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作
者：
楊林，高文學(xué)，李顏強(qiáng)，嚴(yán)榮松，苗慶偉，王艷，戶英杰，楊明暢
第一作者單位：
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司 城市燃?xì)鉄崃ρ芯吭?/span>
摘自《煤氣與熱力》2023年2月刊
楊林，高文學(xué)，李顏強(qiáng)，等
.
城市綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建
［J］
.
煤氣與熱力，
2023，43（2）
：B01-B09，B29.
城市地下綜合管廊是在城市地下建造的隧道空間，將電力、通信、燃?xì)?、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，并設(shè)有專門(mén)的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。由于
燃?xì)夤艿?/span>
危險(xiǎn)性較強(qiáng)，在早期的綜合管廊建設(shè)中不建議將燃?xì)夤艿兰{入敷設(shè)，但經(jīng)過(guò)技術(shù)的不斷完善與科技的發(fā)展，
GB 50838
—
2015
《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》對(duì)燃?xì)夤艿涝诰C合管廊內(nèi)的敷設(shè)規(guī)定有了突破，由原來(lái)“不建議將
燃?xì)夤艿?/span>
納入敷設(shè)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱杉{入綜合管廊”，并給予了比較明確和嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定。
GB 50289
—
2016
《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》第
4.2.2
條，明確了綜合管廊內(nèi)可敷設(shè)電力、通信、給水、熱力、再生水、天然氣、污水、雨水管線等城市綜合管線?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了全國(guó)天然氣管道納入地下綜合管廊的建設(shè)
［
1
］
。
雖然標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)允許燃?xì)夤艿廊肜?，但也提出了明確和嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定，由于燃?xì)夤艿酪兹家妆奶匦?，目前出于安全的考慮，大多數(shù)綜合管廊工程不太確定燃?xì)夤艿滥芊袢肜?。因此本文將綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分為入廊前（規(guī)劃可研階段）和運(yùn)行中（運(yùn)維管理階段）兩個(gè)階段，解決燃?xì)夤艿滥芊袢肜纫约叭肜群竽芊癜踩\(yùn)行的問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)建城市地下綜合管廊燃?xì)夤艿涝谝?guī)劃可研階段和運(yùn)維管理階段的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，采用半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，基于管道失效可能性和管道失效后果確定管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，完成規(guī)劃可研階段和運(yùn)維管理階段綜合管廊燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
2
綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系
綜合管廊燃?xì)夤艿赖奈ｋU(xiǎn)源主要來(lái)自綜合管廊，綜合管廊作為復(fù)雜的綜合體，主要包括管廊本體、入廊管線和廊內(nèi)附屬設(shè)施等。此外危險(xiǎn)源還與綜合管廊周邊環(huán)境和管理方面等諸多其他因素有關(guān)，采用分解結(jié)構(gòu)法確定城市綜合管廊燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源基本組成
［
2
］
。城市地下綜合管廊燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源基本組成見(jiàn)圖
1
。
圖
1
城市地下綜合管廊燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源基本組成
根據(jù)圖
1
，綜合管廊燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源主要包括綜合管廊、周邊環(huán)境、燃?xì)夤艿老到y(tǒng)、其他因素
4
類，并對(duì)每類危險(xiǎn)源進(jìn)行細(xì)化分解，其次級(jí)分類如下。綜合管廊：管廊本體、入廊管線和廊內(nèi)附屬設(shè)施。周邊環(huán)境：地質(zhì)條件、地震、管道地區(qū)等級(jí)、周邊地下空間情況。燃?xì)夤艿老到y(tǒng)：燃?xì)夤艿?、燃?xì)夤艿栏郊?、燃?xì)夤艿辣Ｗo(hù)措施。其他因素：管理水平、其他因素。
基于綜合管廊燃?xì)夤艿牢ｋU(xiǎn)源分析，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)調(diào)查、專家意見(jiàn)等進(jìn)行歸納總結(jié)，確定了綜合管廊燃?xì)夤艿涝谝?guī)劃可研階段的失效可能性指標(biāo)（包括三個(gè)層級(jí)指標(biāo)，其中一級(jí)指標(biāo)
4
個(gè)、二級(jí)指標(biāo)
12
個(gè)、三級(jí)指標(biāo)
22
個(gè)）、綜合管廊燃?xì)夤艿涝谶\(yùn)維管理階段的失效可能性指標(biāo)（包括三個(gè)層級(jí)指標(biāo)，其中一級(jí)指標(biāo)
4
個(gè)、二級(jí)指標(biāo)
14
個(gè)、三級(jí)指標(biāo)
39
個(gè)）和綜合管廊燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)（包括三個(gè)層級(jí)指標(biāo)，其中一級(jí)指標(biāo)
3
個(gè)、二級(jí)指標(biāo)
17
個(gè)、三級(jí)指標(biāo)
14
個(gè)）。
3
綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重
采用專家打分法確定綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，考慮了各位專家能力之間存在差異，從而導(dǎo)致專家權(quán)威性差異。因此，主要考慮專家在專業(yè)技能方面存在差異、工作時(shí)間即工作經(jīng)驗(yàn)的差異、對(duì)評(píng)估指標(biāo)的熟悉程度的差異，采用層次分析法確定專家權(quán)重，進(jìn)而對(duì)專家打分進(jìn)行處理，最終得到綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重。
層次分析法適用范圍較廣，可以清楚展現(xiàn)各個(gè)不同層次的相對(duì)重要程度，在本文中采用層次分析法確定各個(gè)專家的權(quán)重，專家基本信息見(jiàn)表
1
。本研究選取了
18
位專家。
表
1
專家基本信息
3.1.1
構(gòu)建專家能力指標(biāo)體系
基于專家職稱、工作年限、指標(biāo)的熟悉程度建立了專家能力指標(biāo)體系，見(jiàn)圖
2
。
將指標(biāo)重要程度劃分為
9
個(gè)等級(jí)，并進(jìn)行兩兩比較，其中
1
、
3
、
5
、
7
、
9
級(jí)分別表示兩個(gè)指標(biāo)同等重要、略微重要、相當(dāng)重要、明顯重要、絕對(duì)重要，
2
、
4
、
6
、
8
級(jí)介于兩重要程度之間；相對(duì)不重要?jiǎng)t采用倒數(shù)取值的方式，如
1/3
、
1/5
、
1/7
、
1/9
等。比較每個(gè)層次的相對(duì)重要性，構(gòu)建準(zhǔn)則層、專家職稱、工作年限、指標(biāo)熟悉程度判斷矩陣。
專家職稱包括教授級(jí)高級(jí)工程師、高級(jí)工程師、工程師、教授、副教授，在職稱上教授級(jí)高級(jí)工程師與教授等同，高級(jí)工程師與副教授等同。如：專家
1
職稱為高級(jí)工程師，專家
3
職稱為教授級(jí)高級(jí)工程師，則職稱上專家
1
比專家
3
略微不重要，職稱判斷矩陣第
1
行第
3
列為
1/3
；專家
1
職稱為高級(jí)工程師，專家
9
職稱為工程師，職稱上專家
1
比專家
9
略微重要，職稱判斷矩陣第
1
行第
9
列為
3
。
本文將專家工作年限分為［
10 a
，
20 a
）
、［
20 a
，
30 a
）
、［
30 a
，
40 a
）
3
個(gè)等級(jí)。如：專家
1
工作年限為
28 a
，專家
3
工作年限為
30 a
，工作年限上專家
1
比專家
3
略微不重要，則工作年限判斷矩陣第
1
行第
3
列為
1/3
；專家
1
工作年限為
28 a
，專家
5
工作年限為
18 a
，工作年限上專家
1
比專家
5
略微重要，則工作年限判斷矩陣第
1
行第
5
列為
3
。
根據(jù)專家近期的研究方向及對(duì)城市綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)的了解程度，將專家對(duì)指標(biāo)的熟悉程度分為熟悉、很熟悉、非常熟悉
3
個(gè)等級(jí)。如：專家
1
對(duì)指標(biāo)很熟悉，專家
10
對(duì)指標(biāo)非常熟悉，則對(duì)指標(biāo)熟悉程度上專家
1
比專家
10
略微不重要，對(duì)指標(biāo)熟悉程度判斷矩陣第
1
行第
10
列為
1/3
；專家
1
對(duì)指標(biāo)很熟悉，專家
2
對(duì)指標(biāo)熟悉，則對(duì)指標(biāo)熟悉程度上專家
1
比專家
2
略微重要，對(duì)指標(biāo)熟悉程度判斷矩陣第
1
行第
2
列為
3
。
以準(zhǔn)則層和專家職稱為例，具體判斷矩陣分別見(jiàn)圖
3
、
4
。專家工作年限、指標(biāo)熟悉程度判斷矩陣省略。
基于上述計(jì)算方法，采用
MATLAB
軟件對(duì)建立的判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算，得到準(zhǔn)則層中職稱、工作年限、指標(biāo)熟悉程度權(quán)重，得到專家職稱權(quán)重、工作年限權(quán)重、指標(biāo)熟悉程度權(quán)重（指標(biāo)層權(quán)重），指標(biāo)層權(quán)重與準(zhǔn)則層權(quán)重乘積求和，最終得到可以反映專家綜合能力的專家權(quán)重。準(zhǔn)則層中專家職稱、工作年限、指標(biāo)熟悉程度權(quán)重均為
1/3
。專家各指標(biāo)層權(quán)重及專家權(quán)重計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表
2
。
表
2
專家各指標(biāo)層權(quán)重及專家權(quán)重計(jì)算結(jié)果
表
3
隨機(jī)一致性指標(biāo)
R
I
通過(guò)計(jì)算一致性比例檢驗(yàn)判斷矩陣的權(quán)重計(jì)算結(jié)果是否可靠。當(dāng)一致性比例低于
0.1
時(shí)認(rèn)為該判斷矩陣得到的權(quán)重計(jì)算結(jié)果是可靠的。
通過(guò)計(jì)算得出，專家職稱、工作年限、指標(biāo)熟悉程度的判斷矩陣一致性比例
C
R
分別為
0.002 3
、
0.005 0
和
0.006 5
。
C
R
均小于
0.1
，所以確定判斷矩陣是符合一致性要求的，計(jì)算得出的專家權(quán)重的結(jié)果是可信、可用的。
3.2
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重
18
位專家對(duì)規(guī)劃可研階段管道失效可能性指標(biāo)權(quán)重、運(yùn)維管理階段管道失效可能性指標(biāo)權(quán)重、管道失效后果指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦值，將各個(gè)專家權(quán)重與指標(biāo)權(quán)重相乘并累加，得到綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重，具體見(jiàn)表
4~6
，表中“—”表示無(wú)三級(jí)指標(biāo)及三級(jí)指標(biāo)權(quán)重。
表
4
規(guī)劃可研階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)權(quán)重
表
5
運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)權(quán)重
表
6
燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)權(quán)重
4
綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
本文采用半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，即根據(jù)管道失效可能性和管道失效后果確定管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。前文已確定規(guī)劃可研階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)及權(quán)重、運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)及權(quán)重、燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)及權(quán)重。根據(jù)被評(píng)估管道實(shí)際情況，確定管道失效可能性二級(jí)或三級(jí)指標(biāo)的得分和管道失效后果二級(jí)或三級(jí)指標(biāo)得分，由此計(jì)算管道失效可能性分值和管道失效后果分值，確定管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。
4.2
管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
本項(xiàng)目中綜合管廊
燃?xì)夤艿?/span>
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分以失效后果得分為主，兼顧最低合理可行原則，基于管道失效可能性分值和失效后果分值，將管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、中高風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)，見(jiàn)表
7
。
表
7
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分
5
綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估案例
以某綜合管廊燃?xì)夤艿罏槔M(jìn)行運(yùn)維管理階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。此綜合管廊為預(yù)制拼裝混凝土結(jié)構(gòu)的干支混合綜合管廊，廊內(nèi)附屬設(shè)施齊全，且管線齊全，
涵蓋了給水與可再生水管道、排水管渠、熱力管道、電力電纜、通信線纜等，管廊的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量良好，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。綜合管廊周邊環(huán)境中，地質(zhì)條件良好，場(chǎng)地穩(wěn)定性較好，巖土工程性質(zhì)中濕陷性為Ⅱ級(jí)且脹縮等級(jí)為Ⅱ級(jí)，地基無(wú)液化情況，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地震烈度為
7
度。此外，管道地區(qū)等級(jí)為二級(jí)地區(qū)，管廊附近有地下商業(yè)工程。綜合管廊內(nèi)燃?xì)夤艿罏?/span>
DN 150 mm
的中壓管道，運(yùn)行時(shí)間低于
5 a
，材質(zhì)為低合金鋼。綜合管廊燃?xì)夤艿劳度脒\(yùn)行期間，管廊及管線的巡檢、檢測(cè)、維護(hù)基本良好，具有較為完善的運(yùn)行管理制度，但部分地方巡檢和檢測(cè)結(jié)果處理不及時(shí)。
根據(jù)綜合管廊燃?xì)夤艿缹?shí)際情況，得到各指標(biāo)得分。運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)得分見(jiàn)表
8
，燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)得分見(jiàn)表
9
。表
8
、
9
中“—”表示無(wú)三級(jí)指標(biāo)。當(dāng)有三級(jí)指標(biāo)時(shí)，得分為三級(jí)指標(biāo)得分；當(dāng)無(wú)三級(jí)指標(biāo)時(shí)，得分為二級(jí)指標(biāo)得分。
表
8
運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)得分
表
9
燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)得分
根據(jù)表
5
、
8
，計(jì)算得出綜合管廊燃?xì)夤艿朗Э赡苄苑种禐?/span>
23.47
。同樣，根據(jù)表
6
、
9
，計(jì)算得出綜合管廊燃?xì)夤艿朗Ш蠊种禐?/span>
48.72
。根據(jù)表
7
，可以看出，該綜合管廊燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)。
①針對(duì)綜合管廊燃?xì)夤艿滥芊袢肜群腿肜群竽芊癜踩\(yùn)行問(wèn)題，構(gòu)建規(guī)劃可研階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)體系、運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)體系、燃?xì)夤艿朗Ш蠊笜?biāo)體系。
②采用層次分析法建立專家權(quán)重計(jì)算模型，構(gòu)建以專家職稱、工作年限、指標(biāo)熟悉程度為準(zhǔn)則層的專家能力指標(biāo)體系，確定綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專家權(quán)重，并對(duì)專家打分進(jìn)行處理，得到規(guī)劃可研階段、運(yùn)維管理階段燃?xì)夤艿朗Э赡苄灾笜?biāo)權(quán)重和管道失效后果指標(biāo)權(quán)重。
③基于綜合管廊燃?xì)夤艿缹?shí)際情況，確定管道失效可能性指標(biāo)得分和管道失效后果指標(biāo)得分，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重計(jì)算得出管道失效可能性分值和管道失效后果分值，根據(jù)管道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分原則，確定綜合管廊燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。
［
1
］陳利民
.
城市地下綜合管廊內(nèi)納入天然氣管道淺析［
J
］
.
工程與建設(shè)
，
2017
（
1
）：
71-73
，
75.
［
2
］朱嘉
.
城市綜合管廊安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及評(píng)價(jià)體系研究（碩士學(xué)位論文）［
D
］
.
重慶
：重慶交通大學(xué)，
2017
：
11-12.
［
3
］楊林
，高文學(xué)，李顏強(qiáng)，
等
.
基于
AHP-DEMATEL
法綜合管廊天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［
J
］
.
煤氣與熱力
，
2022
（
11
）：
B01-B08.
［
4
］洪志國(guó)
，李焱，范植華，
等
.
層次分析法中高階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)
（
RI
）
的計(jì)算［
J
］
.
計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用
，
2002
（
12
）：
45-47
，
150.
1、
天然氣管道進(jìn)入城市綜合管廊安全技術(shù)探討
2、
綜合管廊內(nèi)天然氣管道的安全性探討
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