城市地下綜合管廊熱力管道風險評價指標研究

苗慶偉，高文學，楊 林，嚴榮松，王 艷，戶英杰

(中國市政工程華北設計研究總院有限公司 城市燃氣熱力研究院，天津 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施，在我國從2015年開始試點建設，到2022年6月底，累計開工建設管廊項目1 647個、長度5 902 km[1]。

由于壓力管道的自身屬性、介質特性，廊內管道運行過程存在泄漏風險，嚴重影響綜合管廊和附近管道的正常運行。《“十四五”全國城市基礎設施建設規劃》要求“因地制宜推進地下綜合管廊系統建設，提高管線建設體系化水平和安全運行保障能力”。

隨著我國集中供熱系統向清潔低碳方向轉型，熱源由原來的區域燃煤鍋爐房更換為熱電廠，供熱系統承擔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險評價，及時發現風險點并采取措施降低風險，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規范

為高質量建設綜合管廊，住房和城鄉建設部發布了GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術規范》，對綜合管廊工程的規劃、設計、施工及驗收、維護管理等方面提出了技術要求。

GB/T 51274—2017《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》對綜合管廊本體環境、附屬設施的在線監測、控制監控與報警系統提出了技術要求，規范綜合管廊監控與報警系統工程的建設與管理，提高綜合管廊監控與報警系統工程建設與管理水平。

住房和城鄉建設部發布了GB 51354—2019《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術標準》，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、附屬設施、入廊管線的運行維護提出了相應的技術規定。

CJJ 88—2014《城鎮供熱系統運行維護技術規程》第4章規定了對供熱管網運行維護的技術要求。

3 風險評價指標體系

依據上述標準規范，結合綜合管廊工程設計、施工、運維管理全過程中的問題，構建城市地下綜合管廊熱力管道運維階段的風險評價指標體系，提出失效可能性指標和失效后果指標。失效可能性指標指可能引發管道發生失效的指標，失效后果指標為判定管道失效后所引發的人員傷害、經濟損失以及社會影響等后果嚴重程度的指標。

3.1 失效可能性指標

失效可能性指標從管廊、周邊環境、熱力管道系統3個一級指標考慮失效可能性的因素。

對一級指標管廊，從管廊本體和附屬設施兩方面進行分析。針對二級指標管廊本體，從管廊的設計、施工、運維管理全過程考慮，提出了管廊設計等6個三級指標；針對二級指標附屬設施，根據引發熱力管道失效的可能性，提出了監控與報警系統等5個三級指標，見表1。

表1 一級指標管廊的各層級指標

對一級指標周邊環境，提出了容易引發管道失效的二級指標地質條件和地震。針對地質條件提出了場地穩定性等3個三級指標。對于地震，提出了地基液化等3個三級指標，見表2。

表2 一級指標周邊環境的各層級指標

對一級指標熱力管道系統，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。對二級指標管道和管道附件，分別從制造質量、施工安裝質量、巡檢、維護4個方面提出了三級指標。二級指標管道保護措施針對保溫層、防腐層、外護層的制造質量、施工質量、維護建立三級指標。二級指標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。一級指標熱力管道系統的各層級指標見表3。

表3 一級指標熱力管道系統的各層級指標

3.2 失效后果指標

失效后果指標的一級指標為人員傷害、經濟損失、社會影響。

① 人員傷害、經濟損失的二級指標

從管道失效后能引起人員傷害和經濟損失的因素考慮，建立的二級指標見表4。

周邊地下空間情況指與管廊合建的地下設施(地鐵、隧道、商業中心、人防等相關項目)，當熱力管道發生爆管和泄漏水量大時，周邊若有與管廊合建的地下設施，造成的事故后果會嚴重。

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

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

管廊附屬設施是否正常運轉直接影響管道失效后可能引起的人員傷害和經濟損失嚴重程度。如監控與報警系統是否能夠及時發現熱力管道的泄漏，消防系統、通風系統在發生火災時是否能夠正常運行，供電與照明系統在發生事故時是否能保障消防系統、通風系統、排水系統正常運行，排水系統在發生事故時要及時排走熱力管道泄漏的水，標識系統在發生事故時是否能指示人員安全快速逃離事故現場。

運維管理制度指與管道運行安全相關的管理機構、制度、操作規程等是否健全。運維管理制度健全，可以第一時間發現管道失效事故，減輕事故造成的危害。

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

次生災害指熱力管道發生爆管或泄漏事故后，有可能對同艙敷設的給水、通信等管線造成破壞，引發經濟損失。

② 社會影響的二級指標

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

城市影響力主要指發生事故的城市的規模及是否為政治經濟中心。

社會焦點和敏感區域指發生熱力管道事故的區域內是否有文物，是否有政府機關、軍事單位以及學校、醫院等公共機構。

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

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

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

4 總結與展望

① 本文從綜合管廊工程設計、施工、運維管理全過程出發，構建了綜合管廊熱力管道運維階段的風險評價指標體系，提出了失效可能性指標和失效后果指標。

② 下一步需要根據本文提出的失效可能性指標和失效后果指標，選取適宜的風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險評價。