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1、1,城市地下管线安全隐患与对策,江贻芳北京市测绘设计研究院,Content,安全隐患类型外力破坏地下管线城市水灾水体污染路面塌陷引发隐患的原因剖析对策探讨,引言,改革开放后，尤其是近几年我国城市化进程的加速，城市地下管线建设发展非常迅猛，但随之而来的由于地下管线隐患引发的问题也越来越多。,管线的安全隐患类型,管线的安全隐患类型,外力破坏地下管线城市水灾水体污染路面塌陷,外力破坏地下管线,外力破坏地下管线,1、施工破坏,新华网北京7月28日电(记者朱立毅)国家安监总局28日引述江苏省安监局的报告称，当天9时30分许，南京市栖霞区迈皋桥街道万寿村15号附近进行的拆迁作业现场，因施工挖断了丙烯管道造
2、成丙烯泄漏，旁边的一私家车主启动车辆时产生明火引发爆炸。来自安监局的通报称，爆炸形成的冲击波造成周边居民住宅和有关建筑物玻璃损坏、部分民房坍塌，间接造成人员伤亡。经初步核查，造成5人死亡，重伤28人，轻伤100余人。,1、施工破坏,【新闻回放】2007年1月至8月，武汉市燃气管网损毁数量比2006年同期大幅上升，共查处8起事故，而2006年全年仅查处3起。2007年5月24日到7月9日，仅一个多月的时间内，厦门市厦禾路就有11处煤气管道或管道设施被挖破。2007年6月27日到7月14日，短短半个多月的时间内，兰州市天然气管道三次被挖破，导致天然气泄漏，不仅给附近居民用气带来影响，更严重的是，造
3、成了巨大的安全隐患。同样是兰州，2007年以来，在各种地下开挖工程中，城市供水管网被破坏近10次，其中仅5至6月份，永昌北路供水管道就先后4次被挖爆。,1、施工破坏,据统计，2004年北京市燃气集团有限责任公司公司共处理突发事故156起。其中，施工挖断造成漏气事故占突发事故的35.3%。北京市在2004年、2005年1至6月、2006年1-10月，因为施工造成的燃气管道泄漏事故分别为63起、23起和71起。,1、施工破坏,2005年1至11月，北京市发生了77起由于市政施工不当而造成的水管爆裂事故（平均每5天一起）。,1、施工破坏,京广线供电电缆挖断事故施工挖断电缆造成全国计算机二级考试被迫中
4、断事故北京市地下光缆：2000年被挖断32条，花去1千多万元的抢修费；2001年已被挖断33条，花去了1220万元抢修费。平均每10天就有一条光缆被挖断。,1、施工破坏（原因）,无管线资料施工管线资料不准确或不完整管线资料没有问题，但没有按照其指引施工,1、施工破坏（对策）,出台保障地下管线安全的法规，提高破坏地下管线的违规成本开展城市地下管线普查工作，建立竣工测量机制和建设城市地下管线信息共享平台,出台保障地下管线安全的法规,弗罗里达州法令（第556章）地下设施损害预防及安全法案为了向开挖工程承包商和公众提供其开挖或拆除信息的通知途径，制定本法。立法目的：（1）帮助公众预防由于开挖或拆除所造
5、成的地下设施损坏所带来的人员伤亡、财产损失和服务中断。,2、腐蚀破坏（案例）,据统计，2004年北京市燃气集团有限责任公司公司共处理突发事故156起。其中，腐蚀造成的漏气事故占突发事故的36.5%。2002年12月2日，石家庄市电厂街10号建华市场储运分公司仓库，发生一起因管道腐蚀导致的泄露事故，2人死亡，2人重伤。2004年5月29日，四川省泸州市发生天然气泄漏爆炸事故，造成5人死亡、1人重伤、34人轻伤。,2、腐蚀破坏（案例）,北京市目前拥有5000km天然气钢质管道，部分已进入腐蚀事故多发期。1996年，学院路和第二外国语大学两段中压管道出现电化学腐蚀穿孔泄漏1997年，亚运村和中央党校
6、等地区的中低压管道多次发生电化学腐蚀穿孔1998年，小关北路，高澜大厦一酒仙桥调压站中压管道多次发生电化学腐蚀泄漏事故。北京市燃气管网腐蚀穿孔泄漏发生率逐年呈上升趋势，是影响管网安全运行的主要危害之一,2、腐蚀破坏（案例）,2005年9月26日，太原市和平南路义井段一管径500mm的地下煤气中压管线发生煤气泄漏。漏气原因是管道长期受腐蚀导致破裂。,2、腐蚀破坏（原因）,燃气杂质腐蚀：燃气含有焦油、萘等杂质，对管壁常年腐蚀，造成内腐蚀穿孔电化学腐蚀：管线穿越不同类型的地质，沿线土壤透气性等物理化学参数有较大变化，导致管段两端存在明显的电位差，造成电化学腐蚀。杂散电流腐蚀：地铁、地下电力、电信管道
7、的漏电电流以管线作为回流通路，导致流出点的局部坑蚀。防腐层破坏：破坏了管道外的防腐层，防腐层起不到应有的保护作用，致使管道受外界环境的影响，造成腐蚀穿孔。,2、腐蚀破坏（现状）,2、腐蚀破坏（现状）,2、腐蚀破坏（现状）,1997年，郑州市燃气集团有限公司对部分市政燃气管网进行漏点普查。市政燃气管道普查检测长度301.57km，共发现防腐层缺陷点9926个，平均密度32.9个/km。郑州市1400多公里庭院燃气管网防腐层缺陷点23678个，漏气点283处，平均漏点密度高达29.56个/km。,郑州市历年管网腐蚀泄漏抢险次数统计表,2、腐蚀破坏（对策）,采用好的防腐层施加阴极保护：如郑州市对管道
8、定期进行防腐层缺陷检测：如郑州市、天津市对管道定期进行阴极保护状况监测和评价：郑州市、天津市利用GIS技术，建立燃气管线安全诊断评估系统：如深圳市,燃气管线安全诊断评估系统,预警分析管道安全等级分析阀门安全等级分析楼栋安全等级分析整体安全评价与分析应急关阀与影响用户分析,燃气管线安全诊断评估系统,系统启动后，自动提示预警信息阴极保护状况预警阀门安全预警防腐层质量状况预警管道维护信息预警管理措施预警管道、阀门、楼栋安全漏洞预警,燃气管线安全诊断评估系统,管道安全等级分析根据燃气管道的管材、压力、气体温度、施工质量、使用年限、应力腐蚀、剩余强度、地面环境、土壤环境、防腐层材料、防腐层质量、阴保状况
9、等因素，综合评价全市、某个区域或任意选定区域内燃气管道的安全等级。不同安全等级的管道在地图上已不同的颜色表示，并统计不同安全等级管道所占的比例。,燃气管线安全诊断评估系统,燃气管线安全诊断评估系统,系统对影响管道安全的因素进行因子分析，分析影响管道安全的主要因素，以便管理人员了解：哪些因素导致管道的安全级别降低？管道安全管理的重点在哪里？,燃气管线安全诊断评估系统,3、地面沉降破坏,过度抽取地下水导致地面沉降；地基沉降：地基因施工时未进行夯实或夯实不牢，经雨水冲刷、温度升高等自然因素影响而沉积的现象。地面沉降和地基沉降的下沉力量巨大，管道的塑性变形无法满足沉降的位移，而导致管道被拉裂断开，出现
10、泄漏。,4、地面建筑物占压或重物压坏管线,重车碾压、超重堆积物等均对管线造成破坏。如郑州市地下天然气管道长1700公里，有432处被违章建筑占压着。2005年，河南省燃气协会对省内9个用气城市进行了调查，这九个城市共有燃气管网5011公里，其中钢管3590公里，PE管1167公里，铸铁管243公里，违章占压燃气管道共有1550处，仅整改406处。,4、地面建筑物占压或重物压坏,管线条例第二十五条 运行管理任何单位和个人不得压占地下管线进行建设。利用GIS技术，结合人工巡查，对管线占压情况进行动态管理、分析和监控。,5、地震破坏,我国属地震多发区，对于有抗震设防要求的城市，建好城市管网和净水设施
11、非常重要,对于发生地震后及时恢复供水、保障生命安全、减少地震损失具有重大意义。,1975-1999全球 7 級以上地震震中,5、地震破坏,1995年日本神戶地震破坏了煤气管线和电缆，引起漏电和火灾。,5、地震破坏,唐大山地震:城市供水管网总长度为110km(DN=75mm以上)，444处遭到不同程度的破坏，其中接口损坏353处，占总被破坏处数的79.5%，而管体折断及破裂者为91处，占20.4%。日本阪神地震:总长12068.5km的管道，其中接口破坏1768处，占总被破坏处的68.1%，而管件折断或破裂为830处，占总数的31.9%。管道接口和变向接头配件比直管段损害率大。,5、地震破坏,因
12、为大口径管道的刚性强，且它与土壤接触的摩擦力大，故在同等条件下大口径管的抗震性能强。唐山地震：天津市输配水管网总长度为1676.96km(含干管、支管)，被破坏总数为1308处，其中直径150mm以上的管道(共954.23km)被破坏483处，占被破坏总数的37%，而支管(共722.75km)被破坏815处，占被破坏总数的62.3%。,5、地震破坏（对策）,建立和保存完整的地下管线档案，并在异地备份地下管线档案,5、地震破坏（对策）,1976年7月28日凌晨3点45分，唐山地震除了巨大的人员伤亡外，对城市基础设施也带来了几乎是毁灭性的破坏。地震造成给水管网破坏达440处，整个城市供水全部中断。
13、而当时正值酷暑，饥渴使群众把防空洞浴池、游泳池中的积水，甚至坑塘的污水都喝光了。关键时刻省建委及时派人送来了万分之一唐山管网现状图，同时，市城建局也从废墟中挖出了全市给水管网现状图和五百分之一的分区给水管网现状图，以及两个水厂的主要构筑物的设计档案。由于有了依据，抢修时能做到情况明、底数清，仅用了11天，就恢复了部分管网，部分地区强行送水，又经过两个月，就恢复水源井31眼，抢修大管网350余处，小管1000余处，恢复供水干管120公里，达到震前的77.6%，基本解决了人民群众的生活用水和部分工业用水。,5、地震破坏（对策）,唐山地震使全市排水系统破坏严重，震后的大雨造成了大量的积水，卫生状况恶
14、化。工程技术人员根据市城建局提供的两千分之一和万分之一排水管网现状图，很快就疏通了83%的管道，基本解决了排水问题。,5、地震破坏（对策）,与此形成鲜明对比的是，在这次地震中，一些单位由于档案保管不全，给重建工作带来了重重困难。比如，唐山市政公司在建设路北端挖下水管道时，因为不了解地下管线情况，结果铲车铲断了通往北京、天津、保定、石家庄以及沈阳方面共39路长途地下通讯电缆，严重影响党、政、军的正常通讯达102分钟。,5、地震破坏（对策）,管材尽量使用抗震强的管材，如球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管(PCCP)和柔性接口预应力钢筋混凝土管等。对国内外近年来几个城市地震调查资料的分析表明，一般球墨铸
15、铁管、预应力钢筒混凝土管(PCCP)和柔性接口预应力钢筋混凝土管比灰铁管、石棉水泥管、塑料管的抗震性能要好。阪神地区大地震中塑料管(VP)被破坏率为1.013处千米，灰口铸铁管(CIP)为0.44处千米，球墨铸铁管(DIP)为0.135处千米，钢管(SP)为0.084处千米。唐山市的一条钢筋混凝土(柔性接口)管管长为35千米(DN500600)，在地震中未出现一处漏水。1975年，营口地区一条DN600的预应力钢筋混凝土管(柔性接口)铺设在地下水位高、土质松软的盐田地区，在8度地震后未发现震损。,5、地震破坏（对策）,我国台湾集集大地震后，钢管(SP)、球墨铸铁管(DIP)、塑料管等管道均有多
16、处损环，唯独PCCP管线未有损坏情况发生，其中包括距离震中不到50千米的专用的PCCP管线(双线总长度为86千米)。台湾水泥制品工业同业工会预应力管小组认为，PCCP管对地震波具有优异抗震性的原因为：其承插口的伸缩量大(约有40毫米的拉伸量)；PCCP管外表粗糙，与周围接触土壤之摩擦力大，地震时几乎无相对位移，且承插口能够吸收地震波动造成的管道移动伸缩量；本身结构强度大、自重稳定且表面粗糙度大。1999年台湾集集大地震中钢管、灰口铸铁管、预应力钢筋混凝土管、塑料管的破坏率分别为0.11%、0.45%、0.03%、68.4%，可见塑料管的被破坏率是相当惊人的。2003年2月24日我国新疆喀什地区
17、巴楚县发生地震(6度左右)，由于震区大量采用UPVC塑料管作为输配水管道，故震后供水管网遭到严重破坏，生活供水管路几近瘫痪。,5、地震破坏（对策）,管线接口尽量采用柔性接口。地震波经过时产生的土层移动和相对位移是破坏地下管线的主要原因。根据北京市政工程研究院资料介绍，对挠曲管道的抗震模拟试验结果表明，当挠曲值为1.2mm时刚性接口便开始漏水，而柔性接口铸铁管横向振动挠曲值达31.543.5mm时管道仍不渗、不漏、不破坏(日本标准为30mm)。,三、提高排水管线通行能力，解决地面积水问题,三、城市水灾,三、城市水灾,2004年7月10日的一场暴雨，造成北京市道路和小区积水137处，地下人防工事及
18、地下室进水56处。积水重灾区基本上都是二、三、四环等主干道，尤其是立交桥下，原本就处于地势低洼地区，但由于排水系统老化，瞬时雨量超过道路排水系统设计能力，导致道路排水不畅以至严重积水。两天后暴雨袭击上海，不仅使上海遭遇了与北京同样的困境，而且半小时内造成7死多伤的重大灾难。,三、城市水灾,遗憾的是，北京、上海2004年的教训并没有被其他城市吸取。2007年7月17日，重庆受暴雨袭击，这场115年一遇的暴雨造成42人死亡，12人失踪.2007年7月18日，济南市遭遇暴雨袭击，共造成34人死亡，引起全国震动。2010年7月22日，国家防汛抗旱总指挥部秘书长、水利部副部长刘宁在国新办举行的新闻发布会
19、上透露，入夏以来，南方地区发生汛情，部分城市遭遇强暴雨袭击，引发城市严重内涝，100多个县级以上城市一度进水。2010年5月7日凌晨，一场50年一遇的大雨，把这个即将举办亚运的“国际大都市”浇了一个透心凉。城市主干道水浸一度深达3米。“认真吸取57灾害教训，反思排涝系统，严查薄弱环节。”履新不足一月的广州市市长万庆良措辞严厉，几乎下达了军令状。然而5月9日，广州又一场大雨。虽然水务部门已24小时待命，但暴雨再度成灾，一个又一个的地下停车场遭受灭顶之灾。一场大雨就把广州20年的城建打得原形毕露。,三、城市水灾,受特大暴雨影响，安徽省安庆市花亭北村小区内一片汪洋,三、城市水灾,2010年6月21日
20、，江西赣州市部分地区降水近百毫米，市区未现明显内涝，“没有一辆汽车泡水”。这都得益于以宋代福寿沟为代表的城市排水系统。广东省一位城管局局长：城市排水系统做得最好的是江西赣州，“这个系统也是古人留下的”。前人栽树，后人乘凉，这句话人们耳熟能详。赣州的福寿沟让赣州成为一座不会被淹没的城市。,三、城市水灾,1982年，就在长崎市为战后奇迹般重建的成就而自豪时，一次特大暴雨的袭击令整个城市陷入瘫痪，299人因灾丧生，超过2万辆小汽车受损。这次灾害在日本建立起了“城市型水灾害”的概念。为了解决城市内涝问题，大阪要在地下27米处修直径10米的排水管道，东京甚至要建到地下50米，以避开多层开发的地铁系统。,
21、三、城市水灾,有人曾在香港大公报撰文说，中国人特别擅长干大事：长江上建起了大坝，南水可以北调，城市的下水道却修不好；干大事，有高度，有亮度，可以作为业绩显身扬名。其后果是全国的水利工程与污水横流同在。,三、城市水灾,一场短时暴雨竟有那么大的“杀伤力”，暴露出城市防灾应急机制有漏洞，城市管理水平有待提高。,为什么古人做得比现在好？,对策1排水管道健康状况检测,目的：检测管道运行状况：错位；坍塌破裂；变形；堵塞；未授权接管。检测施工质量，如施工时在管道内遗留的建筑垃圾等。提高管道的通行能力。检测方法：管道内窥系统；声纳。,对策1排水管道健康状况检测,闭路电视系统（CCTVClosed Circui
22、t Television System）：是一种图像通信系统，将远程采集的图像，通过有线传输方式，在终端电视屏幕上进行直观影像显示和影像记录存储。声纳检测（Sonar Inspection）：采用声波反射技术对管道及其它设施内的水中物体进行探测和定位的一种检测方法。,对策1排水管道健康状况检测,声纳检测系统包括一个发生器及水底扫描传感器，一个声纳处理器和一个高解析度彩色监视器。,对策1排水管道健康状况检测,检测周期,上海市,对策1排水管道健康状况检测,检测周期（广州市）,对策1排水管道健康状况检测,管道错位,对策1排水管道健康状况检测,管道破裂、坍塌,对策1排水管道健康状况检测,破裂、变形,对
23、策1排水管道健康状况检测,渗漏,对策1排水管道健康状况检测,管道内私自打洞,对策1排水管道健康状况检测,施工质量问题,施工时管道内遗留的水泥混合物,施工时未拆除的水泥坝头,对策1排水管道健康状况检测,施工中接口处遗留物,对策1排水管道健康状况检测,管道严重堵塞,对策2充分利用信息化成果，提高信息利用水平,充分利用城市基础地理信息、综合地下管线信息、气象信息等，建立瞬时雨量道路（低洼地）排水管道排水能力的关系模型，并根据模型分析城市已有排水管道通行能力的缺陷，以为管道改造提供依据；分析易积水区域；与天气预报结合，根据预报的瞬时雨量对可能的积水区域进行预警，向社会公众发布预警。,四、排水管线引发的
24、水体污染问题,北江镉污染事件哈尔滨水危机事件太湖蓝藻事件,四、排水管线引发的水体污染问题,2007年5月29日，由于工业和生活污水大量排入太湖，导致太湖无锡段蓝藻大规模爆发，污染湖水。而无锡市区的自来水取自太湖，自来水开始出现变味、发臭等现象，市民生活用水受到影响。,居民抢购饮用水,超市内空荡荡的纯净水货架。,四、排水管线引发的水体污染问题,2008年1月9日，辽宁省阜新市太平区高德街高德花园小区发生自来水受污染事件，造成该小区千余居民出现上吐下泻的中毒症状。事件涉及2636户居民。先后有1139人门诊治疗，其中，59人住院治疗。原因：排水管道排水不畅造成污水返流，而小区内自来水二次加压蓄水池
25、溢流管道止水阀失灵，致使污水返流到蓄水池，使池内生活饮用水受到污染。,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,目前，国内外关于城市河道的建设思路面临重大变革和调整，可持续发展和生态建设深入人心，城市河道再也不是随意索取资源、肆意排放废物的场所。2003年，杭州市启动了城区运河两岸污染源普查工程，经调查,在城区运河干流沿线两岸的合流管线污染源共有521处,其中生活污染源占95.2,排入运河主河道污水量21820 m3/d。2004年，温州市对温州市主城区排水管线进行全面污染源普查，共查出入河排污口 3231个；查出污染源点 21289 个。测定入河排污量53546.95吨/d,排污户数11467
26、8户,为日后截污纳管分步实施提出了数据依据。无锡市已启动全面对入湖入河排污口普查工作，计划用两年时间，完成太湖沿湖地区排污口全部封堵工作。,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,杭州市市政设施监管中心在2003年对运河两岸河流排水管线进行探查，为运河环境治理和信息管理奠定基础。查清污染源和运河排污口的分布状况对运河排污口和污染源进行科学评价对运河主要支流水质进行分析对污染现状进行评价提出截污纳管分步实施的建议方案,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,工作内容调查运河沿线污水排出口位置、类型、污水来源、水量和水质；调查运河沿线合流管线污染源，具体包括：污染源位置、污染源名称、污染源数量、排
27、水来源、排水量、排水方式、污染物浓度、污染物排放量；对工业污染源和有特殊污染物的排水单位，尽量查明生产内容、污水处理设施、污染历史、事故记录等；评价污染源和运河沿线污水排出口；监测运河主河道三个重要断面及其主要支流水质，评价运河主河道及其主要支流断面的水质现状。,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,本次工作共查明521处污染源（对于小区一般只计一个污染源），统计流量为14187.4t/d。这些污染源的污水通过合流管线和运河两岸的雨水排水口排入运河。生活污染源共有496处，占污染源总数的95.2；混有生产废水的污染源共有6处，占污染源总数的1.15；施
28、工污水污染源共有14处，占污染源总数的2.69；绿化污水的污染源共有3处，占污染源总数的0.58；洁净下水的污染源共有2处，占污染源总数的0.38。综合等标污染负荷评价得到主要污染源数量为86个，水量占到总水量的74.6，等标污染负荷量占到总量的80.17。在所有调查的污染源中，主要污染因子为COD、BOD和NH3-N。,四、排水管线引发的水体污染问题（对策）,运河沿线两岸共有合流管线污水排出口195处，总流量为21820.5t/d。根据综合等标污染负荷评价，共有28处主要排出口，其等标污染负荷占到总量的80.80。排出口主要污染因子为COD、BOD和NH3-N。,五、自来水管线漏水问题,供水
29、管网漏水是供水行业普遍存在的问题。浪费宝贵的淡水资源给供水企业带来了巨大的经济损失给饮用水带来次生污染引发路面塌陷给地下工程施工带来安全隐患甚至冲垮房屋有必要采取切实有效措施加以控制。主动开展管网检漏工作是降低管道漏损的重要途径。,五、自来水管线漏水问题（对策）,五、自来水管线漏水问题（对策）,阀栓听音法：阀栓听音法是用听漏棒或电子放大听漏仪直接在管道暴露点(如消火栓、阀门及暴露的管道等)听测由漏水点产生的漏水声，从而确定漏水管道，缩小漏水检测范围。听测点距漏水点位置越近，听测到的漏水声越大；反之，越小。,五、自来水管线漏水问题（对策）,地面听音法：当通过预定位方法确定漏水管段后，用电子放大听
30、漏仪在地面听测地下管道的漏水点，并进行精确定位。听测方式为沿着漏水管道走向以一定间距逐点听测比较，当地面拾音器靠近漏水点时，听测到的漏水声越强，在漏水点上方达到最大。,五、自来水管线漏水问题（对策）,漏水声自动监测法：泄漏噪声自动记录仪是由多台数据记录仪和一台控制器组成的整体化声波接收系统。将记录仪放在管网的不同位置（如消火栓、阀门及其他管道暴露点等），按预设时间(如深夜2:004:00)同时自动开/关记录仪，可记录管道各处的漏水声信号，从而快速探测装有记录仪的管网区域内是否存在漏水。,五、自来水管线漏水问题（对策）,相关检漏法：一套完整的相关仪主要是由一台相关仪主机、二台无线电发射机和二个高
31、灵敏度振动传感器组成。当管道漏水时，在漏口处会产生漏水声波，并沿管道向远方传播，当把传感器放在管道或连接件的不同位置时，相关仪主机可测出由漏口产生的漏水声波传播到不同传感器的时间差，只要给定两个传感器之间管道的实际长度L和声波在该管道的传播速度V，漏水点的位置就可计算出来。,五、自来水管线漏水问题（现状）,部分城市漏水检测情况长春市：通过漏水普查，查明管线漏水点75个，漏水量996.42 m3/h。宁波市江北区：查明管线漏水点41个，漏水量671.93m3/h，漏水发生率为0.07点/km。泉州市：查明漏水点163个，漏水量1000 m3/h，漏水发生率为0.27点/km。苏州市：普查管道约180公里，查明漏水点17个，漏水量177.5m3/h。广州市：普查管道约2000公里，查明漏水点1000个，漏水量2300m3/h。佛山市：普查管道约130公里，查明漏水点45个，漏水量431.7m3/h。东莞市：普查管道约200公里，查明漏水点25个，漏水量162.8m3/h,联系方式：江贻芳,
