系統(tǒng)。本梯隊(duì)生命線工程研究在下述層面上展開：

1）大尺度地震動(dòng)場(chǎng)的作用機(jī)理與數(shù)值模擬；

2）大型復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的分析、建模與可靠度評(píng)價(jià)；

3）大規(guī)模生命線工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗災(zāi)可靠性分析與優(yōu)化理論；

4）城市生命線工程復(fù)合系統(tǒng)的災(zāi)害響應(yīng)計(jì)算機(jī)仿真與系統(tǒng)控制。

一）“生命線工程”具有共性的基本特征之一是它們大多以一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的形式存在，且在空間上覆蓋一個(gè)很大的區(qū)域范圍，如高壓輸電網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)、城市供水管網(wǎng)等等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能不僅與組成系統(tǒng)的各個(gè)單元的功能密切相關(guān)，而且與各個(gè)單元之間的聯(lián)系方式(主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣?密切相關(guān)。這種共性特征使得對(duì)于生命線工程的考察與分析必須借助于系統(tǒng)分析的手段進(jìn)行。

二）“生命線工程”的第二個(gè)顯著特征是各類生命線系統(tǒng)都是由一批工程結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，工程結(jié)構(gòu)是生命線工程系統(tǒng)的客觀載體。例如：在電力系統(tǒng)中，存在電廠主廠房、高壓輸電塔、各類變電站建筑等等，即使是高壓輸電設(shè)備(如各類電容互感器、絕緣子、斷路器等)，也可以視為是一類工程結(jié)構(gòu)；在城市供水系統(tǒng)中，存在供水泵房、水處理水池、輸水管線等各類工程設(shè)施；其他如交通系統(tǒng)中的道路與橋梁、通信系統(tǒng)中的樞紐建筑與通信設(shè)備，無一不具有工程結(jié)構(gòu)的基本特征。生命線工程系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)稱為生命線工程結(jié)構(gòu)，其抗災(zāi)性能、健康狀態(tài)、耐久性等是決定生命線工程系統(tǒng)能否良好地發(fā)揮功能的重要因素。

三）“生命線工程”的第三個(gè)顯著特征是不同類型的生命線工程系統(tǒng)在功能上往往具有耦聯(lián)性，如電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的良好與否可以影響到城市供水系統(tǒng)正常功能的發(fā)揮，交通系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)功能是否正常可能影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等。在強(qiáng)烈災(zāi)害發(fā)生時(shí)(如強(qiáng)烈地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害等)，這種耦聯(lián)作用甚至更加顯著和廣泛。

新華社甘肅成縣8月22日電（記者 吳明軒）甘肅隴南暴雨洪水災(zāi)害重災(zāi)區(qū)成縣采取多項(xiàng)措施，確保受災(zāi)群眾得到妥善安置，全力恢復(fù)道路等基礎(chǔ)設(shè)施，災(zāi)后“生命線工程”取得了新的進(jìn)展。

8月12日凌晨，成縣遭遇有氣象記錄以來最強(qiáng)降雨，黃渚鎮(zhèn)3小時(shí)降水量達(dá)141毫米。暴雨引發(fā)了山體滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害，大量房舍被淹，七百多公頃耕田被毀，道路、通信、水電等設(shè)施受損嚴(yán)重。截至8月21日，23人在洪災(zāi)中遇難，15人失蹤。

21日，記者在受災(zāi)最嚴(yán)重的成縣黃渚鎮(zhèn)一戶人家看到，房屋中的淤泥厚達(dá)一米多，院子里一片狼藉，幾件家具散落在地。這家主人王誠(chéng)說：“家里的東西幾乎全被沖走了，廚房里4000斤麥子還埋在泥里?！?

由于成縣的工礦企業(yè)主要在黃渚鎮(zhèn)，這次暴雨洪水災(zāi)害也給成縣的工業(yè)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)成縣副縣長(zhǎng)武冰介紹，成縣17戶規(guī)模以上企業(yè)因?yàn)?zāi)停產(chǎn)16戶。同時(shí)，22座尾礦庫(kù)出現(xiàn)了不同程度的險(xiǎn)情。

成縣縣委書記岳金林介紹說，成縣已經(jīng)設(shè)立了3個(gè)集中安置點(diǎn)，能夠接受200戶無房群眾。并且，政府為集中安置群眾提供的基本生活用品于21日全部配齊?！懊繎羰転?zāi)群眾還將領(lǐng)到200元現(xiàn)金?！痹澜鹆终f。

此外，成縣還為遇難人員家屬提供8000元的撫恤慰問金，受傷的群眾都被安排至縣城和蘭州的醫(yī)院進(jìn)行治療。

記者在黃渚鎮(zhèn)看到，黃渚鎮(zhèn)主街已經(jīng)全部疏通，車輛可雙向通行。受災(zāi)地區(qū)的商貿(mào)金融也在逐漸恢復(fù)，一些店鋪、銀行陸續(xù)營(yíng)業(yè)。農(nóng)行成縣支行廠壩分理處營(yíng)業(yè)部主任楊國(guó)寶告訴記者，對(duì)于辦理因?yàn)?zāi)掛失業(yè)務(wù)的群眾，免收手續(xù)費(fèi)用。

與此同時(shí)，成縣在道路、通信水電等基礎(chǔ)設(shè)施的搶修也有了明顯的進(jìn)展。岳金林介紹說：“全縣因?yàn)?zāi)停電的8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)恢復(fù)供電。出入黃渚鎮(zhèn)的三條道路中，兩條已經(jīng)搶通，黃渚鎮(zhèn)和周邊幾處村舍的供水得到解決，三大通信運(yùn)營(yíng)商在黃渚鎮(zhèn)的信號(hào)已經(jīng)正常。此外，對(duì)群眾安全造成威脅的小嶺溝、黑譚溝等臨時(shí)河道的疏浚進(jìn)展良好?！?

岳金林表示，受災(zāi)群眾的安置以及基礎(chǔ)設(shè)施的恢復(fù)都是災(zāi)后成縣的“生命線工程”，需要進(jìn)一步加強(qiáng)和推進(jìn)?！斑@些工程的進(jìn)展，對(duì)我們今后的恢復(fù)和重建具有很大的幫助?！痹澜鹆终f。

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隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，中國(guó)目前已經(jīng)走出了經(jīng)濟(jì)短缺的時(shí)代，無論國(guó)民生產(chǎn)總值還是鋼產(chǎn)量都已有了飛躍式的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展了，許多觀念和做法也必須以相應(yīng)的速度更新和提高。

出現(xiàn)的不重安全只重奢華的普遍傾向也需扭轉(zhuǎn)，比如，對(duì)于住宅建筑，后期的裝修越來越講究，費(fèi)用占總造價(jià)的比例越來越大，在主體結(jié)構(gòu)的建造中多用一點(diǎn)鋼對(duì)房屋的總造價(jià)影響并不大，但可以獲得堅(jiān)固得多的住房。

比如1976年唐山地震以后，抗震研究熱了一個(gè)時(shí)期，后來就冷清多了?？拐鹪O(shè)計(jì)研究的立項(xiàng)很困難，抗震需要的是百年大計(jì)，這項(xiàng)工作必須持之以恒，不斷積累。

汶川地震破壞性超過唐山地震

按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。建筑抗震設(shè)防的目標(biāo)是：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損失或者不需要修理可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或者不需要修理仍然可以繼續(xù)使用，當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)計(jì)的罕遇地震影響時(shí)，不至于倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。

從汶川地震導(dǎo)致大面積房屋和其他重要設(shè)施倒塌、損壞的情況看，沒有較好的實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)，不能一味強(qiáng)調(diào)地震的罕遇級(jí)別，更應(yīng)該反思的是：對(duì)于造成的損失，除地震本身級(jí)別較高外，建筑質(zhì)量問題應(yīng)是一個(gè)重要因素，還應(yīng)考慮抗震設(shè)防等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是否不再適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生命安全保障的要求。

這次地震，給人印象最深也是最令人沉痛的是大量學(xué)校建筑的倒塌、醫(yī)院的倒塌導(dǎo)致的生命損失。所以，對(duì)于醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)、影劇院、賓館甚至住宅樓等人員集中居住和活動(dòng)的生命線工程，建議提高抗震等級(jí)。對(duì)于大型或重要建筑宜按“抗震性能設(shè)計(jì)”方法，適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)，在設(shè)防烈度地震作用下結(jié)構(gòu)不發(fā)生屈服。同時(shí)，有些建筑的加固可采用隔震減振技術(shù)。

“生命線工程”涉及到維持城市生存功能系統(tǒng)和對(duì)國(guó)計(jì)民生有重大影響的工程，亦即城市生命線工程。城市生命線工程主要包括：

1）交通工程，如鐵路、公路、港口、機(jī)場(chǎng)；

2）通訊工程，如廣播、電視、電訊、郵政；

3）供電工程，如變電站、電力樞紐、電廠；

4）供水工程，如水源庫(kù)、自來水廠、供水管網(wǎng)；

5）供氣和供油工程，如天然氣和煤氣管網(wǎng)、儲(chǔ)氣罐、煤氣廠、輸油管道；

6）衛(wèi)生工程，如污水處理系統(tǒng)、排水管道、環(huán)衛(wèi)設(shè)施、醫(yī)療救護(hù)系統(tǒng)；

7）消防工程等等。這些生命線工程必須具備足夠的抗震能力、靈活的反應(yīng)能力和快速的恢復(fù)能力。

本圖集包含供電、供水、交通、燃?xì)狻⑼ㄐ藕退壬€工程典型震害，給出了生命線工程震害發(fā)生的詳細(xì)地址、地震烈度（工程場(chǎng)址或設(shè)施設(shè)備所在地的地震烈度）、破壞等級(jí)和震害現(xiàn)象描述，可為地震現(xiàn)場(chǎng)工作及相關(guān)培訓(xùn)學(xué)習(xí)提供參考。圖集可以幫助我們深化認(rèn)識(shí)生命線工程震害特點(diǎn)和規(guī)律性，促進(jìn)廣大防震減災(zāi)的科技人員不斷完善生命線工程防震減災(zāi)技術(shù)，提高生命線工程的抗震能力，從而減小災(zāi)害損失。同時(shí)，圖集還會(huì)時(shí)時(shí)警示人們記住地震災(zāi)難給我們帶來的教訓(xùn)，積極宣傳正確的防震減災(zāi)知識(shí)，積極參與防震減災(zāi)演練，從而有效地減輕地震災(zāi)害造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

前言

第一章 緒論

1.1 區(qū)域與城市生命線工程系統(tǒng)

1.2 地震災(zāi)害與生命線工程

1.3 生命線工程抗震研究中的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題

1.4 本書基本內(nèi)容

第二章 地震危險(xiǎn)性分析基礎(chǔ)

2.1 概述

2.2 不確定性要素及其反映

2.3 地震危險(xiǎn)性分析方法

2.4 地震危險(xiǎn)性分析方法的發(fā)展

第三章 工程場(chǎng)地地震動(dòng)分析

3.1 概述

3.2 工程場(chǎng)地震動(dòng)分析的一維波動(dòng)理論

3.3 工程場(chǎng)地地震動(dòng)分析的二維波動(dòng)數(shù)值模擬

3.4 工程場(chǎng)地隨機(jī)波動(dòng)分析

3.5 隨機(jī)介質(zhì)場(chǎng)地地震隨機(jī)場(chǎng)分析

第四章 地下管線抗震性能分析

4.1 地下管線的震害及其影響因素

4.2 地下管線的地震反應(yīng)分析

4.3 地下管線抗震可靠懷分析

第五章 工程結(jié)構(gòu)抗震分析

5.1 結(jié)構(gòu)分析模型

5.2 確定性結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析

5.3 隨機(jī)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析

5.4 基于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的結(jié)構(gòu)抗震可靠性分析

第六章 工程網(wǎng)絡(luò)抗震可靠性分析（1）——連通可靠性

第七章 工程網(wǎng)絡(luò)抗震可靠性分析（2）——功能可靠性

第八章 復(fù)合生命線工程系統(tǒng)

第九章 區(qū)域電力系統(tǒng)抗震可靠性分析

第十章 城市供水系統(tǒng)抗震可靠性分析

第十一章 城市交通系統(tǒng)抗震可靠性分析

第十二章 城市地震災(zāi)場(chǎng)的模擬與控制

附錄 布爾代數(shù)基本知識(shí)

參考文獻(xiàn)2100433B

公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)被地震摧毀會(huì)造成交通中斷；通訊設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被地震破壞會(huì)造成信息災(zāi)難；

生命線工程破壞：

城市中與人民生活密切相關(guān)的電廠、水廠、煤氣廠和各種管線被破壞會(huì)造成大面積停水、停電、停氣；衛(wèi)生狀況的惡化還能造成疫病流行，等等2100433B