PCCP輸水管線爆管隱患分析及預(yù)防措施

金　鑫

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)　110166)

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PCCP輸水管線爆管隱患分析及預(yù)防措施

金鑫

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)110166)

【摘要】本文概述了遼寧省大伙房水庫(kù)PCCP管線輸水安全運(yùn)行的重要性及出現(xiàn)管線爆管情況的危害性，通過(guò)邏輯分析確定爆管隱患影響因素，運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)方法全面分析得出爆管隱患對(duì)輸水管線安全運(yùn)行的影響程度，并詳細(xì)論述了爆管預(yù)防應(yīng)對(duì)措施。

【關(guān)鍵詞】PCCP管線； 爆管隱患； 預(yù)防措施

1引言

大伙房水庫(kù)輸水工程是為解決遼寧中部六城市缺水問(wèn)題而建設(shè)的大型水利輸水工程[1]。工程采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe)簡(jiǎn)稱PCCP[2]。為了滿足實(shí)際輸水需要，輸水管線流量及壓力相對(duì)較高，一旦出現(xiàn)管線爆管，巨大水壓力和較高水流速會(huì)對(duì)發(fā)生爆管處周圍的生態(tài)環(huán)境造成重大破壞與影響，必須加強(qiáng)日常巡檢及預(yù)防措施，保證管線供水安全可靠。

2PCCP輸水管線爆管隱患分析

2.1自然因素影響

供水運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)遇到各種突發(fā)事件，當(dāng)發(fā)生較大震級(jí)地震時(shí)，地表土體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，管線也會(huì)隨其一起運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致管線發(fā)生破壞。當(dāng)管線超過(guò)設(shè)計(jì)的軸向、橫向、撓度及抗剪切安全穩(wěn)定性時(shí)，會(huì)發(fā)生爆管。

夏季，北方雨水較集中，在汛期易產(chǎn)生較大規(guī)模洪水。管線穿越河段，在遇到大規(guī)模洪水沖刷時(shí)，會(huì)被超標(biāo)準(zhǔn)洪水沖斷產(chǎn)生爆管事故。

2.2人為因素影響

在日常城市發(fā)展建設(shè)中，由于輸水管線距離較長(zhǎng)、容易受到城市的市政工程、道路工程等施工影響；河段采砂作業(yè)，將管線底部承載管體荷載的砂體挖走，導(dǎo)致管體整體懸空，管體受重力作用會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象；在不了解地下輸水管線布設(shè)位置的情況下，在管線上方打井施工作業(yè)與大型機(jī)械土方開(kāi)挖，也會(huì)對(duì)管體襯砌混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼絲造成嚴(yán)重破壞；管線上方堆積大量土石方，管體無(wú)法承載其壓力，直接將管體擠壓斷裂；礦產(chǎn)資源豐富區(qū)，地下礦區(qū)爆破對(duì)距離礦區(qū)較近的管線會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)影響，爆破所產(chǎn)生的沖擊作用達(dá)到一定程度也會(huì)導(dǎo)致管線斷裂；輸水管線上，安裝了閥門及調(diào)流閥，如果人為誤操作引起管線壓力波動(dòng)過(guò)大，管線會(huì)出現(xiàn)正壓或負(fù)壓過(guò)大狀況，超過(guò)管線所能承受的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)爆管事故。

2.3管體制作與施工因素影響

PCCP管體制作過(guò)程中，如果將嚴(yán)重腐蝕的鐵板放入管體內(nèi)部，會(huì)直接影響管體質(zhì)量；襯砌混凝土未達(dá)到強(qiáng)度就進(jìn)行下道工序作業(yè)，出現(xiàn)襯砌混凝土破裂現(xiàn)象；預(yù)應(yīng)力鋼絲抗拉強(qiáng)度不夠，出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象[4]。

PCCP管體施工過(guò)程中，施工單位管理水平及施工作業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)水平，直接影響PCCP管線施工質(zhì)量。如兩個(gè)管體在連接處，定位精度不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，管體承插口橡膠密封不嚴(yán)，造成施工隱患；承載管體荷載的基礎(chǔ)，如未達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)或在冬季施工

有凍塊土體存在的情況下，管線基礎(chǔ)施工不穩(wěn)定，也會(huì)導(dǎo)致管線出現(xiàn)爆管的可能性。

3影響管線爆管因素劃分

根據(jù)管線爆管隱患因素分析，將影響爆管的因素進(jìn)行劃分統(tǒng)計(jì)，如表1所列[3]。

表1　影響爆管的因素劃分

4PCCP輸水管線影響因素確定權(quán)重過(guò)程統(tǒng)計(jì)

PCCP輸水管線影響因素確定權(quán)重采用學(xué)者咨詢統(tǒng)計(jì)法(經(jīng)驗(yàn)分析法)，如表2所列[5]。

表2　PCCP輸水管線影響因素的一級(jí)權(quán)重學(xué)者咨詢權(quán)重統(tǒng)計(jì)

對(duì)于影響因素一級(jí)權(quán)重進(jìn)行確權(quán)及統(tǒng)計(jì)，如表3所列。

采用相同的確權(quán)方法，對(duì)于影響因素確立二級(jí)權(quán)重，如表4所列。

表3　影響因素的一級(jí)權(quán)重

表4　影響因素的二級(jí)權(quán)重(i=1、2、3)

4.1運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)方法進(jìn)行一級(jí)評(píng)判

當(dāng)i=1時(shí)確定爆管隱患對(duì)輸水管線安全運(yùn)行的影響程度，該評(píng)價(jià)集合為N1=(影響嚴(yán)重，影響一般)=(N11,N12)。

根據(jù)邏輯分析，確定影響因素集合:M1=(由地震導(dǎo)致的破壞,洪水沖斷管線)=(M11,M12)。

根據(jù)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)學(xué)者的詳細(xì)分析，得出大伙房水庫(kù)輸水工程PCCP輸水管線爆管的因素模糊矩型方陣Bi(i=1,2,3)。

確定單個(gè)影響因素評(píng)判分析模糊矩型方陣,計(jì)算得出：

當(dāng)i=1時(shí)，

當(dāng)i=2時(shí),

當(dāng)i=3時(shí)，

4.2運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)方法進(jìn)行二級(jí)評(píng)判

確定該評(píng)價(jià)集合為: N=(影響嚴(yán)重，影響一般)=(N1,N2)。

根據(jù)先期分析，逐步指定影響因素集合:M=(自然環(huán)境變化,人為因素影響,管體制作與施工) =(M1,M2,M3)。

通過(guò)以上邏輯分析及詳細(xì)計(jì)算可知，爆管隱患對(duì)輸水管線安全運(yùn)行的影響程度中影響嚴(yán)重的服從隸屬度為 0.80，影響一般的服從隸屬度為0.20。根據(jù)隸屬度選擇最大的原則,爆管隱患對(duì)輸水管線安全運(yùn)行的影響程度為影響嚴(yán)重。

5PCCP輸水管線爆管預(yù)防措施

5.1自然環(huán)境變化引起爆管隱患的預(yù)防措施

在汛期前，建立汛前檢查機(jī)制，制定防汛預(yù)報(bào)方案，舉行防汛演練，關(guān)注天氣與地震預(yù)報(bào)，在調(diào)度值班過(guò)程中，值班人員24h在崗執(zhí)勤，密切注視天氣變化，以防不測(cè)。

5.2人為因素影響引起爆管隱患的預(yù)防措施

加強(qiáng)大伙房水庫(kù)輸水工程保護(hù)條例的教育宣傳工作，使工程沿線單位與個(gè)人了解工程的重要性和安全性。提高管理人員安全意識(shí)，加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，熟練掌握工程維修養(yǎng)護(hù)技能。提高管線巡查頻次，注重巡查效果。在管線保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)象，立即制止并上報(bào)公司安檢處；配水站增設(shè)雙向穩(wěn)壓塔，增加管道的壓力波動(dòng)富裕度，雙向穩(wěn)壓塔既能平定管道內(nèi)的壓力波動(dòng)又能向管道內(nèi)補(bǔ)水，確保管道工作安全。

5.3管體制作與施工引起爆管隱患的預(yù)防措施

定期檢驗(yàn)管線陰極防腐設(shè)備的保護(hù)功能及低點(diǎn)位金屬的保護(hù)作用；定期對(duì)管線進(jìn)行檢修，通過(guò)檢修閥井與盲板進(jìn)人口進(jìn)入管道內(nèi)部檢查管線混凝土表面是否有裂縫與破損情況出現(xiàn)；在地表面某段管線進(jìn)行開(kāi)挖檢查，觀察管線接口處結(jié)合是否緊密，噴射混凝土表面有無(wú)破裂；使用探測(cè)儀對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲檢測(cè)，判斷是否出現(xiàn)斷裂情況；在管線易出現(xiàn)爆管的部位安裝監(jiān)控儀器，監(jiān)控管頂土壓力、管道接口變形、內(nèi)水壓力、SP-PCCP縫變形、支墩位移、襯砌鋼筋應(yīng)力、鋼絞線應(yīng)力等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理。

6結(jié)語(yǔ)

PCCP輸水管道運(yùn)行過(guò)程中，清晰分析PCCP輸水管線爆管隱患的形成過(guò)程與外在表現(xiàn)形式，采取相應(yīng)預(yù)防措施化解安全隱患，保障大伙房水庫(kù)輸水工程PCCP輸水管線運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]祁孝珍，耿延君，曾慶國(guó).大型水利工程項(xiàng)目投融資新方式探索——以遼寧大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)投融資為例[J].水利經(jīng)濟(jì),2008(2)：43-45.

[2]陳輝，孫芹先.預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管在北美的應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題淺析[J].混凝土世界,2014(8)：38-43.

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[4]宋放.大型輸水工程PCCP管道陰極保護(hù)淺析[J].水利建設(shè)與管理，2015(4)：61-64.

[5]金鑫.模糊評(píng)價(jià)在錦凌水庫(kù)工程質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2015(4)：74-79.

Analysis on PCCP water pipeline explosion hazard and preventive measures

JIN Xin

(Liaoning Runzhong Water Supply Co.,Ltd.,Shenyang 110166,China)

Abstract：In the paper,the importance of PCCP pipeline water conversion safety operation and pipeline explosion hazards in Liaoning Dahuofang Reservoir is overviewed.The factors affecting explosion hazard are determined through logic analysis.Fuzzy evaluation method is applied for comprehensively analyzing and obtaining the influence degree of explosion hazard on safe operation of water pipeline.Corresponding measures for preventing explosion are described in detail.

Key words：PCCP pipeline; pipe explosion hazard; preventive measures

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.06.014

中圖分類號(hào)：TV672+.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1005-4774(2016)06-0051-04