城市管线因为腐蚀、第三方破坏、自然灾害等问题事故频发,而综合管廊可以减少事故并避免重复开挖,所以将管线在综合管廊中敷设并进行集中管理是一个极佳的解决方案。然而相关规范规定燃气管道必须单独成舱,使得燃气管道入廊费用和维护费用过高,所以考虑将燃气管道和给水再生水管道共舱敷设。因此,水气舱的安全性是这种方案的重要研究内容。本文对水气共舱条件下的天然气泄漏和爆炸风险进行了详细研究。首先建立了单燃气管单水管和双燃气管双水管两种模型,通过数值仿真软件Fluent进行了天然气管道小孔泄漏的模拟研究。验证了在水气舱中,现有的应急响应措施能够在极短时间内报警,舱室泄漏量较少,天然气尚未积聚到可点燃状态。不论是双燃气次高压燃气管道或者单路燃气管道布置,2 mm直径的圆孔泄漏即使在中断通风1 h情况下仍然无爆炸风险,4 mm直径的圆孔泄漏在中断通风7.5 min内下无爆炸风险。采用动态压力进行截断放空阶段的泄漏模拟研究,发现即使是达到10 mm直径的圆孔泄漏,只要及时将管道截断,对管道气体放空,同时启动事故通风,舱室燃气浓度不会达到爆炸极限,维持水气舱安全。然后使用气体爆炸软件FLACS,进行了162种可能发生的爆炸事故模拟,验证了水气舱狭长结构中爆燃有向爆轰转化的趋势,但是尚未形成爆轰。比较了不同浓度的燃气爆炸超压,发现蒸汽云体积及其形状会共同影响超压峰值大小,超压最高可以达到47.14 k Pa,可以对人员造成严重伤害。最大超压并不一定在爆炸中心达到,在舱室尽头防火隔断位置也可能达到最大超压值,且火焰的传播范围比冲击波更广,能够影响前后相邻舱室。探究了泄压板两种应急保护措施的效果,而泄压板能够有效抑制爆炸威力,使火焰覆盖范围明显变少,对人员的保护作用明显。10 k Pa开启压力的泄压板能够将超压降低73%,20 k Pa开启压力的泄压板能够将超压降低56%。研究表明,在综合管廊中对燃气管道与给水再生水管道进行共舱敷设,是安全可行的。