納入綜合管廊的燃?xì)夤艿劳暾怨芾硖接?/h1>
2018-01-22 02:58:54同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院周偉國(guó)陳迪波
上海煤氣 2017年6期
同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院 周偉國(guó) 陳迪波
0 概述
綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類(lèi)及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，其將電力、通信、給水、排水、燃?xì)狻崃Φ榷喾N市政管線集中在一體，實(shí)行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”，以做到地下空間的綜合利用和資源共享。隨著綜合管廊建設(shè)的高速發(fā)展，城市燃?xì)夤艿廊肜纫彩艿皆絹?lái)越多的重視，但是燃?xì)夤艿廊肜却嬖谳^大的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要尋求更好的管理模式來(lái)有效降低風(fēng)險(xiǎn)。
管道完整性是指管道處于安全可靠的服役狀態(tài)，包括管道在結(jié)構(gòu)和功能的完整；管道處于風(fēng)險(xiǎn)可控的狀態(tài)；管道的安全狀態(tài)可滿足當(dāng)前運(yùn)行要求。入廊燃?xì)夤艿雷鳛槌鞘腥細(xì)夤芫W(wǎng)的一部分，采用完整性管理模式可以根據(jù)不斷變化的外界因素，對(duì)管道運(yùn)行中面臨的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的對(duì)策降低風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)采用合適的監(jiān)測(cè)及檢測(cè)手段，對(duì)管道的完整性進(jìn)行評(píng)估，預(yù)防事故的發(fā)生，最終達(dá)到入廊燃?xì)夤艿牡陌踩\(yùn)行。
1 燃?xì)夤艿廊肜葍?yōu)缺點(diǎn)及入廊實(shí)例
1.1 燃?xì)夤艿廊刖C合管廊優(yōu)點(diǎn)
(1)導(dǎo)致燃?xì)庑孤兜闹饕蛴械谌狡茐暮透g。第三方破壞包括周邊設(shè)施施工或鉆探作業(yè)而破壞地下管道、地表荷載如建筑物壓力引起的變形破裂、土壤與管道產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)如地表沉降導(dǎo)致管道破損，腐蝕主要包括管道外防腐層破壞、雜散電流影響等造成的管道外腐蝕和由于管道內(nèi)存在腐蝕介質(zhì)導(dǎo)致的內(nèi)腐蝕。燃?xì)夤艿婪笤O(shè)于管廊艙內(nèi)，可以減少管道常見(jiàn)破壞方式如土壤腐蝕、第三方施工破壞的影響。
(2)綜合管廊內(nèi)消防、通風(fēng)、監(jiān)控與報(bào)警等附屬設(shè)施技術(shù)要求較高，可以依靠綜合管廊內(nèi)先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)和燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)，隨時(shí)掌握管廊內(nèi)燃?xì)夤芫€運(yùn)行狀況。
(3)避免出現(xiàn)埋地管道在更新維護(hù)時(shí)引起的道路反復(fù)開(kāi)挖所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和交通擁堵等問(wèn)題。
1.2 燃?xì)夤艿廊刖C合管廊缺點(diǎn)
(1)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。對(duì)比于傳統(tǒng)方式，施工難度及工程造價(jià)高。燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊后需要設(shè)置通風(fēng)、監(jiān)測(cè)、防爆的附屬設(shè)施要求高，同時(shí)需額外支付入廊費(fèi)、租賃費(fèi)、管溝維護(hù)費(fèi)等費(fèi)用。根據(jù)陳元洪等人的《城市燃?xì)夤艿廊刖C合管廊問(wèn)題及對(duì)策研究》，部分燃?xì)夤艿廊肜阮A(yù)計(jì)分?jǐn)偟木C合管廊建設(shè)費(fèi)用將是直埋方式造價(jià)的7倍以上。
(2)安全性問(wèn)題。天然氣的主要成分為甲烷，爆炸極限是5%～15%，綜合管廊是一個(gè)較為密閉的地下空間，一旦燃?xì)庑孤秾?dǎo)致爆炸易在管廊內(nèi)擴(kuò)散，也將直接威脅到管廊內(nèi)其它管線的安全運(yùn)行。同時(shí)綜合管廊大多數(shù)建在不允許重新開(kāi)挖的交通繁忙地段，事故發(fā)生將會(huì)導(dǎo)致較大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。
1.3 國(guó)內(nèi)外燃?xì)夤艿廊肜葘?shí)例
燃?xì)夤艿朗欠駪?yīng)該納入綜合管廊從理論上來(lái)講并沒(méi)有絕對(duì)的結(jié)論，它和城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地下空間的利用效率、技術(shù)的發(fā)展水平以及風(fēng)險(xiǎn)承受能力等等有著一定的關(guān)系。
在日本、英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)家，燃?xì)馊肜鹊玫搅藢?shí)施，且并未出現(xiàn)重大的安全事故，國(guó)外燃?xì)夤芫€入廊主要有兩種形式，一種是燃?xì)夤艿篮碗娏?、污水、自?lái)水等管道共同敷設(shè)，另一種是將燃?xì)夤艿绬为?dú)設(shè)置在一個(gè)艙室內(nèi)。以日本為例，日本于 1963年制訂了《關(guān)于建設(shè)共同溝的特別措施法》，1986年制訂了《綜合管廊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》，燃?xì)夤艿廊肜仍谌毡臼怯忻鞔_法律和規(guī)范依據(jù)的，要求燃?xì)夤艿酪嗽O(shè)置在單獨(dú)艙，若與其他設(shè)施同艙，應(yīng)設(shè)隔板隔開(kāi)。近些年來(lái)我國(guó)也有燃?xì)夤艿廊肜鹊南嚓P(guān)實(shí)例見(jiàn)表1。
表1 我國(guó)燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊情況
對(duì)于經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，雖然管道入廊帶來(lái)工程造價(jià)提升，但是據(jù)郭瑩等人的《市政綜合廊道費(fèi)用——效益分析方法和實(shí)例研究》，若考慮社會(huì)效益、環(huán)境效益與防減災(zāi)效益等外部效益，與分散直埋形式相比，市政綜合廊道的外部效益與其成本比起來(lái)是相當(dāng)可觀的，效費(fèi)比集中在1.5～2.5之間。
對(duì)于安全性問(wèn)題，借鑒管道完整性管理模式，形成適合于入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾矸桨笇⒖梢詼p少安全風(fēng)險(xiǎn)。
2 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒碳霸瓌t
2.1 完整性管理流程
入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾硎且粋€(gè)周而復(fù)始的過(guò)程(見(jiàn)圖1)，主要包括五大項(xiàng)目：
(1)數(shù)據(jù)的采集與整合分析，包括管道及綜合管廊設(shè)計(jì)建造的原始數(shù)據(jù)、管道運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)、管道維修數(shù)據(jù)等。
(2)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)確定相關(guān)檢測(cè)的優(yōu)先級(jí)。
(3)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)及日常監(jiān)測(cè)，對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)管段，及時(shí)采取合適的技術(shù)手段檢測(cè)，同時(shí)注重管廊內(nèi)管道的日常監(jiān)測(cè)。
(4)完整性評(píng)價(jià)，通過(guò)監(jiān)測(cè)及檢測(cè)對(duì)管道的完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定管道適用性。
(5)對(duì)完整性評(píng)價(jià)的響應(yīng)措施，及時(shí)檢修和維護(hù)不適用管段。完整性管理的整個(gè)流程的數(shù)據(jù)需要納入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為全生命周期管理的一部分，確保入廊管道的安全運(yùn)行。
圖1 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒?/p>
2.2 完整性管理原則
入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾硎且粋€(gè)隨著時(shí)間推進(jìn)的持續(xù)過(guò)程，腐蝕、老化、機(jī)械損傷等可以導(dǎo)致管道失效的多種因素都隨著時(shí)間的流逝不斷的影響管道的完整性。所以第一原則是必須持續(xù)不斷的對(duì)管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)、維修維護(hù)等動(dòng)態(tài)管理。另外，對(duì)于已確定將燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊的項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)就應(yīng)該融入管道完整性管理的理念和做法，并且在隨著科技不斷進(jìn)步的同時(shí)及時(shí)引入新的技術(shù)。
3 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾韺?shí)施關(guān)鍵點(diǎn)分析
管道完整性管理是一個(gè)覆蓋燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等全周期的過(guò)程。入廊燃?xì)夤艿琅c埋地燃?xì)夤艿赖牟町愔饕谄浞笤O(shè)環(huán)境。對(duì)于入廊燃?xì)夤艿涝谕暾怨芾碇饕紤]以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
3.1 建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)
完善的數(shù)據(jù)庫(kù)是管道完整性管理的核心基礎(chǔ)。管道完整性數(shù)據(jù)庫(kù)不僅包含管道本身數(shù)據(jù)，還涵蓋了管道完整性管理全生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)以及管廊相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)特征數(shù)據(jù)：管道原始數(shù)據(jù)、敷設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)、管廊相關(guān)數(shù)據(jù)等。
(2)設(shè)計(jì)施工數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)安裝日期、管道連接方法、防腐層情況、陰極保護(hù)、管廊的消防、照明、通風(fēng)、報(bào)警、排水等的設(shè)計(jì)施工數(shù)據(jù)等。
(3)運(yùn)行操作數(shù)據(jù)：作業(yè)人員操作記錄、管內(nèi)流量、調(diào)壓泄壓等。
(4)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：管廊內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、管道防腐層檢測(cè)、陰極保護(hù)檢測(cè)、附屬設(shè)施檢查等。
(5)事故和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)：事故發(fā)生記錄、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等。對(duì)于入廊燃?xì)夤艿蓝?，綜合管廊是在近幾年開(kāi)始新興發(fā)展，管道原始資料可得性較好，但是企業(yè)也應(yīng)注意全周期中保存好相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。
3.2 選擇合適的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法
管道完整性管理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)目的是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果將管理的優(yōu)先級(jí)合理排序，降低管道管理運(yùn)行成本。一般的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法有專(zhuān)家打分法、相對(duì)評(píng)價(jià)法、情景評(píng)價(jià)法和概率評(píng)價(jià)法。專(zhuān)家打分法是定性分析方法，以專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)判斷為主；相對(duì)評(píng)價(jià)法是半定量方法，是根據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)手段；情景評(píng)價(jià)法和概率評(píng)價(jià)法是定量評(píng)價(jià)方法，所需要的數(shù)據(jù)較多。
《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838—2015)，明確規(guī)定天然氣管道應(yīng)在獨(dú)立艙室內(nèi)敷設(shè)，所以除了可以采用常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法外，是可以通過(guò)軟件模擬的方式對(duì)艙室內(nèi)的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的。相關(guān)企業(yè)有采用二維PHAST軟件進(jìn)行火災(zāi)模擬分析，采用三維 FLACS軟件進(jìn)行爆炸模擬分析的案例，通過(guò)假設(shè)不同的工況進(jìn)行爆炸及火災(zāi)后果的對(duì)比分析確定管道入廊風(fēng)險(xiǎn)。采用軟件模擬的方式相較于其他評(píng)價(jià)方法更加直觀，所以對(duì)于入廊燃?xì)夤艿澜ㄗh結(jié)合模擬的方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
3.3 選擇合適的檢測(cè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)
管道檢測(cè)技術(shù)是完整性管理的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的管道完整性檢測(cè)技術(shù)主要包括管道內(nèi)檢測(cè)、外檢測(cè)和其他檢測(cè)，見(jiàn)圖2。
圖2 常見(jiàn)的管道檢測(cè)技術(shù)
管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是指檢測(cè)儀器進(jìn)入管道內(nèi)部，儀器沿管道進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)，記錄測(cè)量結(jié)果經(jīng)處理后輸出一整套數(shù)據(jù)來(lái)反應(yīng)管道狀態(tài)。管道內(nèi)檢測(cè)需要停氣，城市燃?xì)夤艿劳獾纳鐣?huì)影響較大，一般不進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期的內(nèi)檢測(cè)。皮爾遜(Pearson)檢測(cè)法、直流電位梯度(DCVG)檢測(cè)法、多頻管中電流(PCM/PCM+)檢測(cè)法、密間隔電位(CIPS)檢測(cè)法等需要土壤介質(zhì)來(lái)判斷破損點(diǎn)在土壤形成的電勢(shì)場(chǎng)或電流從破損點(diǎn)流入土壤后的變化，一般適用于埋地燃?xì)夤艿赖姆栏瘜悠茡p點(diǎn)的檢測(cè)。
對(duì)于入廊燃?xì)夤艿?，建議可以采用超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，超聲導(dǎo)波在管的內(nèi)、外表面和中部都有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),聲場(chǎng)遍及整個(gè)壁厚,既可以檢測(cè)管道的內(nèi)部缺陷也可以檢測(cè)管道的表面缺陷。另外入廊管道焊縫檢測(cè)還要求次高壓管道為100%射線、100%超聲波檢驗(yàn)，中壓管道為100%射線檢驗(yàn)或100%超聲波檢驗(yàn)。對(duì)于管道的接口、閥門(mén)等連接處也要作為重點(diǎn)檢查對(duì)象，加密檢查頻次。根據(jù)規(guī)范，天然氣管道艙應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。入廊燃?xì)夤艿莱硕ㄆ跈z測(cè)外，更重要的是進(jìn)行日常的監(jiān)測(cè)。綜合管廊監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)功能包含兩部分：
(1)環(huán)境監(jiān)測(cè)。對(duì)于燃?xì)夤艿蓝灾饕菍?duì)管廊艙內(nèi)可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)，當(dāng)管廊內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)切斷閥門(mén)。
(2)管廊自身變形監(jiān)測(cè)。在管廊內(nèi)壁墻壁內(nèi)埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)、傾斜儀等傳感器，管廊本身出現(xiàn)異常也應(yīng)及時(shí)切斷閥門(mén)。
3.4 基于完整性評(píng)價(jià)制定及時(shí)的響應(yīng)措施
根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和完整性評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)發(fā)現(xiàn)影響管道安全運(yùn)行的隱患，應(yīng)及時(shí)采取各種措施來(lái)進(jìn)行消除或減緩，通過(guò)維修或更換使管道的缺陷到下個(gè)完整性檢測(cè)周期不會(huì)發(fā)展成高危險(xiǎn)性缺陷。另外，由于綜合管廊存在多家單位的設(shè)施運(yùn)行，對(duì)于燃?xì)夤艿赖呢?zé)任單位要積極協(xié)調(diào)，同時(shí)制定燃?xì)夤艿涝O(shè)施應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)急措施，要求作業(yè)人員熟悉綜合管廊及其相關(guān)附屬設(shè)施的位置，特別是控制閥門(mén)和綜合管廊逃生口的位置，確保一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，可以迅速響應(yīng)。
4 結(jié)語(yǔ)
燃?xì)夤艿离S著技術(shù)的進(jìn)步及地下空間利用的要求會(huì)越來(lái)越多地進(jìn)入綜合管廊。而管道完整性管理可以實(shí)現(xiàn)入廊燃?xì)夤艿肋\(yùn)行管理由事后響應(yīng)變事前檢測(cè)預(yù)防，防止管道失效或事故發(fā)生，降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，使管道始終處于受控狀態(tài)，在一定程度上體現(xiàn)了入廊管道的管理水平提升，從而達(dá)到管道安全運(yùn)行的目的。
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管道完整性是指管道處于安全可靠的服役狀態(tài)，包括管道在結(jié)構(gòu)和功能的完整；管道處于風(fēng)險(xiǎn)可控的狀態(tài)；管道的安全狀態(tài)可滿足當(dāng)前運(yùn)行要求。入廊燃?xì)夤艿雷鳛槌鞘腥細(xì)夤芫W(wǎng)的一部分，采用完整性管理模式可以根據(jù)不斷變化的外界因素，對(duì)管道運(yùn)行中面臨的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，制定相應(yīng)的對(duì)策降低風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)采用合適的監(jiān)測(cè)及檢測(cè)手段，對(duì)管道的完整性進(jìn)行評(píng)估，預(yù)防事故的發(fā)生，最終達(dá)到入廊燃?xì)夤艿牡陌踩\(yùn)行。
1 燃?xì)夤艿廊肜葍?yōu)缺點(diǎn)及入廊實(shí)例
1.1 燃?xì)夤艿廊刖C合管廊優(yōu)點(diǎn)
(1)導(dǎo)致燃?xì)庑孤兜闹饕蛴械谌狡茐暮透g。第三方破壞包括周邊設(shè)施施工或鉆探作業(yè)而破壞地下管道、地表荷載如建筑物壓力引起的變形破裂、土壤與管道產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)如地表沉降導(dǎo)致管道破損，腐蝕主要包括管道外防腐層破壞、雜散電流影響等造成的管道外腐蝕和由于管道內(nèi)存在腐蝕介質(zhì)導(dǎo)致的內(nèi)腐蝕。燃?xì)夤艿婪笤O(shè)于管廊艙內(nèi)，可以減少管道常見(jiàn)破壞方式如土壤腐蝕、第三方施工破壞的影響。
(2)綜合管廊內(nèi)消防、通風(fēng)、監(jiān)控與報(bào)警等附屬設(shè)施技術(shù)要求較高，可以依靠綜合管廊內(nèi)先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)和燃?xì)庑孤﹫?bào)警系統(tǒng)，隨時(shí)掌握管廊內(nèi)燃?xì)夤芫€運(yùn)行狀況。
(3)避免出現(xiàn)埋地管道在更新維護(hù)時(shí)引起的道路反復(fù)開(kāi)挖所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和交通擁堵等問(wèn)題。
1.2 燃?xì)夤艿廊刖C合管廊缺點(diǎn)
(1)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。對(duì)比于傳統(tǒng)方式，施工難度及工程造價(jià)高。燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊后需要設(shè)置通風(fēng)、監(jiān)測(cè)、防爆的附屬設(shè)施要求高，同時(shí)需額外支付入廊費(fèi)、租賃費(fèi)、管溝維護(hù)費(fèi)等費(fèi)用。根據(jù)陳元洪等人的《城市燃?xì)夤艿廊刖C合管廊問(wèn)題及對(duì)策研究》，部分燃?xì)夤艿廊肜阮A(yù)計(jì)分?jǐn)偟木C合管廊建設(shè)費(fèi)用將是直埋方式造價(jià)的7倍以上。
(2)安全性問(wèn)題。天然氣的主要成分為甲烷，爆炸極限是5%～15%，綜合管廊是一個(gè)較為密閉的地下空間，一旦燃?xì)庑孤秾?dǎo)致爆炸易在管廊內(nèi)擴(kuò)散，也將直接威脅到管廊內(nèi)其它管線的安全運(yùn)行。同時(shí)綜合管廊大多數(shù)建在不允許重新開(kāi)挖的交通繁忙地段，事故發(fā)生將會(huì)導(dǎo)致較大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。
1.3 國(guó)內(nèi)外燃?xì)夤艿廊肜葘?shí)例
燃?xì)夤艿朗欠駪?yīng)該納入綜合管廊從理論上來(lái)講并沒(méi)有絕對(duì)的結(jié)論，它和城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地下空間的利用效率、技術(shù)的發(fā)展水平以及風(fēng)險(xiǎn)承受能力等等有著一定的關(guān)系。
在日本、英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)家，燃?xì)馊肜鹊玫搅藢?shí)施，且并未出現(xiàn)重大的安全事故，國(guó)外燃?xì)夤芫€入廊主要有兩種形式，一種是燃?xì)夤艿篮碗娏?、污水、自?lái)水等管道共同敷設(shè)，另一種是將燃?xì)夤艿绬为?dú)設(shè)置在一個(gè)艙室內(nèi)。以日本為例，日本于 1963年制訂了《關(guān)于建設(shè)共同溝的特別措施法》，1986年制訂了《綜合管廊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》，燃?xì)夤艿廊肜仍谌毡臼怯忻鞔_法律和規(guī)范依據(jù)的，要求燃?xì)夤艿酪嗽O(shè)置在單獨(dú)艙，若與其他設(shè)施同艙，應(yīng)設(shè)隔板隔開(kāi)。近些年來(lái)我國(guó)也有燃?xì)夤艿廊肜鹊南嚓P(guān)實(shí)例見(jiàn)表1。
表1 我國(guó)燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊情況
對(duì)于經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，雖然管道入廊帶來(lái)工程造價(jià)提升，但是據(jù)郭瑩等人的《市政綜合廊道費(fèi)用——效益分析方法和實(shí)例研究》，若考慮社會(huì)效益、環(huán)境效益與防減災(zāi)效益等外部效益，與分散直埋形式相比，市政綜合廊道的外部效益與其成本比起來(lái)是相當(dāng)可觀的，效費(fèi)比集中在1.5～2.5之間。
對(duì)于安全性問(wèn)題，借鑒管道完整性管理模式，形成適合于入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾矸桨笇⒖梢詼p少安全風(fēng)險(xiǎn)。
2 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒碳霸瓌t
2.1 完整性管理流程
入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾硎且粋€(gè)周而復(fù)始的過(guò)程(見(jiàn)圖1)，主要包括五大項(xiàng)目：
(1)數(shù)據(jù)的采集與整合分析，包括管道及綜合管廊設(shè)計(jì)建造的原始數(shù)據(jù)、管道運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)、管道維修數(shù)據(jù)等。
(2)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)確定相關(guān)檢測(cè)的優(yōu)先級(jí)。
(3)基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)及日常監(jiān)測(cè)，對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)管段，及時(shí)采取合適的技術(shù)手段檢測(cè)，同時(shí)注重管廊內(nèi)管道的日常監(jiān)測(cè)。
(4)完整性評(píng)價(jià)，通過(guò)監(jiān)測(cè)及檢測(cè)對(duì)管道的完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定管道適用性。
(5)對(duì)完整性評(píng)價(jià)的響應(yīng)措施，及時(shí)檢修和維護(hù)不適用管段。完整性管理的整個(gè)流程的數(shù)據(jù)需要納入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為全生命周期管理的一部分，確保入廊管道的安全運(yùn)行。
圖1 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾砹鞒?/p>
2.2 完整性管理原則
入廊燃?xì)夤艿赖耐暾怨芾硎且粋€(gè)隨著時(shí)間推進(jìn)的持續(xù)過(guò)程，腐蝕、老化、機(jī)械損傷等可以導(dǎo)致管道失效的多種因素都隨著時(shí)間的流逝不斷的影響管道的完整性。所以第一原則是必須持續(xù)不斷的對(duì)管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)檢測(cè)、完整性評(píng)價(jià)、維修維護(hù)等動(dòng)態(tài)管理。另外，對(duì)于已確定將燃?xì)夤艿兰{入綜合管廊的項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)就應(yīng)該融入管道完整性管理的理念和做法，并且在隨著科技不斷進(jìn)步的同時(shí)及時(shí)引入新的技術(shù)。
3 入廊燃?xì)夤艿劳暾怨芾韺?shí)施關(guān)鍵點(diǎn)分析
管道完整性管理是一個(gè)覆蓋燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等全周期的過(guò)程。入廊燃?xì)夤艿琅c埋地燃?xì)夤艿赖牟町愔饕谄浞笤O(shè)環(huán)境。對(duì)于入廊燃?xì)夤艿涝谕暾怨芾碇饕紤]以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
3.1 建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)
完善的數(shù)據(jù)庫(kù)是管道完整性管理的核心基礎(chǔ)。管道完整性數(shù)據(jù)庫(kù)不僅包含管道本身數(shù)據(jù)，還涵蓋了管道完整性管理全生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)以及管廊相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)特征數(shù)據(jù)：管道原始數(shù)據(jù)、敷設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)、管廊相關(guān)數(shù)據(jù)等。
(2)設(shè)計(jì)施工數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)安裝日期、管道連接方法、防腐層情況、陰極保護(hù)、管廊的消防、照明、通風(fēng)、報(bào)警、排水等的設(shè)計(jì)施工數(shù)據(jù)等。
(3)運(yùn)行操作數(shù)據(jù)：作業(yè)人員操作記錄、管內(nèi)流量、調(diào)壓泄壓等。
(4)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：管廊內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、管道防腐層檢測(cè)、陰極保護(hù)檢測(cè)、附屬設(shè)施檢查等。
(5)事故和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)：事故發(fā)生記錄、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等。對(duì)于入廊燃?xì)夤艿蓝?，綜合管廊是在近幾年開(kāi)始新興發(fā)展，管道原始資料可得性較好，但是企業(yè)也應(yīng)注意全周期中保存好相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。
3.2 選擇合適的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法
管道完整性管理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)目的是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的結(jié)果將管理的優(yōu)先級(jí)合理排序，降低管道管理運(yùn)行成本。一般的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法有專(zhuān)家打分法、相對(duì)評(píng)價(jià)法、情景評(píng)價(jià)法和概率評(píng)價(jià)法。專(zhuān)家打分法是定性分析方法，以專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)判斷為主；相對(duì)評(píng)價(jià)法是半定量方法，是根據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)手段；情景評(píng)價(jià)法和概率評(píng)價(jià)法是定量評(píng)價(jià)方法，所需要的數(shù)據(jù)較多。
《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838—2015)，明確規(guī)定天然氣管道應(yīng)在獨(dú)立艙室內(nèi)敷設(shè)，所以除了可以采用常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法外，是可以通過(guò)軟件模擬的方式對(duì)艙室內(nèi)的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的。相關(guān)企業(yè)有采用二維PHAST軟件進(jìn)行火災(zāi)模擬分析，采用三維 FLACS軟件進(jìn)行爆炸模擬分析的案例，通過(guò)假設(shè)不同的工況進(jìn)行爆炸及火災(zāi)后果的對(duì)比分析確定管道入廊風(fēng)險(xiǎn)。采用軟件模擬的方式相較于其他評(píng)價(jià)方法更加直觀，所以對(duì)于入廊燃?xì)夤艿澜ㄗh結(jié)合模擬的方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
3.3 選擇合適的檢測(cè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)
管道檢測(cè)技術(shù)是完整性管理的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的管道完整性檢測(cè)技術(shù)主要包括管道內(nèi)檢測(cè)、外檢測(cè)和其他檢測(cè)，見(jiàn)圖2。
圖2 常見(jiàn)的管道檢測(cè)技術(shù)
管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是指檢測(cè)儀器進(jìn)入管道內(nèi)部，儀器沿管道進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)，記錄測(cè)量結(jié)果經(jīng)處理后輸出一整套數(shù)據(jù)來(lái)反應(yīng)管道狀態(tài)。管道內(nèi)檢測(cè)需要停氣，城市燃?xì)夤艿劳獾纳鐣?huì)影響較大，一般不進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期的內(nèi)檢測(cè)。皮爾遜(Pearson)檢測(cè)法、直流電位梯度(DCVG)檢測(cè)法、多頻管中電流(PCM/PCM+)檢測(cè)法、密間隔電位(CIPS)檢測(cè)法等需要土壤介質(zhì)來(lái)判斷破損點(diǎn)在土壤形成的電勢(shì)場(chǎng)或電流從破損點(diǎn)流入土壤后的變化，一般適用于埋地燃?xì)夤艿赖姆栏瘜悠茡p點(diǎn)的檢測(cè)。
對(duì)于入廊燃?xì)夤艿?，建議可以采用超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，超聲導(dǎo)波在管的內(nèi)、外表面和中部都有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),聲場(chǎng)遍及整個(gè)壁厚,既可以檢測(cè)管道的內(nèi)部缺陷也可以檢測(cè)管道的表面缺陷。另外入廊管道焊縫檢測(cè)還要求次高壓管道為100%射線、100%超聲波檢驗(yàn)，中壓管道為100%射線檢驗(yàn)或100%超聲波檢驗(yàn)。對(duì)于管道的接口、閥門(mén)等連接處也要作為重點(diǎn)檢查對(duì)象，加密檢查頻次。根據(jù)規(guī)范，天然氣管道艙應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。入廊燃?xì)夤艿莱硕ㄆ跈z測(cè)外，更重要的是進(jìn)行日常的監(jiān)測(cè)。綜合管廊監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)功能包含兩部分：
(1)環(huán)境監(jiān)測(cè)。對(duì)于燃?xì)夤艿蓝灾饕菍?duì)管廊艙內(nèi)可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)，當(dāng)管廊內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)切斷閥門(mén)。
(2)管廊自身變形監(jiān)測(cè)。在管廊內(nèi)壁墻壁內(nèi)埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)、傾斜儀等傳感器，管廊本身出現(xiàn)異常也應(yīng)及時(shí)切斷閥門(mén)。
3.4 基于完整性評(píng)價(jià)制定及時(shí)的響應(yīng)措施
根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和完整性評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)發(fā)現(xiàn)影響管道安全運(yùn)行的隱患，應(yīng)及時(shí)采取各種措施來(lái)進(jìn)行消除或減緩，通過(guò)維修或更換使管道的缺陷到下個(gè)完整性檢測(cè)周期不會(huì)發(fā)展成高危險(xiǎn)性缺陷。另外，由于綜合管廊存在多家單位的設(shè)施運(yùn)行，對(duì)于燃?xì)夤艿赖呢?zé)任單位要積極協(xié)調(diào)，同時(shí)制定燃?xì)夤艿涝O(shè)施應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)急措施，要求作業(yè)人員熟悉綜合管廊及其相關(guān)附屬設(shè)施的位置，特別是控制閥門(mén)和綜合管廊逃生口的位置，確保一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，可以迅速響應(yīng)。
4 結(jié)語(yǔ)
燃?xì)夤艿离S著技術(shù)的進(jìn)步及地下空間利用的要求會(huì)越來(lái)越多地進(jìn)入綜合管廊。而管道完整性管理可以實(shí)現(xiàn)入廊燃?xì)夤艿肋\(yùn)行管理由事后響應(yīng)變事前檢測(cè)預(yù)防，防止管道失效或事故發(fā)生，降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，使管道始終處于受控狀態(tài)，在一定程度上體現(xiàn)了入廊管道的管理水平提升，從而達(dá)到管道安全運(yùn)行的目的。
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