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城市地下燃气管道受第三方影响所致事故模型研究 20世纪90年代以来，随着我国城市建设的快速发展，市政供水、供电、道路、绿化等市政建筑和建筑项目显著增加，给地下燃气管道带来了破坏的可能性。地下燃气管道受第三方影响极易发生燃气泄漏事故。据不完全统计, 1995年到2002年, 地下管道受第三方影响所致的事故约占地下管道事故的51.5%, 而2003年以后增长到了62.8%。可见随着城市建设的发展, 城市地下燃气管道受第三方影响的事故呈上升趋势, 成为地下燃气管道事故的主体, 这给城市地下燃气管道的安全运行带来了极大的隐患。 因此, 研究地下燃气管道受第三方影响所致事故模型, 从预防的角度采取措施减少事故发生途径, 从补救的角度在事故发生后采取有效应急措施, 避免事故扩大都是十分必要的。本文采用安全系统工程的事故树分析法, 针对第三方影响事故模型进行分析, 从根本上和整体上研究地下燃气管道受第三方影响的问题, 提出针对性的解决方法。 1 自然因素对管道应力的影响 地下燃气管道受第三方影响所致事故表现形式各异, 其原因可分为自然因素和非自然因素。自然因素指管道因所处环境的自然因素间接引起的对管道的破坏, 主要形式有自然灾害、地质自然沉降以及绿化植物对管道造成外力影响, 引发管道的应力破坏;非自然因素分为城市施工所造成的管道硬性破坏和违章建筑、重型车辆等造成的管道负载过重破坏。 1.1 地壳运动引起的管道应力 ① 自然灾害, 包括火灾、水灾、地震、暴雨等灾害以及引起的地壳剧烈运动对管道产生一定的应力变化; ② 地质自然沉降造成的地基下沉, 造成管道受压断裂; ③ 绿化植物的自然生长, 其根系、总重增加对管道造成外力影响, 引发管道应力变化。 1.2 非自然因素的影响 1.2.1 施工前未发现有地下燃气管道破坏 ① 施工单位知道有地下燃气设施, 施工时应先根据相关资料确认地下管道的位置, 或者根据管道标志桩采取人工挖掘等措施, 以避免事故发生。但一些施工单位无视燃气标志桩、警示带, 甚至对燃气管理单位巡查人员的警告置之不理, 仍使用大型挖掘机械进行施工, 对管道造成破坏。 ② 施工单位未意识到需确定现有地下管道位置, 在管道附近进行施工, 意外损坏管道。明确管道位置是限制施工意外破坏发生的条件, 但常常由于施工单位未意识到有地下燃气管道, 施工前未对地下燃气管道进行确认, 未与燃气公司协调, 而造成此类破坏。 ③ 燃气管道管理单位由于管理上的原因, 无管道布置资料、管道位置资料不准确或者现场燃气管道标志桩位置错误, 无法确认地下燃气管道的位置。 ④ 由道路、地铁施工进行地质爆破的震荡波所造成的管道破坏。 ⑤ 在采取了人工挖掘等措施的正常施工中操作失误, 对燃气管道造成破坏。 ⑥ 施工单位在管道附近进行施工 (管道没有裸露) , 造成地质沉降、管道应力改变, 引发管道失效。 1.2.2 燃气管道方向过多重量,导致管道负载过破坏 《城镇燃气设计规范》 (GB 50028-93) 规定地下燃气管道埋设的最小覆土厚度 (路面至管顶) 为:埋设在车行道下时不小于0.9 m, 在非车行道 (含人行道) 下时不小于0.6 m, 在庭院 (指绿化地及载货汽车不能进入之地) 内时不得小于0.3 m, 在水田下时不小于0.8 m。由于燃气管道上方环境的变化, 使得管道承载上方临时建筑、重型车辆等的过多重量, 造成管道负载过重破坏, 具体表现在如下几方面。 ① 设计、施工埋深不够, 管道在竣工时就埋深不足。 ② 管道上方有后建建筑存在, 这些后建建筑多为非正式建筑, 拆除执行困难, 对管道形成额外的应力作用。 ③ 管道上方堆放有大量施工器材, 对管道造成重压。 ④ 道路通行情况改变, 使得管道原处于非主要干道或绿化带下方, 现处于主要干道或重型车辆通行干道下。 2 承载人致事故机制 在对管道受第三方影响进行全面分析后, 根据系统分析理论, 用安全系统分析中的事故树分析法, 将系统失效事件——第三方影响所致事故作为顶上事件, 按照演绎法, 从顶上事件开始, 运用逻辑推理, 分析造成起因的中间事件及基本事件间的关系及发生概率, 进而计算地下燃气管道系统受第三方影响的事故概率, 并据此采取相应的措施, 以提高地下燃气管道系统的安全性和可靠性。该法最大的特点是能直观地指出消除事故的根本点, 便于制定预防措施。图1是根据地下燃气管道受第三方影响所致事故的因素分析而得出的事故树。 3 国外灾害模型的计算与分析 3.1 比例因子的确定 从所建立的事故树可以看出, 许多基本事件与施工活动、环境改变等人为因素有关。在基本事件的概率数据处理上, 不采用模糊评价方法中常采用的专家调查法, 以避免受到专家水平一致程度的影响和对专家权重评判的处理, 减少人为主观评判增加的误差。本模型