城市地下綜合管廊熱力管道風(fēng)險評價指標(biāo)研究

苗慶偉，高文學(xué)，楊 林，嚴(yán)榮松，王 艷，戶英杰

(中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司 城市燃?xì)鉄崃ρ芯吭?，天?300384)

1 概述

綜合管廊作為一種提升城市綜合承載能力和韌性的新型市政設(shè)施，在我國從2015年開始試點建設(shè)，到2022年6月底，累計開工建設(shè)管廊項目1 647個、長度5 902 km[1]。

由于壓力管道的自身屬性、介質(zhì)特性，廊內(nèi)管道運行過程存在泄漏風(fēng)險，嚴(yán)重影響綜合管廊和附近管道的正常運行。《“十四五”全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求“因地制宜推進地下綜合管廊系統(tǒng)建設(shè)，提高管線建設(shè)體系化水平和安全運行保障能力”。

隨著我國集中供熱系統(tǒng)向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型，熱源由原來的區(qū)域燃煤鍋爐房更換為熱電廠，供熱系統(tǒng)承擔(dān)的供熱面積越來越大，熱力管道的管徑也隨之增大，主管公稱直徑從原來的1 000 mm增大至1 600 mm。熱力管道一旦發(fā)生事故，影響面巨大。因此對運維階段的城市綜合管廊熱力管道進行風(fēng)險評價，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險點并采取措施降低風(fēng)險，可保證熱力管道安全運行，提高城市地下綜合管廊熱力管道安全管理水平。

2 綜合管廊及熱力管道運維相關(guān)規(guī)范

為高質(zhì)量建設(shè)綜合管廊，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》，對綜合管廊工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工及驗收、維護管理等方面提出了技術(shù)要求。

GB/T 51274—2017《城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對綜合管廊本體環(huán)境、附屬設(shè)施的在線監(jiān)測、控制監(jiān)控與報警系統(tǒng)提出了技術(shù)要求，規(guī)范綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程的建設(shè)與管理，提高綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程建設(shè)與管理水平。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了GB 51354—2019《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，從運行管理、維護管理、安全管理和信息管理方面對綜合管廊的管廊本體、附屬設(shè)施、入廊管線的運行維護提出了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定。

CJJ 88—2014《城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)運行維護技術(shù)規(guī)程》第4章規(guī)定了對供熱管網(wǎng)運行維護的技術(shù)要求。

3 風(fēng)險評價指標(biāo)體系

依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合綜合管廊工程設(shè)計、施工、運維管理全過程中的問題，構(gòu)建城市地下綜合管廊熱力管道運維階段的風(fēng)險評價指標(biāo)體系，提出失效可能性指標(biāo)和失效后果指標(biāo)。失效可能性指標(biāo)指可能引發(fā)管道發(fā)生失效的指標(biāo)，失效后果指標(biāo)為判定管道失效后所引發(fā)的人員傷害、經(jīng)濟損失以及社會影響等后果嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

3.1 失效可能性指標(biāo)

失效可能性指標(biāo)從管廊、周邊環(huán)境、熱力管道系統(tǒng)3個一級指標(biāo)考慮失效可能性的因素。

對一級指標(biāo)管廊，從管廊本體和附屬設(shè)施兩方面進行分析。針對二級指標(biāo)管廊本體，從管廊的設(shè)計、施工、運維管理全過程考慮，提出了管廊設(shè)計等6個三級指標(biāo)；針對二級指標(biāo)附屬設(shè)施，根據(jù)引發(fā)熱力管道失效的可能性，提出了監(jiān)控與報警系統(tǒng)等5個三級指標(biāo)，見表1。

表1 一級指標(biāo)管廊的各層級指標(biāo)

對一級指標(biāo)周邊環(huán)境，提出了容易引發(fā)管道失效的二級指標(biāo)地質(zhì)條件和地震。針對地質(zhì)條件提出了場地穩(wěn)定性等3個三級指標(biāo)。對于地震，提出了地基液化等3個三級指標(biāo)，見表2。

表2 一級指標(biāo)周邊環(huán)境的各層級指標(biāo)

對一級指標(biāo)熱力管道系統(tǒng)，建立了管道、管道附件、管道保護措施、其他因素4個二級指標(biāo)。對二級指標(biāo)管道和管道附件，分別從制造質(zhì)量、施工安裝質(zhì)量、巡檢、維護4個方面提出了三級指標(biāo)。二級指標(biāo)管道保護措施針對保溫層、防腐層、外護層的制造質(zhì)量、施工質(zhì)量、維護建立三級指標(biāo)。二級指標(biāo)其他因素主要從管道運維單位管理體系等方面建立了三級指標(biāo)。一級指標(biāo)熱力管道系統(tǒng)的各層級指標(biāo)見表3。

表3 一級指標(biāo)熱力管道系統(tǒng)的各層級指標(biāo)

3.2 失效后果指標(biāo)

失效后果指標(biāo)的一級指標(biāo)為人員傷害、經(jīng)濟損失、社會影響。

① 人員傷害、經(jīng)濟損失的二級指標(biāo)

從管道失效后能引起人員傷害和經(jīng)濟損失的因素考慮，建立的二級指標(biāo)見表4。

周邊地下空間情況指與管廊合建的地下設(shè)施(地鐵、隧道、商業(yè)中心、人防等相關(guān)項目)，當(dāng)熱力管道發(fā)生爆管和泄漏水量大時，周邊若有與管廊合建的地下設(shè)施，造成的事故后果會嚴(yán)重。

不同壓力等級、不同直徑的熱力管道失效后造成的后果嚴(yán)重程度不一樣。

表4 綜合管廊熱力管道運維階段失效后果指標(biāo)

管廊本體中節(jié)點位置設(shè)置(如逃生口的設(shè)置)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如果逃生口位置設(shè)置不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在發(fā)生事故時，人員不能順利逃生會造成人員傷害。在經(jīng)濟損失方面，不同的管廊本體結(jié)構(gòu)，在熱力管道發(fā)生爆管事故后對管廊本體造成的經(jīng)濟損失也不同。

管廊附屬設(shè)施是否正常運轉(zhuǎn)直接影響管道失效后可能引起的人員傷害和經(jīng)濟損失嚴(yán)重程度。如監(jiān)控與報警系統(tǒng)是否能夠及時發(fā)現(xiàn)熱力管道的泄漏，消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)時是否能夠正常運行，供電與照明系統(tǒng)在發(fā)生事故時是否能保障消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)正常運行，排水系統(tǒng)在發(fā)生事故時要及時排走熱力管道泄漏的水，標(biāo)識系統(tǒng)在發(fā)生事故時是否能指示人員安全快速逃離事故現(xiàn)場。

運維管理制度指與管道運行安全相關(guān)的管理機構(gòu)、制度、操作規(guī)程等是否健全。運維管理制度健全，可以第一時間發(fā)現(xiàn)管道失效事故，減輕事故造成的危害。

在熱力管道發(fā)生爆管或泄漏事故后，應(yīng)急救援器材和物資充足，能按照應(yīng)急救援的預(yù)案盡快開展搶修工作，可以減輕事故造成的危害。同時日常應(yīng)急救援的定期培訓(xùn)，可提高應(yīng)急搶險能力，減輕事故造成的危害。因此安全應(yīng)急措施及裝備是管道失效后果的影響因素。

次生災(zāi)害指熱力管道發(fā)生爆管或泄漏事故后，有可能對同艙敷設(shè)的給水、通信等管線造成破壞，引發(fā)經(jīng)濟損失。

② 社會影響的二級指標(biāo)

從表4可知，社會影響的二級指標(biāo)主要指在熱力管道發(fā)生爆管或泄漏事故后，對社會影響的嚴(yán)重程度有作用的因素。

城市影響力主要指發(fā)生事故的城市的規(guī)模及是否為政治經(jīng)濟中心。

社會焦點和敏感區(qū)域指發(fā)生熱力管道事故的區(qū)域內(nèi)是否有文物，是否有政府機關(guān)、軍事單位以及學(xué)校、醫(yī)院等公共機構(gòu)。

停暖影響范圍指因熱力管道事故導(dǎo)致的停止供暖的嚴(yán)重程度，主要從停暖的影響面積和恢復(fù)供暖的時間來評價。

安全應(yīng)急措施及裝備指在發(fā)生熱力管道事故后，利用安全應(yīng)急措施及裝備及時應(yīng)急搶險，可以減弱社會影響。

次生災(zāi)害影響指熱力管道發(fā)生爆管或泄漏事故后，可能對同艙敷設(shè)的給水、通信等管線造成次生災(zāi)害產(chǎn)生的社會影響。

4 總結(jié)與展望

① 本文從綜合管廊工程設(shè)計、施工、運維管理全過程出發(fā)，構(gòu)建了綜合管廊熱力管道運維階段的風(fēng)險評價指標(biāo)體系，提出了失效可能性指標(biāo)和失效后果指標(biāo)。

② 下一步需要根據(jù)本文提出的失效可能性指標(biāo)和失效后果指標(biāo)，選取適宜的風(fēng)險評估方法對運維階段的城市地下綜合管廊熱力管道進行風(fēng)險評價。