PCCP输水管线爆管隐患分析及预防措施

金　鑫

(辽宁润中供水有限责任公司，辽宁 沈阳　110166)



PCCP输水管线爆管隐患分析及预防措施

金鑫

(辽宁润中供水有限责任公司，辽宁 沈阳110166)

【摘要】本文概述了辽宁省大伙房水库PCCP管线输水安全运行的重要性及出现管线爆管情况的危害性，通过逻辑分析确定爆管隐患影响因素，运用模糊评价方法全面分析得出爆管隐患对输水管线安全运行的影响程度，并详细论述了爆管预防应对措施。

【关键词】PCCP管线； 爆管隐患； 预防措施

1引言

大伙房水库输水工程是为解决辽宁中部六城市缺水问题而建设的大型水利输水工程[1]。工程采用预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipe)简称PCCP[2]。为了满足实际输水需要，输水管线流量及压力相对较高，一旦出现管线爆管，巨大水压力和较高水流速会对发生爆管处周围的生态环境造成重大破坏与影响，必须加强日常巡检及预防措施，保证管线供水安全可靠。

2PCCP输水管线爆管隐患分析

2.1自然因素影响

供水运行过程中，会遇到各种突发事件，当发生较大震级地震时，地表土体产生运动，管线也会随其一起运动，导致管线发生破坏。当管线超过设计的轴向、横向、挠度及抗剪切安全稳定性时，会发生爆管。

夏季，北方雨水较集中，在汛期易产生较大规模洪水。管线穿越河段，在遇到大规模洪水冲刷时，会被超标准洪水冲断产生爆管事故。

2.2人为因素影响

在日常城市发展建设中，由于输水管线距离较长、容易受到城市的市政工程、道路工程等施工影响；河段采砂作业，将管线底部承载管体荷载的砂体挖走，导致管体整体悬空，管体受重力作用会出现断裂现象；在不了解地下输水管线布设位置的情况下，在管线上方打井施工作业与大型机械土方开挖，也会对管体衬砌混凝土及预应力钢丝造成严重破坏；管线上方堆积大量土石方，管体无法承载其压力，直接将管体挤压断裂；矿产资源丰富区，地下矿区爆破对距离矿区较近的管线会产生强烈振动影响，爆破所产生的冲击作用达到一定程度也会导致管线断裂；输水管线上，安装了阀门及调流阀，如果人为误操作引起管线压力波动过大，管线会出现正压或负压过大状况，超过管线所能承受的设计压力时，会出现爆管事故。

2.3管体制作与施工因素影响

PCCP管体制作过程中，如果将严重腐蚀的铁板放入管体内部，会直接影响管体质量；衬砌混凝土未达到强度就进行下道工序作业，出现衬砌混凝土破裂现象；预应力钢丝抗拉强度不够，出现断裂现象[4]。

PCCP管体施工过程中，施工单位管理水平及施工作业人员的专业技术水平，直接影响PCCP管线施工质量。如两个管体在连接处，定位精度不满足设计规范要求，管体承插口橡胶密封不严，造成施工隐患；承载管体荷载的基础，如未达到压实标准或在冬季施工

有冻块土体存在的情况下，管线基础施工不稳定，也会导致管线出现爆管的可能性。

3影响管线爆管因素划分

根据管线爆管隐患因素分析，将影响爆管的因素进行划分统计，如表1所列[3]。

表1　影响爆管的因素划分

4PCCP输水管线影响因素确定权重过程统计

PCCP输水管线影响因素确定权重采用学者咨询统计法(经验分析法)，如表2所列[5]。

表2　PCCP输水管线影响因素的一级权重学者咨询权重统计

对于影响因素一级权重进行确权及统计，如表3所列。

采用相同的确权方法，对于影响因素确立二级权重，如表4所列。

表3　影响因素的一级权重

表4　影响因素的二级权重(i=1、2、3)

4.1运用模糊评价方法进行一级评判

当i=1时确定爆管隐患对输水管线安全运行的影响程度，该评价集合为N1=(影响严重，影响一般)=(N11,N12)。

根据逻辑分析，确定影响因素集合:M1=(由地震导致的破坏,洪水冲断管线)=(M11,M12)。

根据有实际经验学者的详细分析，得出大伙房水库输水工程PCCP输水管线爆管的因素模糊矩型方阵Bi(i=1,2,3)。

确定单个影响因素评判分析模糊矩型方阵,计算得出：

当i=1时，

当i=2时,

当i=3时，

4.2运用模糊评价方法进行二级评判

确定该评价集合为: N=(影响严重，影响一般)=(N1,N2)。

根据先期分析，逐步指定影响因素集合:M=(自然环境变化,人为因素影响,管体制作与施工) =(M1,M2,M3)。

通过以上逻辑分析及详细计算可知，爆管隐患对输水管线安全运行的影响程度中影响严重的服从隶属度为 0.80，影响一般的服从隶属度为0.20。根据隶属度选择最大的原则,爆管隐患对输水管线安全运行的影响程度为影响严重。

5PCCP输水管线爆管预防措施

5.1自然环境变化引起爆管隐患的预防措施

在汛期前，建立汛前检查机制，制定防汛预报方案，举行防汛演练，关注天气与地震预报，在调度值班过程中，值班人员24h在岗执勤，密切注视天气变化，以防不测。

5.2人为因素影响引起爆管隐患的预防措施

加强大伙房水库输水工程保护条例的教育宣传工作，使工程沿线单位与个人了解工程的重要性和安全性。提高管理人员安全意识，加强专业技术培训，熟练掌握工程维修养护技能。提高管线巡查频次，注重巡查效果。在管线保护范围内发现施工现象，立即制止并上报公司安检处；配水站增设双向稳压塔，增加管道的压力波动富裕度，双向稳压塔既能平定管道内的压力波动又能向管道内补水，确保管道工作安全。

5.3管体制作与施工引起爆管隐患的预防措施

定期检验管线阴极防腐设备的保护功能及低点位金属的保护作用；定期对管线进行检修，通过检修阀井与盲板进人口进入管道内部检查管线混凝土表面是否有裂缝与破损情况出现；在地表面某段管线进行开挖检查，观察管线接口处结合是否紧密，喷射混凝土表面有无破裂；使用探测仪对预应力钢丝检测，判断是否出现断裂情况；在管线易出现爆管的部位安装监控仪器，监控管顶土压力、管道接口变形、内水压力、SP-PCCP缝变形、支墩位移、衬砌钢筋应力、钢绞线应力等数据，发现问题及时进行处理。

6结语

PCCP输水管道运行过程中，清晰分析PCCP输水管线爆管隐患的形成过程与外在表现形式，采取相应预防措施化解安全隐患，保障大伙房水库输水工程PCCP输水管线运行安全。

参考文献

[1]祁孝珍，耿延君，曾庆国.大型水利工程项目投融资新方式探索——以辽宁大伙房水库输水工程建设投融资为例[J].水利经济,2008(2)：43-45.

[2]陈辉，孙芹先.预应力钢筒混凝土管在北美的应用现状及问题浅析[J].混凝土世界,2014(8)：38-43.

[3]武鹏.模糊综合评判在工程质量评定中的应用[J].山西建筑,2014(12).

[4]宋放.大型输水工程PCCP管道阴极保护浅析[J].水利建设与管理，2015(4)：61-64.

[5]金鑫.模糊评价在锦凌水库工程质量控制中的应用[J].水利建设与管理，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

中图分类号：TV672+.2

文献标志码：B

文章编号：1005-4774(2016)06-0051-04