1．前言
随城市经济建设的迅速发展，道路交通运量和流量不断地增加，车辆在埋有燃气管道的路面上行驶时，将对地下的管道产生机械压力作用，如果管道埋深达不到规范要求，管道材质强度较差或存在缺陷，管基和沟槽的施工质量不合格，而上部承受压力过大时，管道有可能发生变形甚至断裂损坏，由此而影响燃气的正常供应，严重的还会引起人员中毒或火灾爆炸事故的发生。
2．燃气管道埋设深度要求
根据《城镇燃气设计规范》（GB50028—93），城镇燃气管道可在车行道、非车行道和庭院的地下埋设，因埋设位置不同，其上部的最小覆土厚度（路面至管顶）要求也不一样。为防止过大车辆集中轮压作用损坏管道，在2002年新修订的《城镇燃气设计规范》中，5.3.3第1款将埋设在车行道下管道的最小覆土厚度由原来的0.8m调深至0.9m，主要是考虑车行道上的荷载将有所增加；在5.3.3第3款中对埋设管道的庭院作出补充说明，指出“庭院是载货汽车不能进入之地”，限定了庭院的范围；在5.3.3的条文说明中对居民住宅区的道路也作出区分，“载货汽车以正常速度能通行的主要道路属于车行道，载货汽车只是缓行进入或停放的，可视为非车行道”。以上新修订的条款与原条款相比，相应提高了管道的覆土厚度要求。新修订的《城镇燃气设计规范》已从 2002年8月1日起施行。
3．地下燃气管道的受压分析
3．1车辆轮压对地下管道引起的垂直应力
道路上的车辆全部重力通过车轴上的轮子传给地面，轮子对地面的作用力大小由车辆的轴重决定，我国公路和城市道路设计规范中以100KN作为标准轴重。重型车辆为多轴多轮，以减轻对地面的压力，一般车辆的轴重小于100KN。
如果将车轮与地面接触面积近似看成一个圆，则车轮荷载对地面的作用可以简化成当量圆形均布荷载，当量圆直径按下面公式确定：
式中：P0—作用在车轮上的荷载，KN；
p—轮胎结触压力，kPa;
D—接触面当量圆直径，m
在地下某一深度,当车轮引起的垂直应力与土体自重引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为1/10～1/5时, 车轮引起的垂直应力可忽略不计。
不同重量的车辆对于地下影响深度不同，据计算，总重量80KN（8tf）汽车对于地下的影响深度在1.6m左右，150KN重量的车辆对地下的影响深度在1.9m左右。一般情况下，地下燃气管道的埋设深度位于车辆荷截的作用力影响范围之内。地面2 m以下的管道受普通车辆车轮的作用力影响很小，通常可不考虑车辆轮压作用。
当地下管道上部回填土在密实状态下，土体受力在弹性范围内，应力和应变的关系呈线性特性，车轮压力消失时，土体应变随之消失，恢复到初始状态。车轮荷截作用对管道引起的垂直应力δ车大小可以根据以下近似公式计算：
式中: P1—车轮荷载换算的均布荷截，KN/m2 ；
D—圆形均布荷载作用面积的直径，m ；
Z—圆形均布荷载中心应力作用点的深度，m 。
通常情况下，按设计规范要求，车行道下燃气管道的埋深在0.9m及其以下，下面的分析计算中均以管道埋设深度为0.9m考虑。
用当量圆直径的计算公式，取P0=100/4KN，p=700kPa，算出标准轴重100KN车辆车轮当量圆直径为0.302 m，求出车轮荷载换算的均布荷载值后，可算出轴重100KN车辆的车轮对地下0.9m深度处的管道产生的垂直应力值δ车。即：
3．2 土体对地下管道引起的自重应力
埋地管道上除了车轮作用引起的垂直应力外，还有上部土体引起的自重应力。管道埋设越深，土体的自重应力越大。
土体对地下深度Z处管道引起的垂直压应力δ土按下式计算：
δ土 = r×z
式中：r—土的容重，KN/m3 ；
z—应力作用点的深度，m。
设土的容重为18KN/m3 ，土体对地下0.9m处管道引起的自重应力：
δ土=18×0.9 =16.2KN/m2
3．3埋地管道承受的压力
地下管道的垂直应力为车辆和土体对管道引起应力的叠加。轴重100KN的车辆和容重为18KN/m3土体对地下0.9m处管道上的引起的全部垂直应力：
δ=δ车+δ土 =31.26KN/m2
同理，可以算出地下任一深度处管道上由不同轴重车轮引起的垂直应力和不同容重土体引起的自重应力。
管道上部所受压力等于垂直应力与管道受力面积的乘积：
P = δ×S
公称直径DN200燃气管道，埋深0.9米，在轴重100KN车辆轮压作用下，车轮当量圆范围内承受的压力为：
P0.9=(δ车+δ土) ×S= 31.26×0.30 ×0.22=2.06KN
4．地下燃气管道常用管材及损坏分析
4．1管道材料机械性能
城镇地下燃气管道常用管材有灰口铸铁管、球墨铸铁管、钢管、聚乙烯管和钢骨架聚乙烯塑料复合管等，这些管材在地下都能承受一定的外力，其主要机械性能见下表：
