城市地下管線安全管理體系建設(shè)研究

孫平 朱偉 鄭建春

摘要：從保證管道安全的角度入手，探索了管道完整性管理技術(shù)，綜合考慮了信息采集、風(fēng)險評估、決策管理三個方面，初步構(gòu)建了地下管線安全管理體系框架，為城市地下管線的日常安全管理工作提供了一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地下管線；安全；完整性管理；管理體系

1 國內(nèi)外地下管線管理現(xiàn)狀

西方國家對地下管線的安全問題非常重視，美國、加拿大、英國等國家的管線公司都開始研究管道完整性管理問題，并就嚴(yán)防管線破壞頒布了一些安全法律法規(guī)[1-2]，旨在進(jìn)一步確保地下管網(wǎng)的安全，進(jìn)一步闡明管道運(yùn)行人員的資格認(rèn)證和管道完整性管理的概念。在安全技術(shù)方面，國外比較重視過程控制的研究，注重研究開發(fā)和提高管道監(jiān)控系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的自動化水平；將風(fēng)險分析的方法應(yīng)用到油氣管道，對新建或已建管道進(jìn)行風(fēng)險評估，逐步建立起管道安全評價與完整性管理體系的各種有效的評價方法；實(shí)行了風(fēng)險管理制度，對風(fēng)險進(jìn)行正確和科學(xué)地識別、評價和有效地管理，將危害降低至目前可以接受的最低水平，實(shí)施風(fēng)險管理示范規(guī)劃活動。在管線泄漏檢測技術(shù)的開發(fā)上，提高檢測數(shù)據(jù)的可靠性，大力研發(fā)非開挖檢測技術(shù)。

國內(nèi)在地下管線的管理方面缺乏地下管線基礎(chǔ)資料[3-5]，已建的地下管線數(shù)據(jù)庫不夠精確完整，在管線的建設(shè)方面缺乏科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計，管線一旦投入生產(chǎn)使用監(jiān)管力度不夠，缺乏有效檢測技術(shù)手段和必要的維護(hù)保養(yǎng)措施，地下管線安全管理意識薄弱，造成了我國管道事故發(fā)生率居高不下。

2 地下管線安全管理體系的建立

管道完整性管理是當(dāng)前國際管道業(yè)的普遍管理模式，管道的完整性管理涉及內(nèi)在和外在兩方面的問題，內(nèi)在的問題主要有管道自身老化，管壁因腐蝕、磨蝕而變薄；管線存在變形、制造和焊接等缺陷；管道介質(zhì)中的腐蝕成分及疲勞腐蝕等。外在因素是指第三方施工、地質(zhì)因素和自然環(huán)境等。管道完整性管理體系主要包括數(shù)據(jù)采集與分析、風(fēng)險評估、決策管理三個層面，管道完整性管理技術(shù)主要包括安全檢測與評估、風(fēng)險評價技術(shù)和修復(fù)技術(shù)。

2.1 地下管線完整性管理信息系統(tǒng)

城市地下管線完整性信息是指在城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)，埋設(shè)在城市主干路、次干路、支路、社區(qū)道路以及城市廣場等區(qū)域地下管線的走向、空間位置、基本屬性及其附屬物、管線腐蝕及缺陷狀況等信息。城市地下管線信息具有統(tǒng)一性、精確性、完整性和基礎(chǔ)性等特點(diǎn)，應(yīng)真實(shí)反映地下管線現(xiàn)狀，為管線日常管理和事故應(yīng)急救援提供數(shù)據(jù)信息支撐。

城市地下管線完整性管理信息系統(tǒng)應(yīng)能快速提供現(xiàn)勢性強(qiáng)、真實(shí)準(zhǔn)確的地下管線信息，并能基于現(xiàn)勢數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速查詢、綜合分析、輔助設(shè)計等操作。城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)可以認(rèn)為是一個涉及數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)加工，數(shù)據(jù)入庫，數(shù)據(jù)管理、編輯，數(shù)據(jù)分析、輸出的GIS系統(tǒng)工程，在地下管線探測技術(shù)、數(shù)字測繪技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的支撐下，通過建立城市地下管線信息數(shù)據(jù)庫和共享平臺，最終為城市各種與地下管線相關(guān)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享計算服務(wù)?？梢詫⑾到y(tǒng)層次結(jié)構(gòu)分為信息采集、功能實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)輸出三個部分，見圖1。

2.2 地下管線完整性管理風(fēng)險評估

地下管線運(yùn)行風(fēng)險評估是在信息采集的基礎(chǔ)上，基于信息系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，界定風(fēng)險評估的涵蓋范圍、確定管網(wǎng)失效因素、進(jìn)行危險源辨識、確立風(fēng)險評價指標(biāo)，充分利用管線事故庫和管線安全運(yùn)行知識專家?guī)?，結(jié)合腐蝕管道剩余強(qiáng)度評估、可靠性評定和剩余壽命預(yù)測等專項評價結(jié)果，建立一個科學(xué)的評估體系，選擇有效的評估方法，對影響城市地下管線風(fēng)險的各相關(guān)因素進(jìn)行定性的定量的分析，并根據(jù)相應(yīng)的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)，評價管線系統(tǒng)風(fēng)險的可能性及其嚴(yán)重程度，進(jìn)而判斷管線的運(yùn)行風(fēng)險。風(fēng)險評估流程見圖2。

2.3 地下管線完整性管理決策

地下管線完整性管理體系的另一組成部分是決策管理，決策過程是風(fēng)險管理不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。決策分析的主要依據(jù)來源于風(fēng)險評估的結(jié)果。風(fēng)險控制主要包括失效的預(yù)防措施和風(fēng)險的降低措施兩部分，在風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上，通過決策和實(shí)施，達(dá)到減少風(fēng)險并合理分配資源的目標(biāo)。失效預(yù)防包括含有缺陷結(jié)構(gòu)的適用性評價技術(shù)、管線檢修維護(hù)技術(shù)等，風(fēng)險降低措施包括基于風(fēng)險的法規(guī)、基于風(fēng)險的檢測預(yù)測等。

風(fēng)險控制技術(shù)包括宏觀控制技術(shù)和微觀控制技術(shù)。宏觀控制技術(shù)以整個風(fēng)險控制對象為對象，運(yùn)用系統(tǒng)工程原理對風(fēng)險進(jìn)行有效控制。采用技術(shù)有：法制手段（政策、法令、規(guī)則制度）、經(jīng)濟(jì)手段（獎、罰）和教育（長期的、短期的、學(xué)校的、社會的）。微觀控制技術(shù)以具體的危險源為控制對象，以系統(tǒng)工程原理為指導(dǎo)，對風(fēng)險進(jìn)行控制。采用技術(shù)有：施工技術(shù)（設(shè)計思想、設(shè)計參數(shù)、鋪設(shè)方式、焊接工藝）、防腐保護(hù)技術(shù)（涂層防護(hù)、陰級保護(hù)、增設(shè)犧牲陽極、殺菌劑保護(hù)）、檢測技術(shù)（在役管線的內(nèi)外腐蝕、局部變形、焊縫裂紋檢測）、監(jiān)測技術(shù)（泄漏監(jiān)測、故障監(jiān)測、介質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測、預(yù)警技術(shù)）等，風(fēng)險決策流程見圖3。

3 結(jié)論

本文將基于風(fēng)險的完整性管理技術(shù)納入城市地下管線的日常安全管理工作，構(gòu)建了信息采集、風(fēng)險評估、決策管理子框架，用來指導(dǎo)管線的維護(hù)和檢查工作，對地下管線日常安全管理工作有一定支撐作用，為預(yù)防和減少事故發(fā)生具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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（責(zé)任編輯：文雪峰）