① 現有管道信息
???現有的管道信息是整個檢測、監測、安全評價和維護管理體系的基礎數據,為該系統中的管道檢測、可靠性分析評價、安全性分析和管道維護的評判提供依據。而與管道相關的參數相當多,不同領域對其參數的要求不同。表2列舉了管道的主要信息參數示例,是建立地下管網管理系統,實現常態和非常態安全評價、維修決策、可靠性分析評價、災害早期預警等工作不可缺少的。
???② 管網需求預測
???管網的需求預測是通過利用各種影響因素,進行預測風險分析來了解管網的需求趨勢和關鍵參數,并且通過需求管理策略來制定管網的更新或升級計劃。表3列舉了影響管網需求的相關參數。
???③ 管網常態檢測、監測參數
???管網的常態檢測、監測是通過各種手段對管網系統各個設施的狀況進行檢測、監測。其中,結構狀況是最為關鍵的參數之一,因為大多數管道的流量特征無法反映出管道的結構狀態,而管道的結構狀況是計算和評估管道剩余可使用年限和管道安全性評估的依據。例如:某管段由于上部荷載的增加而導致地面下降、管道彎曲變形,在這種情況下管道的流量特征幾乎無變化,但是管道的結構已經破壞,這樣的管道再繼續服役2~3年就可能產生嚴重的管道破裂。所以管網管理部門不僅要了解管網的運行狀況,而且要了解到管網的結構狀況。
??? ④ 城鎮地下管網系統的運行狀況評估
??? 城鎮地下管網系統的運行狀況評估是管道風險評價和災害預警的基礎,評估過程就是對常態運行檢測所得到的參數進行分級和分析的過程。評估后的輸出結果應該包含兩個重要結論,第一是管網系統還可以安全使用的年限,第二則是管網運行狀況的評估等級。
??? 城鎮地下管網的評估標準應該根據各個不同的管網系統的參數狀況給出定量和定性的規定,一般可以對管網系統的各個參數定位5個評分等級:優、良、中、差和非常差。管網的評定等級由各個參數的評分累加并且綜合考慮管網系統、管道材料和環境因素,乘以其因素的加權平均值來得到管網最終評定等級。
??? 城鎮地下管網最終運行狀況可根據其評定的分數分為三個區域:綠色區域、黃色區域和紅色區域,一般評定結果落入黃色區域的管道則需要對其進行安全性評估和風險評估;落入紅色區域的管道需要對其進行災害預警處理,并且選用相關的修復和維護方案來降低其風險概率,并使其落入到綠色區域,正常使用。
表2 管道的主要信息參數示例
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參數分類 | 參數名稱 | 備注 |
管道基礎數據 | 管道代碼 | 這些參數都需要在有關標準中進行對應和統一,以保證管網規劃、設計、建設、管理、維護等各環節的質量和安全,實現地下管網的全生命周期管理,保障地下管網安全運行,實現可靠、高效及合理的維護成本。 |
管道制造商 |
管道生產日期 |
管道經緯度 |
管道質保年限 |
管道上部交通流量 |
管道上部路面寬度 |
管道結構參數 | 管道截面形狀 |
管材類型 |
管道數目 |
管道長度 |
管道結構參數 | 管道跨度 | ? |
管道與水平面夾角 |
管道周圍地質情況 |
管道檢測口深度 |
管道上部覆土厚度 |
…… |
管道附加參數 | 管道維護的歷史記錄 |
管道基礎傾度 |
管道斜交角度 |
…… |
管道安全參數 | 管道基礎的材料 |
管道區域地下水信息 |
管道的峰值流量 |
管道內表面粗糙度 |
管道設計流量 |
管道坡度 |
管道安全設施類型 |
管材安全系數 |
管道安全跨度 |
管道維護維修歷史記錄 | 管道更新類型和時間 | ? |
管道維修類型和時間 |
…… |
⑤ 城鎮地下管網的風險評估
??? 城鎮地下管網的風險評估也可以稱為管網的可靠性分析,其目的是讓管網管理部門了解目前城鎮地下管網所存在的危險和需要管理的關鍵因素,并且為制定降低風險策略提供依據。
表3 影響管網需求的相關參數
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能源系統 | 管網系統 | 道路和交通 |
1.GDP增長 2.人口增長 3.燃油、煤和自然資源的價格 4.能源效率 5.轉換效率 6.消費愛好 7.市政策略 …… | 1.人口增長 2.氣候變化 3.全球變暖效應 4.消費愛好 5.使用的能源 …… ? ? | 1.人口增長 2.交通模式 3.車輛增長 4.交通手段 5.商業區域的變化 …… ? ? |
??? 城鎮地下管網的風險評估應當看作是城鎮地下管網管理體系中的一部分,它與管網的服務等級評定、需求預測、管網安全性評估、制定管網的維修計劃相互關聯,而不應該將其作為單獨的一個工作來看待。在管網風險評估的過程中需要考慮到的重要因素有引發管道失效(事故)的原因、管道失效的模型、對風險的分類、管道失效的后果、管道失效的可能性。
4 預期目標
??? ① 對國內市政公用設施各系統的構成、特點、運行現狀、薄弱環節、預期災害類型進行全面調查與深入分析,掌握發達國家市政公用設施應對突發事件的技術措施、相關標準及發展方向。
??? ② 明確突發事件的分類、分級方法,基于城市管理需求和市政公用設施的實現能力,提出相應的設防、保障目標。
??? ③ 明確基于市政公用設施安全可靠性的各影響因素及其權重,給出市政公用設施安全可靠性的定量分析、定性評價的指標體系,實現缺陷診斷和預測性管理。
??? ④ 基于市政公用設施設防、保障目標,明確提高市政公用設施各系統安全可靠性的技術措施及其發展趨勢(涉及規劃、勘察、設計、施工、監控預警、運行調度、應急搶修等各環節),提出對其他系統設施(如電力系統、能源供應系統)的保障性需求,建立各系統間協同聯動的突發事件應急預案。
⑤ 建立市政公用設施災后安全可靠性評估體系,提出恢復、重建的技術措施。
???⑥ 建立市政公用設施運行安全保障標準體系,按照輕重緩急明確各相關技術和標準的研究方向和階段性目標。
參考文獻:
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