1 埋地PE燃气管道运行情况
PE燃气管道由于具备良好耐腐蚀性，柔韧性好、抗震等优良性能优势在国内外城镇燃气输配管道系统已得到普遍应用，特别是中低压燃气管网系统。但PE燃气管道的绝缘性使得埋地PE燃气管道在运行管理中不易被识别，容易遭受第三方破坏导致安全事故的发生。此外埋地PE燃气管道受到运行压力、环境等因素的影响，在管道突然受到外力冲击能的作用会发生脆性破坏，因此做好埋地PE燃气管道的保护工作是必须要的。
在国内标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33与《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63都有对埋地PE燃气管道上方300mm~500mm处设置警示带的要求，加设管道附属保护设施对埋地PE燃气管起到警示保护的作用。例如，在施工方挖掘发现警示带后可以起到警示作用。但由于在施工过程不易控制管理，而警示带强度较低，在施工人员没感知的情况下就被破坏了，警示的防护作用不明显。虽然警示带能够起到一定的警示保护作用，但近年来埋地聚乙烯燃气管道被破坏的事故仍然层出不穷，说明目前的保护措施不够，需要改进现有保护措施或增加其它保护措施。截止2017年7月北京地区就有十几次类似事故发生。
国内其他地区，如港华燃气公司为了保护运行埋地PE燃气管线安全采取了在管道上方设置混凝土板或混凝土槽的措施，通过调研该种保护措施对运行管道起到一定的保护作用，但在工程建设时期，钢筋混凝土盖板的敷设难度加大以及其投资成本增加等方面的问题，导致该种措施没有被广泛应用。此外这种保护措施也给管道抢修造成困难，导致抢修人员不能及时处理受损管道，延误抢修时间，因此这种埋地PE燃气管道的保护措施还需进一步改进。
在欧美国家埋地PE燃气管道应用管理系统相对比较成熟，调研了解到他们对埋地PE燃气管道没有做保护措施。根据美标B31.4-2014GasTransmissionandDistributionPipingSystems对埋地聚乙烯燃气管道的警示保护也没有明确要求，而运行维护中也出现被第三方外力破坏的案例，可见国内外燃气行业对埋地PE燃气管道防护的技术有待研究。
2 分析影响埋地PE燃气管道安全运行的因素
2.1 埋地PE燃气管道遭受第三方破坏分析
管线遭受第三方破坏的案例中，以挖掘与钻探为主要破坏原因。某些施工单位在明知施工地点有地下燃气管线的情况下实行野蛮施工，使用大型机械进行开挖作业，不报建相关手续，心存侥幸在隐蔽地点偷偷施工；安全意识单薄，在未进行地下管线查询的情况下盲目施工，违章作业；作业前没有对施工人员进行安全交底，监管不到位导致施工单位虽明知地下燃气管线走向情况下，未对施工人员进行相关告知，从而造成事故发生。
破坏过程具体为当某物体以一定的速度撞击另一静止的物体时，后者在瞬间使前者停止运动，因而引起了两者间的冲击作用。运动的物体称为冲击物，受到撞击的物体成为被冲击物，它们之间产生的作用力称为冲击载荷或冲击力，工程中的打桩、锻造是典型的冲击过程。在埋地燃气管道保护过程中，保护措施即为被冲击物，施加破坏的物体，如机械挖头等即为冲击物。当最大冲击应力不超过材料的强度极限时，材料的抗冲击性能可以根据其在静载荷下的许用应力与动荷系数计算。但考虑搭配管道保护措施的经济性、第三方破坏冲击能较大等因素，所选用的材料强度仅能起到一定阻止作用，但不具备完全阻止冲击物的能力。
因此，埋地PE燃气管道保护措施必须具备一定强度，迫使第三方施工操作时发现埋地燃气管道保护措施，进而起到对燃气管道的保护作用。通过模拟人工镐锤的破坏试验，测试并计算出人工破坏冲击的能量约冲击能150J。
2.2 埋地PE燃气管道运行环境
埋地PE燃气管道本身具备较好的耐腐蚀性，满足长期埋地应用的条件。为了增加管线保护强度，其保护措施也需具备与管道相同的防腐性。在非金属材料中PE的材质性能以及强度均优于PVC材料，且具备与PE燃气管道相同的材质。
另外埋地管道敷设时平面、纵向位置都会有变化，保护措施要能跟随管道位置变化持续为管道提供保护。要求保护措施的结构轻便、灵活满足管道敷设特点的要求。
2.3 埋地PE燃气管道运行管理
埋地PE燃气管道在运行期间会遇到紧急抢修的情况，因此管道保护措施要易于拆卸，其形式不能影响抢修操作的时间。在拆除保护措施的过程中也不能使用带火花切割的工具，因此保护措施虽然要求连续保护要保证能分段安装，且长度不宜超过普通抢修坑大概3m的长度。
此外埋设在地下的PE燃气管道受到地下空间的与其他相邻管线距离限制，保护措施结构尺寸以满足管道上方垂直投影面的保护范围为准，即保护的宽度需大于被保护管道的管径。为了做到全面的管道防护，防止破坏力以倾斜角度伤害管道，需要保护措施距离被保护管道的间距大于300mm，即单侧镐锤的长度。
由此可见，管道保护措施要从材料性能、结构尺寸、敷设位置等多因素考虑才能对埋地PE管道起到全面保护的作用。
3 保护措施
（1）保护措施应选用耐土壤环境腐蚀的材料；材料的抗冲击性能宜参考埋地钢制管道管材性能指标，冲击韧性的临界温度应低于当地冬季最低土壤温度；材料的撕裂强度宜参考埋地聚乙烯管道管材高密度聚乙烯的性能指标。建议选用高密度聚乙烯材料作为保护措施。
（2）保护措施结构宜均匀分布的板状结构，且
分段成型，每段长度不宜大于3m以方便现场施工安装。根据城镇工程建设条件，保护措施的宽度应大于被保护管道的直径，且不宜大于0.5m。保护措施厚度应根据测试人工镐锤及小型机械开挖试验确定，且兼顾保护材料成本综合考虑。
（3）保护措施的敷设宜满足下列要求：
a.保护措施应敷设在管顶上方、距地面0.3m~0.5m处，但不得敷设于路基或路面里；
b.公称尺寸小于等于de110的聚乙烯管道的保护措施宽度为200mm；大于de110且小于de315的聚乙烯管道的保护板宽度为300mm；大于等于de315的聚乙烯管道的保护措施宽度为500mm。
c.保护措施紧密连接，中间不得撕裂或扭曲等现象上述埋地PE燃气管道的技术条件还需结合工程应用情况，进行试验或测试，以确定最有效的方案。
