并行埋地敷設管道安全性影響評估技術(shù)研究

董紹華 彭東華 邸鑫 張河葦

中國石油大學(xué)（北京）

摘要：管道運輸系統是現代重要的運輸系統之一，已經(jīng)普遍應用于現代工業(yè)生產(chǎn)、城市建設以及社會(huì )各個(gè)領(lǐng)域。管道運輸是陸地輸送天然氣主要方式。我國中西部地區地形復雜，管道走廊用地緊張，多條管道不可避免的需要并行敷設，而且在以后的管道建設中，并行敷設管段還要增加，因此就，解決并行管道建設、生產(chǎn)運行等方面面臨的問(wèn)題，及時(shí)開(kāi)展風(fēng)險評價(jià)是非常必要。本文通過(guò)對管道泄漏工況的分析，模擬管道爆炸初始TNT爆炸當量，采用ANSYS -Autodyn軟件對管道爆炸沖擊進(jìn)行數值模擬，結合1016mm管道敷設工況，確定物理模型參數，分析不同并行間距下埋地天然氣爆炸對并行管道的沖擊破壞效應，提出并行管道安全間距，確定其合理范圍，同時(shí)評價(jià)一條管道發(fā)生失效時(shí)對另一條管道的影響，通過(guò)并行管道的安全評價(jià)，可為管道運營(yíng)和維護提供有力的幫助。

關(guān)鍵詞：天然氣管道 并行 風(fēng)險 評估 模型

1、前言 

管道敷設方式一般采取單根管道埋地的獨立敷設方式，但隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展和地理環(huán)境的限制，路由緊張局面必須采取并行敷設和同溝敷設，國外俄羅斯長(cháng)輸油氣管道采取并行的工程實(shí)例較多，其中有著(zhù)名的俄羅斯中亞-中央輸氣管道，一線(xiàn)建于1967年，到1976年，四線(xiàn)建成。中亞-中央輸氣管道主要有四條，主要負責莫斯科的天然氣輸送。線(xiàn)路平均長(cháng)度達到2800多公里^[1]。

近年來(lái)，我國探明天然氣儲量持續增長(cháng)。因天然氣是一次性能源中相對清潔的產(chǎn)品，消費規模也迅速擴大。新增探明儲量主要位于鄂爾多斯、塔里木、準噶爾盆地及四川盆地。管道敷設也從單根管線(xiàn)發(fā)展到多條管線(xiàn)并行敷設、聯(lián)合運行的局面。陜京二線(xiàn)和三線(xiàn)并行段達到460公里以上，途徑很多地形復雜區域，有的地段間距不足5米，具有極高的施工難度和巡線(xiàn)難度。

中亞輸氣管道并行敷設，兩管直徑均為1067mm，管線(xiàn)經(jīng)過(guò)土庫曼-烏茲別克斯坦-哈薩克斯坦后到達中國邊境霍爾果斯，目前該項目正在實(shí)施中，線(xiàn)路全長(cháng)為1818km。

除此以外，輸油管道也有并行敷設的情況。例如，目前西氣東輸二線(xiàn)在新疆、甘肅和寧夏境內分別與已建的獨鄯成品油管道、西部管道和西氣東輸一線(xiàn)長(cháng)距離并行敷設，同時(shí)還要考慮與正在規劃的獨烏鄯原油管道，鄯烏輸氣管道，西氣東輸三線(xiàn)等管道并行。此外，慶鐵線(xiàn)與慶鐵復線(xiàn)（八三管道）也是并行敷設，管道起點(diǎn)為大慶市林源，終點(diǎn)為鐵嶺輸油站，全長(cháng)516.34km。 

 埋地管道不同于地上管道，其發(fā)生失效后泄漏引發(fā)管道爆炸的幾率遠低于地上管道。但由于土壤對爆炸空間的限定，埋地管道發(fā)生爆炸后，爆轟現象形成的沖擊波受到土壤持續反射作用，沖擊波超壓迅速上升，比地上管道爆炸的產(chǎn)生的沖擊波超壓高一個(gè)數量級。但由于土壤對沖擊波壓力和沖量的傳遞比空氣慢，因此沖擊波對并行管線(xiàn)的破壞是一個(gè)緩慢的過(guò)程。隨著(zhù)并行間距的增加，爆炸能量逐漸被土壤吸收，沖擊波對并行管線(xiàn)的破壞能力也迅速下降。因此，埋地管道爆炸與地上管道爆炸相比，其對并行管線(xiàn)的破壞程度、作用時(shí)間、變形規律存在很大差異。

國內有關(guān)設計標準規定了管道并行間距為6米^[1-2]，并行管道的間距是否符合風(fēng)險后果的要求，需要建立分析模型和力學(xué)仿真得到。

本文采用有限元仿真模擬的方法，基于管土作用的TNT爆炸當量爆破沖擊能量守恒原理，合理確定邊界，解決并行管道安全間距問(wèn)題，建立了量化有限元模型，使用現代爆炸力學(xué)大型有限元分析系統仿真技術(shù)，確定并行管道間距的合理范圍，同時(shí)評價(jià)一條管道發(fā)生失效時(shí)對另一條管道的影響，通過(guò)并行管道的的定量化安全評價(jià)，可為管道的安全運營(yíng)和入場(chǎng)維護提供技術(shù)支持。 

2  并行管道數學(xué)模型

2.1 有限元模型

采用Autodyn軟件對管道爆炸沖擊進(jìn)行數值模擬。結合1016mm管道敷設工況，確定物理模型參數，分析不同并行間距下埋地天然氣爆炸對并行管道的沖擊破壞效應。

管道泄漏時(shí)間取=180s，轉化為TNT當量=25.74kg。初始化TNT當量球，取半徑156mm。建立二維楔形TNT爆炸模型：156mm1000mm，計算時(shí)間0.25ms�？諝獠牧�Air（Ideal gas），管線(xiàn)材料Steel1006和Steel4340和，TNT材料狀態(tài)方程JWL，土壤材料選用CONC-35MPA，其狀態(tài)方程為P-alpha，強度模型為RHT-concrete，GAS材料基于AIR材料本構模型修改密度和內能。

總體物理模型設置為：兩個(gè)內徑1197mm的管道并行放置在土壤中，埋深=1.5m。土壤除頂部與空氣接觸外，其余5面默認為無(wú)限邊界。兩個(gè)管道與土壤水平方向的邊界距離均保持=2m。兩管道中心間距分別設置為2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m，其中一個(gè)管道以等當量TNT球代替，見(jiàn)圖2.1。

 

 

圖2.1 物理模型示意圖

 

為提高計算效率，選取建立1/2管道、1/2土壤和1/4TNT球物理模型。在Workbench中建立（4m+）2m2m的土壤模型，并在管道位置預留兩個(gè)圓柱孔洞。建立Pipeline模型和Gas模型，填充進(jìn)土壤圓柱孔洞中，設置接觸對。

 

圖2.2 workbench埋地管道模型

 

將上述空間模型通過(guò)Explicit Dynamics模塊導入Autodyn軟件，確定Grid、Ini.Cond條件和邊界條件，修正GAS材料狀態(tài)方程參數和強度模型參數。添加Air和TNT材料，建立Space的Euler-FCT模型，覆蓋整體土壤模型。將計算后的二維楔形TNT爆炸模型remap導入Space模型。球心坐標選取原爆破并行管線(xiàn)的軸心。

 

 

圖2.3 空間模型示意圖

 

2.2 邊界條件及接觸

土壤模型除地表表面外，其余5面為半無(wú)限體，均設置為Flow out邊界。土壤地面添加=0m/s約束。管道內壓為6MPa，=0端軸向位移=0m/s，見(jiàn)圖2.4。

接觸對的設置同時(shí)考慮管道內部與Gas、外部與空氣的接觸。此處設置內部接觸對為trajectory接觸，保證能量守恒和動(dòng)量守恒，并隨時(shí)跟蹤模型中節點(diǎn)與面的接觸。設置外部接觸為流固耦合，保證能量傳遞的準確性。

 

  

 圖2.4 邊界條件 

為跟蹤管道管壁位移量和速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系，需要在管道模型上添加一定數量的Gauge點(diǎn)，其位置極坐標以軸為原點(diǎn)，每隔45°選取一系列Gauge點(diǎn)，見(jiàn)圖2.5。 

 

圖2.5 Gauge點(diǎn)分布圖 

3 計算結果分析

由于埋地管道同時(shí)受管道爆炸和土壤變形擠壓作用，容易產(chǎn)生大變形破壞甚至出現管道壓裂現象。因此對埋地管道的失效分析不同于地上管道，須根據管道的被破壞形式分為壓裂失效和大變形破壞兩大部分。下面分別展示并行間距2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m的埋地管道受爆炸沖擊的最終計算結果，分別探討其破壞規律。

3.1 并行間距2m

該物理模型中的gauge點(diǎn)分布如下圖所示， 

 

圖3.1    2m并行間距管道Gauge點(diǎn)分布圖 

各系列Gauge點(diǎn)隨時(shí)間推移所受沖擊壓強及積分變化變化曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖3.2�？傆嬎銜r(shí)間為160ms。埋地管道發(fā)生爆炸時(shí)，近爆炸源土壤發(fā)生液化現象，沖擊超壓直接透過(guò)土壤傳遞給近距離并行管線(xiàn)，管道同時(shí)受爆炸超壓和土壤塑性變作用，發(fā)生大變形甚至破裂失效。

圖3.2  2m并行間距各系列Gauge點(diǎn)壓強曲線(xiàn)圖 

由圖3.2可看出，管道Z=0端所受沖擊超壓依舊大于管道Z=2m端，即管道遠離爆炸源部位所受超壓大于靠近爆炸源部位，這一點(diǎn)與地上管道一致，均是由沖擊波在傳遞過(guò)程中發(fā)生折射、振蕩造成的。

系列Gauge點(diǎn)中均以管道尾端Gauge點(diǎn)所受壓強最大，且振蕩最明顯。故表1數值只用來(lái)代表各系列Gauge點(diǎn)所受沖擊壓強數量級，具體數值只做參考.

表1   Gauge點(diǎn)所受沖擊壓強超壓最值表

 其各系列Gauge點(diǎn)總位移最大值見(jiàn)表2。由上圖觀(guān)測到，管道最大變形位置為各Gauge points系列的起始點(diǎn)，所以Gauge點(diǎn)位移最值均選取各Gauge points系列起始點(diǎn)的位移值。另外，管道上各探測點(diǎn)的位移變化曲線(xiàn)呈波動(dòng)現象，并非持續增長(cháng)，因此這里的總位移最大值只作為探測點(diǎn)總變形量的一個(gè)參考值，與最終變形量無(wú)直接關(guān)系。 

表2  Gauge點(diǎn)總位移最大值

 觀(guān)察圖3.2，埋地管道所受沖擊壓力較于地上管道顯得非常平穩，與地上管道所受沖擊超壓的在正負壓之間循環(huán)波動(dòng)的特征完全不同。各Gauge points系列點(diǎn)所受沖擊壓力變化曲線(xiàn)特征明顯，除每個(gè)Gauge點(diǎn)系列的第一點(diǎn)、第二點(diǎn)依舊呈正負相波動(dòng)外，其余探測點(diǎn)波動(dòng)幅度的正相負相界限明顯。這說(shuō)明埋地管道所受沖擊壓強不僅包含爆炸沖壓，還包含土壤變形對它的擠壓力。

表3.2中，Gauge點(diǎn)6的位移達527mm，為管道變形最大點(diǎn)，管道第二大變形位置為管道正面靠近頂部的部位，即與管道正對爆炸源位置呈逆時(shí)針45°夾角處。管道背面變形量整體小于正面變形量，最大值僅為155mm。管道受沖擊載荷狀況見(jiàn)下圖3.3。

圖3.3  管道受沖擊變形過(guò)程 

當埋地管道并行間距為2m時(shí)，管道爆炸對并行管道的沖擊破壞效應是巨大的，會(huì )迅速引起管道破裂失效。其變形原理為：爆炸源產(chǎn)生的高強度沖擊波對周邊土壤產(chǎn)生振動(dòng)液化，形成爆破漏斗。土壤持續受振動(dòng)沖擊產(chǎn)生塑性變形，該變形延伸至并行管線(xiàn)周?chē)�，對管道正面進(jìn)行擠壓，導致管道水平方向上繼續大幅變形。管道背面土壤受漏斗擠壓密度增大，結構趨于穩定，導致管道背面變形遠小于正面，最終引起管道破裂。變形規律為：管道起始變形位置為正面Gauge點(diǎn)1~5部位，之后該部位持續凹陷。管道頂部和底部不斷向外延伸，管道背面受土壤作用不發(fā)生大形變。最終管道呈被壓裂狀態(tài)，破裂位置為管道頂部和底部，與最大變形位置相垂直。

3.2 并行間距3m

該物理模型中的gauge點(diǎn)分布如下圖所示，其詳細位置坐標見(jiàn)附錄P。

 

 

圖3.4   3m并行間距管道Gauge點(diǎn)分布圖

各系列Gauge點(diǎn)隨時(shí)間推移所受沖擊壓強及積分變化變化曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖3.4。由前面知，埋地管道受近距爆炸沖擊產(chǎn)生實(shí)效現象的時(shí)間在100ms以?xún)�，這里選擇計算時(shí)間為160ms。埋地管道發(fā)生爆炸時(shí)，近爆炸源土壤發(fā)生液化現象，沖擊超壓直接透過(guò)土壤傳遞給近距離并行管線(xiàn)，管道同時(shí)受爆炸超壓和土壤塑性變作用，發(fā)生大變形甚至破裂失效。

圖3.5   3m并行間距各系列Gauge點(diǎn)壓強曲線(xiàn)圖 

圖3.5 中管道遠離爆炸源部位所受超壓大于靠近爆炸源部位，系列Gauge點(diǎn)中均以管道尾端Gauge點(diǎn)所受壓強最大，且振蕩最明顯，不能代表引起管道大變形的實(shí)際超壓值，這里只選取Z=2m端即近爆炸源端的Gauge點(diǎn)分析。下表為各Gauge points系列起始點(diǎn)的超壓最值表。

                             表3 Gauge點(diǎn)所受沖擊壓強超壓最值表

 

圖3.6 管道受沖擊變形過(guò)程 

圖3.6所示，管道破裂位置與前面理論位置一致。說(shuō)明埋地管道并行間距為3m時(shí)，管道爆炸雖然不能對并行管線(xiàn)產(chǎn)生直接的超壓破壞，但爆炸引起的周?chē)�土壤塑性變形�?huì )直接擠壓管道引起管道整體沿X軸方向移動(dòng)，管道正面變形量遠大于管道背面，導致管道正面斜上、斜下部位為相對變形量最大部位，為管道破裂位置。而管道正對爆炸源位置為管道最大變形，但不是管道破裂失效位置。 

總體來(lái)看，并行間距為3m時(shí)，埋地管道受并行管線(xiàn)爆炸沖擊所受到的沖擊破壞效應與2m并行間距基本一致，其失效位置均為管道正面靠近頂部和底部的部位，其失效原因均由土壤塑性變形對管道產(chǎn)生擠壓引起。管道最大變形均為正對爆炸源位置，失效位置與最大變形位置呈90°垂直。地下爆炸雖然促使土壤形成爆破漏斗，但由于并行間距小，漏斗不能在管道位置形成集中堆積應力，管道變形呈整體X軸負方向移動(dòng)。 

3.3 并行間距4m~6m

埋地管道同時(shí)受管道爆炸和土壤變形擠壓作用，容易產(chǎn)生大變形破壞甚至出現管道壓裂現象。因此對埋地管道的失效分析不同于地上管道，須根據管道的被破壞形式分為壓裂失效和大變形破壞兩大部分。前面通過(guò)對2m、3m并行間距系列進(jìn)行分析，確定在并行間距小于3m時(shí)埋地管道爆炸會(huì )造成并行管道破裂失效。本文的最終計算目的是確定管道失效后果風(fēng)險分析，而管道受爆炸破壞會(huì )發(fā)生失效破裂和大變形破壞兩種風(fēng)險后果。

下圖分別展示埋地管道間距4-6米的管道受爆炸沖擊破壞形態(tài)的最終計算結果，并與間距7-8米的破壞形態(tài)計算結果相比較，根據計算結果，以不同的破壞形式對并行間距進(jìn)行劃分，分別探討其破壞規律（在下一節中不再對7-8米間距的破壞形態(tài)圖進(jìn)行分析和說(shuō)明）。

圖3.7 不同并行間距下管道最終變形 

圖3.7 中為并行間距。由圖可看出，并行間距在2m-3m之間時(shí)，管道受土壤水平變形擠壓，管道頂部和底部發(fā)生壓裂失效。并行間距在4m-6m之間時(shí)，管線(xiàn)爆炸產(chǎn)生的沖擊波無(wú)法直接對并行管線(xiàn)產(chǎn)生破壞，而是掀起土壤形成爆破漏斗，爆破漏斗在頸部形成土壤堆積，使土壤產(chǎn)生塑性變形，對管道產(chǎn)生擠壓作用，導致管道發(fā)生壓裂失效。并行間距達到7m后，土壤即使形成爆破漏斗，由于并行間距大，漏斗產(chǎn)生的土壤堆積也無(wú)法直接作用并行管線(xiàn)，這時(shí)管線(xiàn)的變形主要由周?chē)�土壤的彈性變形力造成。這里的理論前提是將遠端的土壤看做粘彈性線(xiàn)性變形，該理論前面已詳細闡述，這里不再贅述。

管道近爆炸源端變形量最大，因此取管道上各Gauge點(diǎn)系列的起始點(diǎn)位研究對象，繪制其壓強和位移曲線(xiàn)，見(jiàn)圖3.8。圖中自左到右、自上到下依次為壓強曲線(xiàn)圖、位移曲線(xiàn)圖、速度曲線(xiàn)圖、沖量曲線(xiàn)圖。

 

圖3.8 6m并行間距各Gauge點(diǎn)參量曲線(xiàn)圖 

并行間距分別為4m、5m、6m時(shí)，其所受爆炸超壓幅度和波動(dòng)頻率基本一致，Gauge點(diǎn)位移速度梯度下降，但仍保持同一數量級。管道受沖擊沖量趨勢一致，均在t=50-100ms內階躍上升，管道變形量均在這一時(shí)間段內迅速上升。

各點(diǎn)最大位移值見(jiàn)表3.6、表3.7和表3.9。 

表3.6    4m并行間距Gauge點(diǎn)位移最大值

 

表3.7   5m并行間距Gauge點(diǎn)位移最大值

 

表3.8   6m并行間距Gauge點(diǎn)位移最大值

 

以6m并行間距系列為例，觀(guān)察其整體變形過(guò)程，分析其變形規律。見(jiàn)圖3.9，圖中左邊同時(shí)顯示土壤、管道、Gas和沖擊矢量，右邊只顯示管道和沖擊矢量。

 

圖3.9   管道變形過(guò)程

 

土壤邊界條件設置為：除地表表面外，其余5面為無(wú)限邊界。當=50ms時(shí)，在爆炸沖擊的不斷振蕩下，周邊土壤不斷液化凹陷，開(kāi)始被向上掀起。圖3.8中可看出，爆炸超壓已無(wú)法直接作用于管道，管道在前50ms基本無(wú)形變。

=100ms時(shí)，土壤已形成爆破漏斗，被掀起的土壤向上彎曲，引起X軸負方向的土壤受擠壓塑性變形，包括并行管道頂部的土壤。土壤塑性變形產(chǎn)生內部應力，壓迫管道引起形變。

=120ms時(shí)，土壤持續變形，在Gauge點(diǎn)6處形成集中應力，造成管道破裂。在管道相對位置Gauge點(diǎn)31處，土壤受上下擠壓變形，帶動(dòng)管道向內凹陷，管道變形值達95.72mm。

當120ms之后爆炸沖擊波不斷向地表擴散，總能量釋放進(jìn)空氣中。但由于爆破漏斗形變速度小于爆轟波傳遞速度，沖擊波釋放完畢后，土壤仍然保持被掀起狀態(tài)，引起管道持續變形。

以上即是并行間距6m系列埋地管道受爆炸沖擊影響的破裂失效過(guò)程。4m系列和5m系列與之類(lèi)似，不再贅述。

終上所述，并行間距為4m-6m時(shí)，埋地管道受并行管線(xiàn)爆炸沖擊作用下，其變形和失效規律為：管道最大變形位置為管道正面靠近頂部處和背面靠近底部處，亦是管道破裂部位。其變形原因主要由土壤變形引起，具體過(guò)程與3m系列類(lèi)似，爆炸沖擊已無(wú)法對管道產(chǎn)生直接作用。爆炸能量釋放進(jìn)空氣中后，管道受土壤擠壓作用仍持續變形。

3.4 并行間距7m~8m

當并行間距8m時(shí)，管道不再產(chǎn)生破裂失效現象。這里從壓力和變形量角度分析其受沖擊破壞效應。

圖3.10 管道變形過(guò)程 

圖3.1o為8m并行間距下管道變形過(guò)程。當t=80ms時(shí)，土壤開(kāi)始形成爆破漏斗。之后，漏斗體積不斷擴大，但由于最終漏斗口徑是一定的，其形成的土壤堆積與并行管道仍存在很大距離，所以爆破漏斗不再對并行管線(xiàn)的變形起決定作用。之后，地表土壤不斷被掀飛（圖3.10），管道變形受土壤整體粘彈性變形作用，其大變形位置依然為管道正面靠頂部位置，但該變形量不會(huì )引起管道破裂失效。

綜上，在并行間距大于等于8m時(shí)，管道不再發(fā)生破裂，其變形應力來(lái)自土壤粘彈性變形應力。最大變形位置為管道正面靠近頂部位置。雖然該變形量不會(huì )導致管道破裂，但已超出管道橢圓化設計準則。為保證埋地并行管道安全，其敷設間距應當大于等于8m。 

4 模型有效性驗證

TNT當量法為蒸氣云爆炸（Unconfined Vapor Cloud Explosion ，簡(jiǎn)稱(chēng)UVCE）模擬方法中的典型模型，其原理是把氣云爆炸的破壞作用轉化成TNT爆炸的破壞作用，從而把蒸氣云的量轉化成TNT當量。

當埋地管道泄漏爆炸時(shí)，不考慮地表上已逸出可燃氣體，在土壤所包含的氣相進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)，計算埋地管道的總泄漏量并轉化為TNT當量，對埋地管道爆炸沖擊能量進(jìn)行預測。

                       （4.1）

式中：

——蒸氣云的TNT當量，kg；

——蒸氣云中燃料的總質(zhì)量，kg；

——蒸氣云當量系數，統計平均值為0.04；

——蒸氣的燃燒熱，J/kg；

——TNT的爆炸熱，J/kg，（4230~4836kJ/kg，一般取平均4500kJ/kg）；

 

取泄漏時(shí)間=180s，其他參數與地上管道設定一致，代入式（4.1）得=1072.81kg，轉化為TNT當量為=25.74kg。

土壤中的爆炸沖擊波波陣面峰值壓力、比沖量和沖擊波作用時(shí)間通過(guò)式（4.2）計算。沖擊波波陣面峰值壓力、比沖量和沖擊波作用時(shí)間與爆炸特征長(cháng)度之間的關(guān)系見(jiàn)式（4.2）。

                （4.2）

式中，、、、、和為TNT裝藥的試驗常數。針對陜京二線(xiàn)埋地敷設管線(xiàn)土壤主要為天然氣組合砂，這里取=230，=2，=1.10，=0.075，=0.004，=0.016。

 

埋地管道不同于地上管道，當并行間距小于8m時(shí)，管道會(huì )發(fā)生破裂失效，且其變形應力來(lái)自土壤塑性變形應力作用，該數值無(wú)法用理論驗證。當并行間距達到8m后，管道變形力來(lái)自土壤粘彈性，可直接計算其理論超壓值。

將埋地管道爆炸的TNT當量值=25.74kg代入式（4.2），得

=273.12MPa

該值與Gauge點(diǎn)6所受正超壓均值誤差為：

=21.23%

表明埋地管道爆炸模型建立合理，計算結果具備有效性。

 

5 結論

本文以埋地管道為研究對象，建立地下管道爆炸對并行管線(xiàn)的沖擊模型，通過(guò)對不同間距系列管道變形分析，得到以下沖擊破壞規律：

（1）在并行間距不大于3m時(shí)，埋地管道變形前期受爆炸沖擊超壓影響，后期主要由土壤變形擠壓造成。管道正面全部受土壤擠壓產(chǎn)生大變形，管道正面集體向X軸負方向移動(dòng)，管道相對變形量最大點(diǎn)為管道頂部和底部，導致這兩個(gè)部位發(fā)生破裂。

（2）并行間距為4m-6m時(shí)，埋地管道的變形原因主要由土壤變形引起，具體過(guò)程與3m系列類(lèi)似，爆炸沖擊已無(wú)法對管道產(chǎn)生直接作用。管道最大變形位置為管道正面靠近頂部處和背面靠近底部處，亦是管道破裂部位。爆炸能量釋放進(jìn)空氣中后，管道受土壤擠壓作用仍持續變形。

（3）并行間距大于等于8m時(shí)，管道不再發(fā)生破裂，其變形應力來(lái)自土壤粘彈性變形應力。最大變形位置為管道正面靠近頂部位置。雖然該變形量不會(huì )導致管道破裂，但已超出管道橢圓化設計準則。

終上所述，相比于地上管道，埋地管道雖然發(fā)生爆炸的概率較低，但其爆炸沖擊將引起并行管線(xiàn)發(fā)生大形變甚至破裂失效。為保證埋地并行管線(xiàn)的穩定運行，其敷設間距必須大于8m。如果敷設環(huán)境特殊，如并行間距小于6m，必須在兩個(gè)管道之間設置防護板，隔離兩管道間的土壤變形。

 

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