摘要：结合香港的实际情况，分析了可燃气体引起地井爆炸的原因：可燃气体自连接地井的管道上的裂缝或小孔，进入地井密闭空间，逐渐积聚直至形成爆炸性气体，遇点火源而引起地井爆炸，甚至引发一连串多个地井爆炸。提出了封堵地井连接管道的防范措施。

关键词：地井； 爆炸； 封堵

AO Shao-xing

    (Hong Kong Zhonghua Gas Co.，Ltd.，Hong Kong，China)

Abstract：The reason of manhole explosion caused by flammable gas is analyzed with the practical situation in Hong Kong．The flammable gas enters into the confined space of the manhole through cracks and holes in the pipe connecting the manholes，and accumulates gradually until explosive gas forms．When ignition source is contacted，a manhole explosion even a series of manholes explosion are caused．The countermeasure of plugging the pipe connecting the manholes is proposed．

Key words：manhole explosion plugging

    地井被用来提供通往埋地设施的通道。不用时，它们就变成地下密闭空间，一些可燃气体进入及积聚之后，和空气混合形成混合气就会产生爆炸的隐患。在过去数年，香港发生了多起严重的地井爆炸事件，主要与可燃气体进入地井有关。因爆炸而被弹起的地井盖，有一些质量超过50 k，发生严重事故的可能性已引起强烈的关注。随着近年高速建设地下公用基础设施，除了原有的公用事业公司不断地扩展外，从1995年开放电信市场开始，出现多家电信运营商并在街道下建设地下设施。由于香港公用事业方面没有出台一些“有秩序设置的规则”，因而只能沿用“先到先得”原则。结果导致地下空间严重拥挤，埋地设施的日常维护和后续建设变得极度困难。在此情况下，虽然安全挖掘工艺不断改进，但第三方破坏的概率正在逐渐上升。此类破坏可能尚未直接影响公共安全，然而它会间接使一些埋地设施受损。例如，一个开挖单位意外地在一条电信聚氯乙烯管道上开了一个孔，之后附近的燃气管道又被破坏而泄漏，则燃气可能会通过开孔的电信聚氯乙烯管进入地下管道系统，流到附近地井积聚，遇到点火源被点燃而引起爆炸。因此，要制定一些较切合实际的方案，来解决地井潜在爆炸危机这个问题。

    当可燃气体在地井内积聚，形成具有爆炸性的可燃气体与空气的混合气并且遇到点火源点燃，就会发生爆炸而导致气压急剧上升，在没有泄压情况下，气压会达到0.8MPa。道路上的地井一般都不能承受如此高的压力，其最薄弱的部分——地井盖，在爆炸中就会被气流推动，由此产生缺口而把地井内气体释放出去。气压变化模式的影响因素包括地井空间的大小，地井盖的大小、重量，泄漏缺M的大小和气体成分等。典型的气压变化模式可分为两个阶段。第一个阶段气压急剧升高，直至足以推动地井盖。第二个阶段情况则较为复杂。井盖开始移动时，井内继续燃烧的气体会使气压上升，而井盖移动也相应加速。当缺口较大时，井内气体会外泄并足以降低气压增长速度。如缺口较小，泄漏不足以减缓气压增长，则井内气压会继续增加^[1]。这样的过程通常会在1s内全部完成，地井盖就会弹升直至动能耗尽为止。在地井盖弹升和回落的过程中，就会对周围环境造成危害。

    引发地井爆炸须具备多个条件，包括可燃气体、管道出现裂缝或小孔、密闭空间以及点火源。如果可燃气体存在并通过管道上的裂缝或小孔进入管道系统，就会在管道系统中积聚，如遇到点火源就会被点燃导致爆炸^[2]。

    在地下发现可燃气体就认为是地下燃气管道泄漏可能是错误的。地下存在的可燃气体实际上有众多的来源，而不只是来自地下燃气管道泄漏。其他的来源包括19然产生的沼气、垃圾填埋后产生的填埋气体、违法堆积石油物品产生的气体、存在于排水管内的沼气等。曾在美国进行的研究指出，导致爆炸的气体可能来源于有问题的电缆。文献[3、4]指出，电缆保护层可能因出了问题而在缺氧及高温条件下分解，释放出可燃气体，例如H₂、C₂H₂、C₂H₆。对如此多的地下可燃气体来源，实际上几乎不可能把导致爆炸的地下可燃气体全部消除。

    在香港这个高度密集的环境里，地下设施尤其是那些单薄的聚氯乙烯塑料管都面临着高风险。当地面被挖开时，通常可以看到暴露出来的管道上出现很多裂缝和小孔。这些管道在安装时其业主都会尽量确保它们完整无缺，因此我们可以认定这些裂缝和小孔是由第三方破坏而产生。可燃气体由此进入管道并通往连接的地井，将会产生问接影响。只要地下没有密闭空间供可燃气体积聚，就不会构成明显的风险。一般可燃气体都会从地下渗透穿越土壤和路面而排放至大气中。虽然加固管道、加强开挖巡察、教育和监控道路施工单位可降低这些破坏，但要全部消除地下管道上的裂缝或小孔来解决地井爆炸问题是不大现实的。

    地并内空间愈小，则爆炸的威力愈小。然而，减小空间会使进行维护时人员进出更困难，也未必饿减小爆炸的可能性。

    即使一些可燃气体只是存在于一个地井内，邻近的地井仍可能会发生爆炸，因为可能沿管道扩散气体。如果可燃气体由一个地井流到别的地井，被点燃的机会就会更大。可燃气体通过地井及地下连接管流动得越远，爆炸发生的可能性及其导致的破坏就越大。从这个角度考虑，一个可行的建议是封堵这些可燃气体流动的路线，主要是封堵地井连接管入口，来降低地井发生爆炸的危险性。