導(dǎo)語：地下輸水隧洞安全隱患分析及措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:從我國地下工程運(yùn)行管理實(shí)踐來看，地下輸水隧洞工程運(yùn)行管理仍存在很多安全隱患，以北京市南水北調(diào)配套工程南干渠工程為例，在綜合分析了工程運(yùn)行中風(fēng)險(xiǎn)識別和影響的基礎(chǔ)上，有針對性地提出了加大培訓(xùn)、加強(qiáng)技術(shù)支撐、完善工程信息化系統(tǒng)、提升工程運(yùn)行管理能力、完善工程應(yīng)急處置能力和加強(qiáng)安全管理力度等方面的應(yīng)對措施，為確保首都地下輸送工程安全供水和平穩(wěn)運(yùn)行提供管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞:輸水隧洞工程；風(fēng)險(xiǎn)分析；風(fēng)險(xiǎn)評估；應(yīng)對措施

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，需水要求日益增加。作為首都的北京，隨著京津冀城市一體化建設(shè)推進(jìn)、城市供水格局逐漸由分散型供水向大規(guī)模集約化供水的轉(zhuǎn)變，以及南水進(jìn)京后逐步替代當(dāng)?shù)厮醋鳛橹饕┧矗率钩鞘泄┧こ探ㄔO(shè)規(guī)模隨之增大。為確保供水安全，加之城市用地限制，北京市近10年新建輸水工程多采用地下輸水隧洞的形式。從我國地下工程運(yùn)行管理實(shí)踐來看，地下輸水隧洞工程運(yùn)行管理中仍存在諸多安全隱患，就首都地區(qū)的水資源戰(zhàn)略安全而言，保障首都城南地區(qū)地下輸水隧洞工程的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管控至關(guān)重要。

1工程概況

北京市南水北調(diào)南干渠工程是北京市南水北調(diào)配套工程之一，全長26.82km。以京九鐵路東側(cè)為界分為上、下兩段，上段（淺埋暗挖段）工程為2條DN3400mm隧洞，全長11.34km，下段（盾構(gòu)段）工程為單條DN4700mm隧洞，全長15.48km。工程沿線分別設(shè)有1處調(diào)度中心、4處分水口、5處排空井和40處排氣閥井等重要工程設(shè)施，見圖1。南干渠工程承擔(dān)向北京城市東部、南部地區(qū)的供水任務(wù)，是直接連接南水北調(diào)中線干線到郭公莊水廠、黃村水廠、亦莊水廠、第十水廠、通州水廠、新機(jī)場及大興支線的輸水管線[1-2]。南干渠隧洞采用一、二襯復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)，上段雙條隧洞工程采用淺埋暗挖工藝施工，一襯為25cm后噴射混凝土，二襯為現(xiàn)澆30cm厚鋼筋混凝土，一襯和二襯之間設(shè)1.2mm厚EVA全斷面防水板，防止內(nèi)水外滲或外水內(nèi)滲；下段單條隧洞工程采用盾構(gòu)工藝施工，一襯為30cm厚盾構(gòu)管片，二襯為35cm厚自密實(shí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一襯與二襯之間設(shè)置導(dǎo)水材料，即隧洞縱向每隔12m設(shè)一道環(huán)向排水網(wǎng)墊，隧洞底部一襯與二襯之間全程設(shè)置5cm厚排水網(wǎng)墊，所有排水網(wǎng)墊均用無紡布包裹，見圖2。南干渠工程盾構(gòu)段設(shè)計(jì)采用排水理念，隧洞外滲入或隧洞內(nèi)滲出的水量通過環(huán)向排水網(wǎng)墊、洞底排水網(wǎng)墊，匯集到設(shè)置在排氣閥井內(nèi)的集水井內(nèi)統(tǒng)一抽排，集水井間距一般為500～800m，見圖3。南干渠工程沿線設(shè)監(jiān)測斷面28個(gè)。埋設(shè)的監(jiān)測儀器分別為土壓力計(jì)、鋼筋計(jì)、滲壓計(jì)和混凝土變形計(jì)，其型號見表1。所有監(jiān)測儀器均埋設(shè)在隧洞一襯和二襯之間。監(jiān)測數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)讀取。

2隱患分析

2.1安全要求。北京作為首都，是我國的政治中心，因此安全穩(wěn)定工作尤為重要。2019年恰逢中華人民共和國成立70周年，在這一年里北京先后組織開展了中國北京世界園藝博覽會、澳門特別行政區(qū)回歸20周年紀(jì)念活動、第二屆“一帶一路”國際合作高峰論壇、亞太經(jīng)濟(jì)合作組織APEK成立30周年以及“”爆發(fā)100周年等重大慶典及外事活動，確保供水安全，是這一年供水工作的核心，作為承擔(dān)主要供水任務(wù)的隧洞供水工程的安全生產(chǎn)形勢尤為突出。郭公莊水廠和黃村水廠是北京城南地區(qū)最大的2個(gè)供水廠，擔(dān)負(fù)著京南400萬人的供水任務(wù)，南干渠工程作為2個(gè)水廠的唯一水源，其安全運(yùn)行至關(guān)重要。2.2安全風(fēng)險(xiǎn)。（1）外部環(huán)境。南干渠工程均為地下隧洞，工程沿線僅有40座閥井處各有100m2的永久占地，無臨時(shí)占地及其他用地，未修建工程巡線路，也未修建閥井與社會道路連接路等附加設(shè)施[3-4]。隧洞管頂上方保護(hù)范圍內(nèi)的土地歸屬于不同產(chǎn)權(quán)人，土地產(chǎn)權(quán)人可以自由使用其土地，其覆土情況見圖4。南干渠工程緊鄰西五環(huán)路南段和南五環(huán)路，大部分處于大興新城北側(cè)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各種穿跨越南干渠的工程必然影響其平穩(wěn)運(yùn)行。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，機(jī)場地鐵線、機(jī)場高速、京雄高速、京九鐵路和綜合管廊、大興區(qū)及豐臺區(qū)的再生水以及電力管道等與南干渠相交，目前僅機(jī)場地鐵線下穿南干渠工程下段已完成施工，其余均未開展建設(shè)，這些工程的建設(shè)對南干渠工程的防滲及運(yùn)行安全提出了更高的要求。由于南干渠工程管線上方保護(hù)范圍內(nèi)土地由當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)、單位自由使用，為工程管理埋下不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。2017年11月下旬，工程沿線某加油站內(nèi)，某單位未按規(guī)定程序報(bào)批就進(jìn)行打井施工，致使南干渠工程隧洞結(jié)構(gòu)被打穿，給工程運(yùn)維帶來突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事故問題。（2）工程自身。2014年10月，南干渠工程上段正式通水，運(yùn)行至今，已近5年未開展整體大修工作，與各類設(shè)備（閥門為主）產(chǎn)品說明書要求的2年小修、5年大修存在較大差距。2017年工程分水口調(diào)流閥過水?dāng)嗝姹凰须s物堵塞80%以上，造成設(shè)備嚴(yán)重氣蝕，不得不冒險(xiǎn)停水，返廠修復(fù)，這個(gè)事例說明，設(shè)備設(shè)施不能按時(shí)檢修為工程安全運(yùn)行增加了隱患。南干渠工程共有28個(gè)安全監(jiān)測斷面，平均間隔1km設(shè)置1個(gè)監(jiān)測斷面。主要包括滲壓計(jì)和土壓力計(jì)，其中滲壓計(jì)埋設(shè)于淺埋暗挖段和盾構(gòu)段隧洞一襯和二襯之間；土壓力計(jì)埋設(shè)于淺埋暗挖段一襯外，盾構(gòu)段未埋設(shè)土壓力計(jì)[5]。南干渠工程輸水線路長，輸水隧洞口徑屬于超大，對安全監(jiān)測技術(shù)要求高，建立健全較為完善的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警機(jī)制難度大[5-6]。根據(jù)2019年北京市大興區(qū)和豐臺區(qū)地下水位情況，見表2，南干渠工程沿線地下水埋深為17.61～23.26m，地下水位位于隧洞底部高程之下，部分洞底高程與地下水埋深較為接近。

3影響分析

在復(fù)雜、多變和不可預(yù)見的綜合因素下，地下輸水隧洞工程易導(dǎo)致諸多不穩(wěn)定因素。上述安全隱患易導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)事件主要有幾個(gè)方面。（1）工程設(shè)備損壞。比如調(diào)流閥已發(fā)生的局部防腐脫落、防腐表面起鼓、個(gè)別銅滑道裂紋以及閥體密封圈局部破損等問題，甚至出水口閥體密封圈內(nèi)側(cè)損壞嚴(yán)重。又比如南干渠工程上、下段檢修期間，僅依靠1道DN3400mm工作蝶閥抵擋10m以上的水頭，無檢修蝶閥，安全系數(shù)低。（2）隧洞結(jié)構(gòu)損傷。由于常年沖刷或隧洞內(nèi)大量尋氏肌蛤Musculussenhousei（也稱海瓜子）長期附著在隧洞內(nèi)混凝土表面，破壞鋼筋保護(hù)層。隧洞破損是可能影響工程正常運(yùn)行的重大安全隱患，不僅會大大降低隧洞的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致漏水，降低供水效率，甚至?xí)鹬苓厖^(qū)域淹沒，造成一定的人員傷亡并帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，工程保護(hù)宣傳仍存在死角、盲點(diǎn)。如2017年，南干渠工程隧洞發(fā)生過被鉆孔設(shè)備打漏事件，直接導(dǎo)致工程停水檢修[7]。

4原因分析

4.1設(shè)計(jì)因素。南干渠工程監(jiān)測斷面數(shù)不足，導(dǎo)致不能精準(zhǔn)快速判斷工程運(yùn)行工況。如發(fā)生地面滲水現(xiàn)象，最近的安全監(jiān)測斷面距離在500m左右，無法快速、準(zhǔn)確判斷滲水點(diǎn)對應(yīng)的地下隧洞內(nèi)結(jié)構(gòu)情況。4.2施工問題。南干渠工程輸水隧洞存在距離長、接口多和管材種類不同等特點(diǎn)，對施工質(zhì)量和工藝提出了較高的要求。南干渠工程均采用自密實(shí)混凝土，其缺點(diǎn)是混凝土內(nèi)存在不穩(wěn)定氣泡，且自密實(shí)混凝土對施工要求較高，極端天氣是自密實(shí)混凝土工作性和耐久性主要的破壞因素[8]。施工過程中，自密實(shí)混凝土很容易產(chǎn)生骨料下沉、泌水和離析等現(xiàn)象[9]，導(dǎo)致施工縫存在滲漏水風(fēng)險(xiǎn)，為工程通水運(yùn)行留下安全隱患。4.3外部因素。社會人員對工程路由不清楚、對相關(guān)法律法規(guī)知之甚少、不按規(guī)定申報(bào)穿跨越工程及臨時(shí)施工措施等情況，均為工程安全運(yùn)行埋下隱患。

5應(yīng)對措施

5.1提升設(shè)計(jì)整體性和系統(tǒng)性。對于地下輸水暗涵工程，每日地面巡查是保護(hù)工程安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段之一；因此，工程巡線路應(yīng)在工程初設(shè)方案中給予考慮。考慮到長距離輸水隧洞埋深5~30m、平均在10m以下，應(yīng)加密設(shè)計(jì)安全監(jiān)測斷面，為工程快速處置應(yīng)急事件提供技術(shù)支撐。另外，充分考慮首都供水安全重要性和水資源利用高效性，輸水管道應(yīng)以防滲設(shè)計(jì)為主，降低管道滲漏率，高效利用南水北調(diào)水資源。5.2加大培訓(xùn)力度和范圍。涉及工程運(yùn)行管理的正式職工和輔助人員均應(yīng)定期接受安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)，全面增強(qiáng)全體工作人員安全生產(chǎn)意識，進(jìn)一步提升應(yīng)急處置能力，杜絕和遏制事故發(fā)生。（1）例會培訓(xùn)。在安全生產(chǎn)例會上，對參會的科所負(fù)責(zé)人、兼職安全員、各項(xiàng)目負(fù)責(zé)人開展教育培訓(xùn)。安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)應(yīng)作為安全生產(chǎn)例會的一項(xiàng)重要內(nèi)容。（2）全員培訓(xùn)。聘請安全生產(chǎn)專家，對全體職工和輔助人員進(jìn)行安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)，并提前制定培訓(xùn)計(jì)劃。（3）科所培訓(xùn)。各科所每月對本科所職工要開展安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)，包括傳達(dá)安全會議精神、學(xué)習(xí)安全相關(guān)文件，培訓(xùn)內(nèi)容要切合崗位職責(zé)、安全職責(zé)，要形成培訓(xùn)記錄；對服務(wù)單位提供的人員進(jìn)行專業(yè)崗位培訓(xùn)，包括崗位培訓(xùn)、中期培訓(xùn)與考核以及年底考核，促進(jìn)輔助人員快速適應(yīng)崗位職責(zé)，提高適應(yīng)能力。（4）服務(wù)單位安全培訓(xùn)。各項(xiàng)目相關(guān)單位每月要對各自人員開展安全培訓(xùn)，要重點(diǎn)對消防、電氣、安保、交通和特種作業(yè)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)。在開展各項(xiàng)特種作業(yè)之前，要對作業(yè)人員進(jìn)行安全交底。5.3加強(qiáng)輸水質(zhì)管理。正常工況輸水條件下，南干渠工程水源直接來源于南水北調(diào)工程大寧調(diào)壓池。南水北調(diào)水從調(diào)壓池進(jìn)入隧洞內(nèi)，易滋生藻類和其他微生物，易銹蝕管道，降低管道輸水能力；因此，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)及類似工程情況在大寧調(diào)壓池內(nèi)設(shè)置加氯設(shè)施。同時(shí)，增加細(xì)格攔污柵，防雜質(zhì)流入管道，特別是塑料布、塑料瓶、樹枝和樹葉等。5.4提高運(yùn)行管理能力。各個(gè)隧洞工程的運(yùn)行管理單位針對各管理部門的職責(zé)、各類事務(wù)的行政程序已制定了較為完備的規(guī)章制度，并且是針對輸水工程中的調(diào)流操作、閥門操作及發(fā)電機(jī)操作等規(guī)程，但是沒有制定設(shè)備設(shè)施的維修養(yǎng)護(hù)和檢修制度。確保輸水隧洞工程安全運(yùn)行最有效的辦法是加強(qiáng)工程維修養(yǎng)護(hù)、加大日程巡查力度、加密穿跨越工程施工現(xiàn)場管理和精準(zhǔn)調(diào)度水量。對工程沿線設(shè)備設(shè)施巡查監(jiān)測及維護(hù)保養(yǎng)等工作進(jìn)一步精細(xì)化管理，重點(diǎn)加強(qiáng)南干渠工程地下管線的風(fēng)險(xiǎn)管控，解決違法違規(guī)占壓、標(biāo)識不清、違章開挖和穿跨越等問題，確保工程運(yùn)行安全和供水穩(wěn)定。鑒于南干渠工程運(yùn)行近5年未大修的實(shí)際情況，編制“南干渠工程日常工程維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，細(xì)化工程和附屬設(shè)備設(shè)施的維護(hù)作業(yè)內(nèi)容、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和頻次；量化工程及其附屬設(shè)備設(shè)施的日常檢修、歲修和大修等工作內(nèi)容和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，為定期停水檢修提供基礎(chǔ)支撐數(shù)據(jù)。增加巡查頻次，加強(qiáng)夜間巡查，防止夜間施工行為發(fā)生。巡查要細(xì)致不留死角，重點(diǎn)對沿線排氣閥井、排空井、違章占壓以及穿（跨）越等進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)；加強(qiáng)與執(zhí)法部門的聯(lián)動，針對保護(hù)范圍內(nèi)施工行為及違章占壓行為做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，確保工程運(yùn)行安全平穩(wěn)。為加強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行管理工作，建立統(tǒng)一、科學(xué)、協(xié)調(diào)和規(guī)范的調(diào)度管理機(jī)制。及時(shí)總結(jié)供水管理經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)與相關(guān)單位的溝通配合，根據(jù)工作實(shí)際和調(diào)度運(yùn)行需要，抓培訓(xùn)促進(jìn)調(diào)度專業(yè)化，抓制度促進(jìn)作業(yè)正規(guī)化，努力提升工程管理、調(diào)度運(yùn)行能力，做到調(diào)度指令執(zhí)行準(zhǔn)確、操作規(guī)范、反饋及時(shí)以及維護(hù)科學(xué)，保障供水安全。5.5提高工程應(yīng)急處置能力。輸水隧洞工程現(xiàn)有應(yīng)急預(yù)案體系尚不完善，預(yù)案內(nèi)容不完整，可操作性不強(qiáng)，缺乏合作協(xié)調(diào)；因此應(yīng)完善應(yīng)急預(yù)案，提高供水工程的應(yīng)急響應(yīng)能力。重視應(yīng)急預(yù)案的修訂工作，把應(yīng)急預(yù)案看作是活的文件，在發(fā)生人員變動、新法律法規(guī)出臺、工程應(yīng)急演練以及遭破壞需搶險(xiǎn)等情況后均應(yīng)修訂應(yīng)急預(yù)案，并將應(yīng)急預(yù)案的修訂工作作為一項(xiàng)經(jīng)常性業(yè)務(wù)。同時(shí)，通過制度建設(shè)、預(yù)案完善、落實(shí)應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍、物資儲備、培訓(xùn)教育和應(yīng)急演練等方式，進(jìn)一步完善管理部門的應(yīng)急管理體系，提升實(shí)操能力。通過開展應(yīng)急演練，查找應(yīng)急預(yù)案中存在的問題，提高預(yù)案的實(shí)用性和針對性，完善應(yīng)急機(jī)制，普及應(yīng)急知識，明確人員職責(zé)，提高應(yīng)對突發(fā)事件的處置能力。5.6加強(qiáng)安全管理力度。在遇節(jié)假日和重大事件時(shí)視情況召開安全生產(chǎn)工作部署會。安全生產(chǎn)例會上通報(bào)安全檢查結(jié)果，提出隱患整改要求，傳達(dá)上級文件精神，部署下一步安全工作，要做到安全責(zé)任、管理、投入、培訓(xùn)和應(yīng)急救援“五到位”。定期開展安全保衛(wèi)、消防、交通、反恐、維穩(wěn)、生產(chǎn)作業(yè)、設(shè)備設(shè)施和施工等隱患的排查治理，同時(shí)不定期開展節(jié)假日、重大活動安全檢查、特種作業(yè)、特種設(shè)備、消防安全與防汛安全等專項(xiàng)安全檢查，并根據(jù)檢查中發(fā)現(xiàn)的隱患逐項(xiàng)查找相關(guān)依據(jù)，能立即整改的隱患及時(shí)整改，不能立即整改的隱患做到整改措施、整改責(zé)任人、整改期限、整改資金和應(yīng)急預(yù)案“五落實(shí)”，同時(shí)建立隱患臺賬，監(jiān)督落實(shí)隱患整改。

6結(jié)束語

北京市南水北調(diào)南干渠工程已平穩(wěn)運(yùn)行4年多，滿足郭公莊水廠和黃村水廠的用水需求，輸水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，首都市民普遍滿意；但是依然存在諸多安全隱患。為切實(shí)保障北京城南地區(qū)的飲用水安全，本文對以南干渠工程為例對地下輸水隧洞工程運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制及管理措施進(jìn)行了初步研究，日后將側(cè)重于加強(qiáng)技術(shù)支撐和完善工程建設(shè)，為最終形成一套完備的風(fēng)險(xiǎn)控制管理方案提供思路。

作者:陶海軍 單位:北京市南水北調(diào)南干渠管理處