关于轨道交通地下车站爆管事件的原因分析

2020-09-11张文佳

河南建材 2020年7期

张文佳

厦门轨道交通集团有限公司（361004）

0 前言

轨道交通内的给水及消防管网能为工作人员和乘客供给满足正常生产、生活所需的用水，还能在发生火灾后满足消防水用要求，防止火势蔓延，避免经济损失和人员伤亡，在城市轨道交通项目中具有重要作用。但如果管道发生爆管事故，大量的涌水会损坏车站的重要电气设备，进入公共区后还阻碍乘客通行，影响正常运营。文章将通过实例来分析探讨轨道交通地下车站给排水管道建设的安全性。

1 事故描述

某地铁工程运行2 年后，其中一座换乘站突然发生了一起爆管事件，大量消防水涌入设备房和公共区，给车站的正常运营造成了较大的影响。

本次事件发生于地下车站的设备房走道，走道内消防管道连接处出现卡箍松动脱落而发生爆管事故（如图1 所示）。由于地下车站埋深较深，管道水压较高，爆管时产生的流量极大，瞬间大量水涌入设备房，并通过内走道流向公共区。

图1 消防管道连接处出现卡箍松动脱落

2 问题解析

2.1 现状调查

该站是a 号线与b 号线的换乘站，爆管的位置在b 号线的冷水机房内，其位置在a 号线的结构范围内，原设计该区域的消防管道应与a 号线同步安装到位。但由于土建分阶段施工，该区域的结构交付较晚，在a 号线通车后才移交机电施工单位。施工单位在安装该区域管道后与a 号线管网联通。爆管部位为后期施工的管段，管道卡箍卡扣装反，时间久了之后在压力的波动下从沟槽脱位（如图2 所示）。

图2 管道卡箍卡扣装反导致沟槽脱位

2.2 原因分析

b 号线冷水机房内的消防管道安装完成后与a号线已通车区域的消防管网联通，此段管道应作水压试验，水压试验应包括本段管道和联通接口。但此时a 号线部分已通车运行，由于担心会对已运营区域产生影响，连通后并未进行水压试验，最终造成管件脱落位置正好是未进行压力试验的管段。事件发生后，工作人员第一时间发现并关闭对应的阀门，但因消防管网阀门的设置位置比较隐蔽，运营人员花费较多时间才找到阀门，再加上管道压力高，瞬间水量大，管道关闭前大量的水已漫过设备房并通过内走道涌向公共区，造成比较严重的水患。

3 预防、改进及提升措施

3.1 施工预防

管道卡箍安装问题导致爆管一般通过加强施工过程控制来得到有效预防。

根据规范要求，管道施工完成后，应进行观感质量检查，对管道、管件及接口进行尺量和观察检查，满足规范及设计图纸要求后，承压管道系统应作水压试验，非承压管道系统应作灌水试验[1]。

后续施工管道未按照规范要求进行观感检查试验，没有发现卡箍安装质量问题。管道安装完成后未进行压力试验，错失了发现管道接口问题的最后机会，导致了事故的发生。

因此，在施工阶段必须严格按照规范要求进行相关的检查和试验，从流程上杜绝问题的发生。

3.2 设计改进

爆管发生后，运营人员无法快速找到管段两端的阀门并无法快速关闭，最后通过关闭进水总阀和下区间立管的电动蝶阀将车站内的整个管网断开才达到了止水的目的，所需的时间长，且整个管网内存水多，水患影响大。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974—2014 第3 条：消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5 个[2]。分管检修阀门根据本条规范的要求设置，设置位置不确定，公共区吊顶上方、内走道、机房、风道、区间隧道内等地方均有设置。除此之外，车站消防引入管上会设进水总阀，用作引入管及水表检修。下相邻4 个区间隧道的立管上会设电动蝶阀，当区间爆管时通过两端车站的车控室关闭电动蝶阀，避免区间水患。

车站内消防管网一般为环状布置，而且消防阀门为双向密封蝶阀，所以可以不用考虑水流方向来选择关闭相邻的阀门，从而独立隔断中间区域的消防管道。考虑到站内消防管网几乎覆盖全车站的公共区及设备区，还可以将公共区细分为站厅层与站台层，设备区再细分为站厅A 端、B 端以及站台A端、B 端，还有车站附属或者换乘段。以上区域可作为大板块，在两个大版块的交界位置设置阀门，形成固定的设置位置，便于运营人员快速关闭阀门。

因此，可从设计源头把控，在车站出入口、公共区和设备区走道交接位置、站厅和站台立管、走道和机房等区域交界位置优先设置阀门，其他地方的阀门再按照规范要求布置，可以节约关阀时间，缩小爆管时关闭阀门影响的范围。

3.3 运营提升

水患发生后，运营人员能第一时间发现爆管的位置，但由于对阀门位置不熟悉，管段阀门所需时间较长，浪费了宝贵的抢险时间。

针对此问题，除了可考虑将阀门挂牌标识、加强运营人员日常操作演练等常规措施外，还可以考虑增设管网状态监控系统。管网建成后，整个管网的特性参数也确定了。此系统通过建立管网特性曲线，并采用传感器监视管网的状态变化，根据参数的变化进行模拟计算，确定是正常波动还是出现了渗漏、爆管，并推算出故障点位置，将报警信号和位置上传车控室，并给出下一步的操作指令，如需要关闭的阀门位置等，从而将事件发生所造成的影响降低到最小。