PCCP輸水管線爆管隱患分析及預(yù)防措施
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金 鑫
（遼寧潤中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽 1 10166）
【摘 要】 本文概述了遼寧省大伙房水庫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，通過邏輯分析確定爆管隱患影響因素，運(yùn)用模糊評價(jià)方法全面分析得出爆管隱患對輸水管線安全運(yùn)行的影響程度，并詳細(xì)論述了爆管預(yù)防應(yīng)對措施。
【關(guān)鍵詞】 PCCP管線；爆管隱患；預(yù)防措施
中圖分類號：TV672+．2 文章編號：1005-4774( 2016) 06-0051-04
1 引 言
大伙房水庫輸水工程是為解決遼寧中部六城市缺水問題而建設(shè)的大型水利輸水工程。工程采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管( prestressed concrete cylinder pipe)簡稱PCCP。為了滿足實(shí)際輸水需要，輸水管線流量及壓力相對較高，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。
2 PCCP輸水管線爆管隱患分析
2.1 自然因素影響
供水運(yùn)行過程中，會(huì)遇到各種突發(fā)事件，當(dāng)發(fā)生較大震級地震時(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、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)械土方開挖，也會(huì)對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；輸水管線卜，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)過大，管線會(huì)出現(xiàn)正壓或負(fù)壓過大狀況，超過管線所能承受的設(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。
PCCP管體施工過程中，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仔在的情況下，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。
4 PCCP輸水管線影響因素確定權(quán)重過程統(tǒng)計(jì)
PCCP輸水僻線影響因素確定僅重采川學(xué)者咨詢統(tǒng)汁法（經(jīng)驗(yàn)分析法）．如表2所列、
對于影響因素一級權(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，對于影響因素確立二級權(quán)重，如表4所列。
4.1 運(yùn)用模糊評價(jià)方法進(jìn)行一級評判
當(dāng)/=1時(shí)確定爆管隱患對輸水管線安全運(yùn)行的影響程度，該評價(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)影響因素評判分析模糊矩型方陣，計(jì)算得出：
4.2 運(yùn)用模糊評價(jià)方法進(jìn)行二級評判
確定該評價(jià)集合為：Ⅳ=（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）。
確定單個(gè)影響因素評判分析模糊矩型方陣B:
通過以上邏輯分析及詳細(xì)計(jì)算可知，爆管隱患對輸水管線安全運(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，爆管隱患對輸水管線安全運(yùn)行的影響程度為影響嚴(yán)重。
5 PCCP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)度值班過程中，值班人員24h在崗執(zhí)勤，密切注視天氣變化，以防不測。
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，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；定期對管線進(jìn)行檢修，通過檢修閥井與盲板進(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破裂；使用探測儀對預(yù)應(yīng)力鋼絲檢測，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)問題及時(shí)進(jìn)行處理。
6結(jié)語
PCCP輸水管道運(yùn)行過程中，清晰分析PCCP輸水管線爆管隱患的形成過程與外在表現(xiàn)形式，采取相應(yīng)預(yù)防措施化解安全隱患，保障大伙房水庫輸水工程PCCP輸水管線運(yùn)行安全。
