摘要:各类地下市政管线可以说是城市的生命线,与社会生产及人民生活息息相关。为保证燃气管道能够安全地纳入城市综合管廊,从提升燃气管道自身安全、强化燃气管道入廊后的风险防控管理和满足综合管廊总体安全设计3个层级,分别提出了具体的安全风险防范、控制要求和措施建议,可供类似工程设计施工时参考。
关键词:地下管廊,燃气管道,安全防控
引言
近年来,国家为优化地下空间利用率,提高日常的巡检维护水准,提出了城市地下综合管廊的建设及试点,在2015年之前因安全方面的问题相关规范中明确表示燃气管线不得进入地下管廊,直到GB50838—2015城市综合管廊工程技术规范的颁布实施,第4.3.4条明确规定“天然气管道在独立舱室内敷设条件下可以入廊”,同时要求在已建设地下综合管廊的区域,所有管线必须入廊。
1我国燃气管道入综合管廊现状
国内已建管廊燃气管道大多采用单舱或单独管沟敷设,而新建管廊均采用单舱敷设。两种方式对比,单舱敷设方式可供检修,同时能够有效的避免综合管廊中管道间的相互影响,安全性更高,但配套设施要求高,造价高;单独管沟敷设,配套设施较少,造价低,但检修操作性和安全性均相对较差。
2燃气管线入廊的本质安全
2.1监控设施软硬件的安全
管廊燃气舱内按照GB50838—2015城市综合管廊工程技术规范7.5.4的要求设置有统一的环境与设备监控系统,环境参数实时监测项目有温度、湿度、水位、氧气、甲烷、照明、通风、排水、标识系统一并作为燃气管线投运前配套系统进行建设。对于燃气管道的安全运行,其最重要的两项内容是可燃气体报警器及燃气仓排风系统的监控系统的可靠性验收,可燃气体报警器须实现对所有监控数据的真实采集、准确分析和及时报警,而报警发生后,新风、排风系统须及时联动,确保泄露燃气浓度安全控制的要求。
2.2管廊结构的安全
管廊在主体结构施工完成后,各管线单位方可入廊施工,故作为本质安全最重要的管廊主体结构安全,需由管廊建设单位严格按照设计文件要求进行控制,满足国家相关标准中防火、防爆、防震、防洪的要求,相关政府主管部门也需强化过程的监督、检测及验收,保证管廊主体的安全。
3燃气管道入综合管廊存在的安全风险因素分析
3.1管廊外部环境因素
(1)灾害因素
灾害环境指在管廊系统外部可能发生各类自然灾害的安全隐患和风险因素,包括地震、洪涝、山洪、暴雨、泥石流等多种自然灾害,这些灾害均可对综合管廊产生直接或间接的作用,进而影响管廊中燃气管道的运营安全。如,持续强降雨、泥石流、洪涝等自然灾害会造成雨水灌入综合管廊内,造成管廊结构漏水管道损坏。地震可能会造成管廊内的架空管道滑落或者管廊整体结构遭到破坏。
(2)道路环境
城市综合管廊依附于城市道路而建设,因此,外部道路环境对于城市综合管廊的影响是传统直埋管线所不具有的。包括道路地质条件、交通量、道路挖掘频率等与道路相关的影响因素归类,其组成纷繁复杂,对于管廊安全的影响也很复杂。例如,道路交通量的增大,会造成下部管廊整个承受荷载力增加,若超过结构承载极限,则会造成管廊廊体结构不稳定,发生安全事故。
3.2第三方破坏
燃气管道进入综合管廊中,第三方破坏的概率大幅降低。管廊由运营单位和专业管道公司进行运营维护,以次/周(月)的频率进行巡查。管廊入口有严格门禁和监控,其他人员无运营单位允许无法进入管廊内部。因此,管廊内燃气管道由于第三方人员有意识破坏造成的失效风险很低。此外,管道在廊体结构内部,由于第三方开挖等造成的失效风险很低。
3.3设计和施工缺陷
设计和施工缺陷主要针对管廊及燃气管舱特定特点下由于设计和施工因素导致的风险。
(1)廊体结构布局
根据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015),燃气管道在综合管廊内部应单独管舱敷设。但调研发现,早期管廊建设时,燃气管道有采用单独管沟敷设的案例,例如深圳大梅沙—盐田坳综合管廊和临沂市西安路综合管廊。当燃气管道与其他市政管道同舱单独管沟敷设时,其他管道的失效或抢维修作业容易对燃气管道的运行安全产生影响。
(2)管道的焊缝质量
入廊天然气管道应采用无缝钢管,并通过焊接的连接方式,但受到现场焊接环境和焊接工作人员操作水平的制约,焊接区域容易产生焊瘤、补焊疤痕、表面塌陷、凹坑、错边、咬边和裂纹等各类缺陷,容易产生应力集中,是管道系统中较为薄弱的环节。
4燃气管道入廊的安全风险防控
4.1强化燃气管道入廊后的日常防控管理工作
控制好燃气管道自身安全只是有效防止燃气泄漏的第1道保险,还应该考虑自然灾害、人为破坏等意外情况下可能引发的燃气泄漏。一旦出现燃气泄漏,及时关阀切断气源和有效实现通风换气,是防止燃气在有限空间内不断积聚直至达到爆炸极限的关键。
1)完善报警系统,做好泄漏预警工作。针对综合管廊内部实际情况以及燃气管道特点,根据《城市综合管廊消防系统工程技术规范》(征求意见稿)以及CJJ/T146—2011《城镇燃气报警控制系统技术规程》的要求,除在每个防火分区的人员出入口和防火门处分别设置燃气管道舱火灾声光报警器外,建议在每处井室和燃气管道舱内分别设置独立的燃气报警器、自动切断阀和防爆强制机械排风系统。
2)合理布置供电、照明系统,加强火源防范。燃气管道舱内的电气、照明、自控设备等系统,均应满足GB50058—2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》(以下简称《爆规》)中爆炸性气体环境2区的相应要求。同时将燃气管道及其附件、舱内电气设备均进行可靠防雷、防静电接地。
4.2燃气管线维抢修及应急处置
地下管廊燃气管道与直埋管道的维抢修最大不同在于运行环境的不同,管廊内部受可燃气体泄漏量及舱室空间大小等众多因素的影响,泄露发生后管廊内部的通风系统在单位时间的通风量是无法保证舱内可燃气体浓度小于爆炸下限的20%,故GB51354—2019城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准6.4.14规定:“管廊内严禁带气动火作业”,对于管道泄漏需焊接处理的,应制定专项的施工方案,在对燃气管道放散吹扫、检测合格后,方可进行管道的焊接作业,作业过程中应保持作业环境的通风及各项指标的不间断检测。目前,相关研究中对于管廊的维抢修的真实案例涉及较少,没有大量成熟有效的经验可以借鉴,燃气公司应根据自身实际运行情况制定维抢修应急预案,同时管廊内维抢修应贯彻“先防爆,后排险;先控制火源,后制止泄漏”的处理原则,按照漏气点的严重程度,制定科学严谨的施工方案及时处理。
结语
地下管廊作为城市民生工程,燃气管线的安全运行至关重要,除落实管廊结构安全、监控软硬件设施安全、管道安装三类本质安全之外,还需严格执行巡检、维抢修、应急处置管理的制度和方案,确保危险发生时的及时响应、高效处置。
参考文献
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