随着人民的生活水平逐渐提高,对天然气的需要量将会大大增加。为了满足人民便捷出行的需要,许多城市正在大力建设城市轨道交通工程。轨道交通的牵引电流从行走轨泄漏到土壤中,进入燃气管道,将会加速燃气管道的腐蚀,腐蚀速率将增大到自然腐蚀下的几十倍。而不同区域的地质条件差异较大,且在燃气管道密集埋设区域,往往也分布着多条城市轨道交通线路。因此,城市轨道交通杂散电流防护问题十分复杂,影响因素众多,若盲目采用防护措施,则可能付出较大代价却不能获得预期成果。本文对利用等效电路图分析城市轨道交通杂散电流泄漏及扩散的规律。利用图论的知识,将杂散电流扩散的路径简化成点和有向线段,形成图,并利用Matlab软件编程计算图中各部分的电流值,并分析了不同影响因素对城市轨道交通杂散电流泄漏及扩散过程的影响。基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件以及边界元法,对某城市核心区域的燃气管网受干扰及保护现状进行仿真模拟,将模拟所得数据与实测数据对比,验证了仿真模拟的可行性。针对部分受干扰较强的管段的防护措施进行优化,并考量不同防护措施的防护效果。针对于整个片区管网,将几种防护措施以不同方式结合,提出较为有效的防护方案。并对今后的城市核心区域杂散电流的防护提出建议。根据动态分析法计算不同方案的经济性,寻找到最有效的防护方案。得到的结论如下:(1)轨地过渡电阻对埋地管道杂散电流的影响最大,管道防腐层电阻率影响较大,隧道与燃气管道的距离影响较小,周围环境土壤电阻率影响最小。(2)强制接地排流站对某城市核心区域燃气管网的排流防护作用明显。与排流站距离较近的管道,由于管地电位负向偏移较大,容易产生氢脆、防腐层剥离等现象。部分受干扰较强或距离排流站较远的管段,需进一步采取防护措施。(3)强制接地排流影响范围较大,极性接地排流的影响范围较小,排流效果较差。在两种防护措施同时具备施工条件时,应优先考虑强制接地排流。对于受到干扰较强的局部管段,牺牲镁阳极的极性接地排流措施对干扰的排流防护作用,比深井阳极的强制接地排流好。仅仅对防腐层进行修复,不能有效抑制杂散电流干扰,若在施加排流防护措施的基础上,并对部分受干扰较强的管段防腐层进行修复,能使燃气管道受到的杂散电流干扰得到较大改善。对埋设方式进行合理的优化设计,能节省材料费及施工费用,并对杂散电流的干扰起到很好的防护效果。(4)在城市核心区,周边地铁线路密集分布的情况下,采用极性接地排流与强制接地排流的防护措施对片区埋地钢质燃气管道中存在的杂散电流干扰进行排流防护时,费用较低。且对其周边的构筑物干扰较小,建议采用。