《玻璃水滑道安全技術(shù)要求》國家標(biāo)準(zhǔn)簡介及重點(diǎn)解析

劉 然 王尊祥 葉 超 梁朝虎 沈功田

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

1 玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)制定背景

玻璃水滑道是一種中國原創(chuàng)的景區(qū)玻璃類游樂設(shè)施，因其游玩趣味性強(qiáng)、體驗(yàn)感好，一經(jīng)問世便深受廣大游客歡迎，成為爭相打卡的“網(wǎng)紅項(xiàng)目”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2017年首條玻璃水滑道投入運(yùn)營至今，全國保有量已近3 000條，每年參與游玩約2億人次，并以每年10%左右的速度持續(xù)增長，已成為我國新時(shí)代旅游業(yè)的重要增長點(diǎn)。但由于行業(yè)短期發(fā)展過于迅猛、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)一直缺失等現(xiàn)狀，導(dǎo)致設(shè)計(jì)施工不規(guī)范、工程質(zhì)量參差不齊、運(yùn)營管理隨意混亂、傷亡事故時(shí)有發(fā)生，各方強(qiáng)烈呼吁制定玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范行業(yè)發(fā)展。

為此，為全面推進(jìn)景區(qū)玻璃類設(shè)施的高質(zhì)量發(fā)展，保障廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，填補(bǔ)行業(yè)長期以來標(biāo)準(zhǔn)缺失空白，筆者單位牽頭，聯(lián)合20多家“產(chǎn)、學(xué)、研、用”標(biāo)準(zhǔn)起草單位，歷時(shí)3年，研究建立了我國景區(qū)玻璃類設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 41121—2021《玻璃水滑道安全技術(shù)要求》，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)T/CMES 37003—2022《景區(qū)玻璃類觀景設(shè)施安全規(guī)范》、T/CMES 37002—2022《景區(qū)玻璃類游樂和觀景設(shè)施建造單位能力條件要求》，CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《景區(qū)玻璃類游樂和觀景設(shè)施玻璃承載性能測試方法》，共計(jì)4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。其中，T/CMES 37002—2022［1］已于 2022年4月頒布實(shí)施，GB/T 41121—2021［2］于 2022年7月1日正式實(shí)施。

2 玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)制定原則和過程

2.1 指導(dǎo)原則

1）安全與發(fā)展結(jié)合。首先，安全生產(chǎn)是底線，是紅線，更是生命線。玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)的制定將安全放在了首位。其次，標(biāo)準(zhǔn)的制定也主分考慮了玻璃水滑道的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，既能滿足本質(zhì)安全的技術(shù)需求，又能引領(lǐng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和高質(zhì)量發(fā)展。

2）事故與問題導(dǎo)向。玻璃水滑道與乘客、周邊環(huán)境深度交互，涉及人身安全，極易發(fā)生磕碰、擦傷、碰撞和甩出等事故和傷害。標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，以近年來實(shí)際發(fā)生的事故、人身傷害以及行業(yè)各方重點(diǎn)關(guān)注的安全問題為導(dǎo)向，針對(duì)性地編寫了相應(yīng)的安全技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法，有效消除和降低了之前普遍存在的安全隱患。

3）科研成果支撐。為支撐標(biāo)準(zhǔn)的制定，筆者單位立項(xiàng)了《玻璃水滑道安全性研究和標(biāo)準(zhǔn)研制》項(xiàng)目，給予專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持，同時(shí)在中國材料與實(shí)驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(CSTM)立項(xiàng)了《玻璃水滑道用夾層玻璃及安全性能評(píng)價(jià)示范》項(xiàng)目。本標(biāo)準(zhǔn)中涉及材料測試、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)檢測等方面的內(nèi)容主要轉(zhuǎn)化自“十三五”科研項(xiàng)目以及上述項(xiàng)目的研究成果。

4）工程應(yīng)用驗(yàn)證。標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，結(jié)合河北漫山花溪谷、黃金寨，河南老君山、雞冠洞，江西三清山，成都融創(chuàng)樂園，重慶融創(chuàng)樂園等景區(qū)的12條玻璃水滑道項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和使用管理過程，對(duì)結(jié)構(gòu)整體建模設(shè)計(jì)、彎道與坡度關(guān)系、水流量、轉(zhuǎn)彎半徑等重點(diǎn)技術(shù)內(nèi)容開展了工程應(yīng)用，風(fēng)險(xiǎn)管控措施得到有效驗(yàn)證。

2.2 研制過程

玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作由全國索道與游樂設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口管理。自2018年8月起，標(biāo)準(zhǔn)起草組在設(shè)備健康管理理論的指導(dǎo)下，以促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo)，以保障設(shè)備安全運(yùn)行為核心，開展了一系列的專家論證、科學(xué)研究、現(xiàn)場測試和工程應(yīng)用，歷經(jīng)起草組工作稿、征求意見稿、送審稿、報(bào)批稿等階段，于2021年12月31日正式公布。

在玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)的研制過程中，起草組通過研討會(huì)議、調(diào)查問卷、技術(shù)交流等形式，廣泛調(diào)研吸納了行業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營、管理方的意見和建議，并針對(duì)承人玻璃性能、設(shè)計(jì)要求、材料安全系數(shù)及運(yùn)行參數(shù)等開展了專項(xiàng)研究，攻克了玻璃材料測試與評(píng)價(jià)方法，以及滑行速度、坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、水流量閾值等行業(yè)難題，并在多條新建和在用玻璃水滑道上開展了工程應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。通過上述研究和應(yīng)用，最終、統(tǒng)一了玻璃水滑道在材料、設(shè)計(jì)、建造與安裝、使用管理、檢驗(yàn)與試驗(yàn)等方面的安全技術(shù)要求，填補(bǔ)了行業(yè)長期缺乏標(biāo)準(zhǔn)的空白，為其建設(shè)和運(yùn)營提供了專業(yè)依據(jù)，也為政府部門的安全監(jiān)管提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

3 玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容解析

GB/T 41121—2021綜合考慮了安全、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，規(guī)定了材料、設(shè)計(jì)、建造與安裝、使用管理、檢驗(yàn)與試驗(yàn)等方面的基本安全技術(shù)要求，內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備全生命周期的覆蓋。

因此，知識(shí)可視化和網(wǎng)絡(luò)媒介素養(yǎng)教育的目的是一致的，都是為了知識(shí)的傳播和知識(shí)的創(chuàng)造。知識(shí)可視化是從知識(shí)呈現(xiàn)的形式上的視覺化來促進(jìn)知識(shí)的傳播；網(wǎng)絡(luò)媒介素養(yǎng)教育是從技術(shù)手段上促進(jìn)知識(shí)的傳播。如果把二者結(jié)合起來，快速傳播的網(wǎng)絡(luò)媒介技術(shù)承載著易懂的可視化的信息，人們既可以快速地獲取信息，又能快速地解讀信息，使得人們?cè)谛畔r(shí)代中所面臨的更快、更多地掌握知識(shí)的難題得到了解決。

首先，針對(duì)其安全和質(zhì)量影響因素不清、建設(shè)運(yùn)營環(huán)境復(fù)雜多變等特點(diǎn)，開展了玻璃水滑道全生命周期的危險(xiǎn)源識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并將識(shí)別和評(píng)價(jià)結(jié)果貫穿至各章節(jié)內(nèi)容的編寫。其次，在基本安全要求的編寫上吸納了在用玻璃水滑道建設(shè)、運(yùn)營的工程經(jīng)驗(yàn)，借鑒了GB 8408—2018《大型游樂設(shè)施安全規(guī)范》［3］、GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［4］、GB/T 18168—2017《水上游樂設(shè)施通用技術(shù)條件》［5］、GB/T 18879—2020《滑道通用技術(shù)條件》［6］等標(biāo)準(zhǔn)條款；在玻璃承載性能、安全系數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)算、檢驗(yàn)與試驗(yàn)方法等核心安全要求上開展了動(dòng)力學(xué)仿真、實(shí)驗(yàn)力學(xué)測試與評(píng)價(jià)、運(yùn)行參數(shù)關(guān)聯(lián)性試驗(yàn)等研究與應(yīng)用，確定了影響設(shè)備本質(zhì)安全的核心參數(shù)。最終，在匯集行業(yè)各方智慧，采納最新科研成果，結(jié)合工程應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上，形成了玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)。筆者就標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)解析，便于玻璃水滑道從業(yè)者和管理者的理解和應(yīng)用。

3.1 玻璃材料

玻璃水滑道用玻璃材料的安全性能是行業(yè)各方關(guān)注的重點(diǎn)。因玻璃水滑道施工質(zhì)量參差不齊、服役環(huán)境惡劣、載荷形式復(fù)雜，玻璃材料易發(fā)生應(yīng)力集中和沖擊破壞，其承載性能直接關(guān)系游客的生命安全，但當(dāng)時(shí)承人玻璃性能測試與評(píng)價(jià)方法國內(nèi)外均為空白［7－9］，已成為困擾行業(yè)各方的“卡脖子”難題。

為此，起草組在科研項(xiàng)目的支持下，原創(chuàng)性地提出了全工況、全尺寸的承人玻璃性能測試方法，模擬玻璃水滑道真實(shí)工況，通過“仿真人腳”加載在全尺寸的玻璃上來確定其極限承載和剩余承載能力，試驗(yàn)裝置見圖1。同時(shí)，在玻璃加載破壞過程中，采用數(shù)字圖像相關(guān)和聲發(fā)射技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測［10－11］，如圖2和圖3所示，揭示了夾層玻璃損傷演化的全過程，成果在第二屆世界狀態(tài)監(jiān)測大會(huì)上獲得了最佳論文獎(jiǎng)。

圖1 玻璃加載試驗(yàn)裝置

圖2 玻璃加載破壞位移場

圖3 玻璃加載聲發(fā)射幅值

在上述研究成果的支撐下，攻克了玻璃水滑道用玻璃材料的安全系數(shù)這一行業(yè)難題，并明確了相關(guān)要求：每塊夾層玻璃極限承載力與作用在其上的最不利工況荷載的比值為安全系數(shù)，其值應(yīng)大于8.0；玻璃水滑道用鋼化夾層玻璃應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行底板玻璃承載能力、側(cè)板玻璃沖擊等型式試驗(yàn)，破碎后不應(yīng)出現(xiàn)大片（最大直徑不應(yīng)大于2 cm）脫落，且殘余承載能力不小于900 N。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

玻璃水滑道的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涵蓋地質(zhì)勘查、項(xiàng)目選址與線路規(guī)劃、基礎(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行安全要求等方方面面。在玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)制定前，行業(yè)大多僅參考建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無結(jié)構(gòu)整體建模計(jì)算，且對(duì)設(shè)備運(yùn)行相關(guān)的本質(zhì)安全性考慮不夠全面。

為此，起草組組織地質(zhì)、材料、土建、電氣、游樂設(shè)施、檢驗(yàn)檢測等多行業(yè)專家，從巖土工程勘察、選址、設(shè)計(jì)計(jì)算、滑道主體、基礎(chǔ)、支撐結(jié)構(gòu)、上下站、滑具及其運(yùn)輸系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等關(guān)系設(shè)備本質(zhì)安全的方方面面梳理安全要求。尤其是對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，細(xì)化了載荷的種類與取值、載荷組合、工況分析及計(jì)算要求。通過對(duì)多項(xiàng)同期建設(shè)的玻璃水滑道進(jìn)行整體建模分析和仿真計(jì)算，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款進(jìn)行實(shí)際工程應(yīng)用和驗(yàn)證，不斷修正和完善設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)要求，使此部分內(nèi)容系統(tǒng)、全面、適用，更好地服務(wù)于設(shè)計(jì)人員。

滑行速度是反映玻璃水滑道安全性最重要的參數(shù)指標(biāo)，又與滑道坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、水流量等參數(shù)密切相關(guān)。針對(duì)玻璃水滑道線路長、線形多變、載荷復(fù)雜的特點(diǎn)，起草組對(duì)運(yùn)行關(guān)聯(lián)參數(shù)進(jìn)行了多次測試與試驗(yàn)，并最終科學(xué)確定了速度、坡度、轉(zhuǎn)彎半徑等重要參數(shù)的要求，規(guī)范了線路設(shè)計(jì)。具體要求如下：

1）乘員在玻璃水滑道內(nèi)滑行的最大速度應(yīng)不超過7 m/s，任意位置處的滑行速度應(yīng)保證乘員安全，不允許發(fā)生乘員滯留、飛出、墜落、碰撞、騰空等危險(xiǎn)現(xiàn)象；

2）玻璃水滑道彎道段中心線曲率半徑應(yīng)不小于7.5 m，底板外側(cè)高度宜大于內(nèi)側(cè)高度，高度差應(yīng)保證乘員安全通過轉(zhuǎn)彎處；

3）玻璃水滑道平均坡度應(yīng)不大于8%，且不應(yīng)出現(xiàn)逆向坡，直線段和曲線段的最大坡度應(yīng)分別滿足表1和表2要求。

表1 玻璃水滑道直線段最大坡度要求

表2 玻璃水滑道曲線段最大坡度要求

3.3 制造安裝

玻璃水滑道建設(shè)單位大多是半路出家，無相關(guān)專業(yè)資質(zhì)，施工質(zhì)量參差不齊，其建造與安裝過程全憑經(jīng)驗(yàn)。為此，起草組首先對(duì)建造單位的質(zhì)量保證體系提出了要求，同時(shí)研制了T/CMES 37002—2022團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)作為支撐，規(guī)定了其人員、工作場所、儀器設(shè)備的資源條件要求和質(zhì)量保證體系要求，旨在規(guī)范和提高玻璃水滑道建造單位的專業(yè)能力條件，從源頭提升本質(zhì)安全。

此外，分別逐項(xiàng)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)部分的要求，從基礎(chǔ)施工、支撐結(jié)構(gòu)制造與安裝、玻璃安裝、上下站區(qū)施工、滑具制造、滑具運(yùn)輸系統(tǒng)制造與安裝、供水系統(tǒng)安裝、電氣系統(tǒng)安裝以及相應(yīng)的過程記錄等方面提出了具體要求，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容從設(shè)計(jì)到制造、安裝的延伸性和一致性。

3.4 使用管理

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由于管理因素、人為因素、檢維修因素導(dǎo)致的大型游樂設(shè)施事故占其總數(shù)的50%以上［12］，由此可見，使用管理是保障玻璃水滑道安全的重要環(huán)節(jié)。而目前玻璃水滑道的運(yùn)營管理模式較為落后，更無日常管理、人員培訓(xùn)、檢維修、應(yīng)急救援等方面的相關(guān)制度和具體要求。

為此，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了玻璃水滑道運(yùn)營單位應(yīng)建立健全完整的安全使用管理制度、技術(shù)檔案和使用檔案，安全使用管理制度包括崗位職責(zé)、運(yùn)行管理、日常檢維修和應(yīng)急救援等內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合以往運(yùn)營過程中發(fā)生的人員傷害，提出了針對(duì)性的管理要求，如：運(yùn)營單位應(yīng)根據(jù)使用維護(hù)保養(yǎng)說明書的要求編制維修保養(yǎng)作業(yè)指導(dǎo)文件，并依據(jù)作業(yè)指導(dǎo)文件開展日檢、周檢、月檢、年檢等安全檢查；最小放行間距應(yīng)根據(jù)玻璃水滑道的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場運(yùn)營情況綜合確定，確保在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)因滑具碰撞而產(chǎn)生危險(xiǎn)；出發(fā)平臺(tái)、下站的操作人員應(yīng)配置聯(lián)絡(luò)與溝通工具；下站操作人員應(yīng)具備溺水救援能力等。

3.5 檢驗(yàn)檢測

檢驗(yàn)檢測是玻璃水滑道是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的重要判據(jù)，也是保障其安全的重要手段。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了玻璃水滑道應(yīng)按照有關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行檢驗(yàn)與試驗(yàn)，并留存資料，并能對(duì)該玻璃水滑道是否符合要求形成主分支持且有可追溯性。同時(shí)，因玻璃水滑道工程量大、專業(yè)性強(qiáng)，也對(duì)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)提出了明確的要求，避免出現(xiàn)因隨意委托的第三方機(jī)構(gòu)不專業(yè)、出具虛假檢驗(yàn)報(bào)告等現(xiàn)象，嚴(yán)把“質(zhì)量關(guān)”和“安全關(guān)”。同時(shí)，對(duì)于檢驗(yàn)、試驗(yàn)和監(jiān)測內(nèi)容和方法也提出了具體規(guī)定：

1）檢驗(yàn)包括設(shè)計(jì)資料審查、安裝完成后投入使用前的檢驗(yàn)（竣工檢驗(yàn)）和在用每年1次的檢驗(yàn)（年度檢驗(yàn)）；

2）試驗(yàn)包括玻璃型式試驗(yàn)、滑具型式試驗(yàn)和運(yùn)行測試試驗(yàn)；

3）監(jiān)測包括上下客及線路全程音頻、視頻和最大滑行速度，數(shù)據(jù)保留時(shí)間不少于3個(gè)月。

4 結(jié)論和展望

1）GB/T 41121—2021是我國首個(gè)景區(qū)玻璃類設(shè)施的國家標(biāo)準(zhǔn)，其頒布和實(shí)施對(duì)于行業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，從此改變?cè)撚螛讽?xiàng)目建設(shè)運(yùn)營無依據(jù)、安全管理無抓手的現(xiàn)狀，對(duì)全面提升玻璃水滑道安全水平，引領(lǐng)行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。

2）本文全面介紹了玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)的研制背景、原則和過程，并對(duì)其主要內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)解析，希望為行業(yè)各方理解標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)提供支撐，也希望在今后的實(shí)施過程中，得到更多建設(shè)性的意見和建議，便于修訂和完善本標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地保障玻璃水滑道安全。

3）玻璃水滑道國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，新建玻璃水滑道如何落實(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)，在用玻璃水滑道如何對(duì)標(biāo)達(dá)標(biāo)，全面開展標(biāo)準(zhǔn)符合性的檢驗(yàn)檢測，真正提升其設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營水平，需要全行業(yè)的共同努力。