地下管网是机场的一个重要组成部分,机场的生活用水、雨水、污水、通信电缆等都是通过地下管线输送,对机场的安全高效运行至关重要。然而许多机场仍然采用传统的管理方式,管理效率低,使得管线破坏事故频发。因此,为了机场的安全性和高效性,应该推动机场地下管线的数字化。本文在中国民航局科技基金项目—“机场运行保障数字化系统研究”(MHRD201230)的支持下,通过对管道破坏的理论分析、数值分析和爆管分析相结合探讨了管道安全性的判断和预防,最后,通过建立机场地下管网管理系统,实现对管网的数字化管理,具体的工作如下:1、针对抛物线形地表沉降,利用分布角法,求得作用在管道上的荷载,然后采用Winkler地基梁理论,考虑沉降因素、管道因素和土体因素,推导出抛物线形不均匀沉降作用下管道响应的解析解。为了对地表抛物线形沉降作用下管道响应解析解的正确性进行验证,建立了三维管土相互作用有限元模型,通过挠度、剪力和弯矩的对比证明了本文推导的管道响应解析解公式的合理性。最后,利用JavaScript语言编写了在抛物线形沉降作用下管道内力理论解求解软件,嵌入到机场地下管网数字化管理系统中,以此从理论计算角度实现地下管网安全性判断的数字化。2、通过单因素分析法对管道进行了影响因素分析,得到了一些有用的结论;并通过正交试验设计方法拟合得到了管道最大应力与沉降因素、管道因素和管道埋深之间的关系表达式。在此基础上,详细介绍了现有的管道破坏判别标准,然后采用破坏标准与有限元相结合的方法对管道的安全性进行判断,实现在沉降作用下管道的安全分析。3、管网一旦发生破坏,能否及时的对事故作出准确的判断是降低事故损害、防止资源浪费的关键,因此,本文详细介绍了机场地下三维拓扑管网的构建和服务的发布,最后实现基于流向的爆管分析功能。4、本文利用超图SuperMap系列软件,采用B/S架构,开发了基于综合分析的机场地下管线数字化管理系统,实现了全幅显示、漫游浏览、地表开挖、地表透明、飞行浏览、空间量算、剖面分析、爆管分析和管道安全性理论判断等功能。