趙子威，李樹平，周艷春，沈繼龍，文碧嵐

(同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092)

給水管網(wǎng)是提供城市工業(yè)企業(yè)和居民用水的管網(wǎng)，是城市的生命線之一，承擔(dān)著水的運(yùn)輸和分配的功能。保證供水安全、穩(wěn)定運(yùn)行是供水企業(yè)的重要任務(wù)，而爆管事故會(huì)引發(fā)局部停水和水壓降低，在嚴(yán)重影響人民正常的生產(chǎn)、生活的同時(shí)也造成大量水資源浪費(fèi)，引發(fā)交通中斷、地面塌陷等事故，降低了供水服務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近年來(lái)，給水管網(wǎng)爆管事故頻頻發(fā)生，如何預(yù)防和減少爆管事故成為行業(yè)重要研究領(lǐng)域。借助網(wǎng)絡(luò)新聞報(bào)道及時(shí)、傳播快速、檢索方便，可作為獲取給水管網(wǎng)大型爆管事故資料的重要途徑［1］。本文通過(guò)收集和整理2013年國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水爆管事故的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析爆管事故發(fā)生特點(diǎn)和規(guī)律。

1 爆管數(shù)據(jù)分析方法

1．1 爆管數(shù)據(jù)收集與整理

爆管數(shù)據(jù)收集與整理分三步:(1)借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，設(shè)置“自來(lái)水管”、“爆裂”、“爆管”等關(guān)鍵詞，搜索2013年國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道的給水管網(wǎng)爆管事故;(2)收集爆管信息，包括爆管資料來(lái)源、發(fā)生日期、時(shí)段、地點(diǎn)、原因、管材、管齡、管徑、后果影響、修復(fù)時(shí)間等;(3)篩選出信息較完整的爆管資料并分析整理。

1．2 爆管數(shù)據(jù)分析方法［2］

采用描述性統(tǒng)計(jì)分析方法，分析爆管發(fā)生的特點(diǎn)，尋求爆管發(fā)生的規(guī)律。

(1)時(shí)間分布分析:對(duì)發(fā)生爆管的月份和時(shí)段歸類、匯總、排序，采用圖表形式展現(xiàn)。

(2)空間分布分析:對(duì)爆管發(fā)生的省份、城市及具體位置進(jìn)行歸類和匯總，采用圖表形式展示。

(3)其他分析:對(duì)爆管的原因、管材、管徑、管齡、修復(fù)時(shí)間分類和匯總，利用圖表展示。

2 爆管事故信息分析

通過(guò)每月及時(shí)搜索、及時(shí)記錄各個(gè)爆管事件信息，2013年國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水管網(wǎng)爆管事故共統(tǒng)計(jì)190起，其空間分布見(jiàn)表1和圖1。爆管事故新聞報(bào)道中，更多地關(guān)注爆管發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、修復(fù)時(shí)間以及對(duì)社會(huì)所造成的影響，而對(duì)于爆管的管材、管徑、管齡等相對(duì)專業(yè)的信息披露較少。

表1 2013年市政給水管網(wǎng)爆管事故總體分布情況Tab．1 Distribution of Municipal Water Supply Pipe Brusts

續(xù) 表

圖1 給水管網(wǎng)媒體報(bào)道爆管事故分布Fig．1 Distribution of Water Supply Pipe Brusts Reported by Web Media

2．1 時(shí)間分布

同一年份不同月份發(fā)生的爆管情況各不相同。2013年網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水管網(wǎng)爆管事故月分布情況如圖2所示。1月份，爆管事故高達(dá)44起，其中有13起與天氣寒冷、早晚溫差較大有關(guān)，這主要是因?yàn)槎練鉁刈儎?dòng)導(dǎo)致管道熱脹冷縮不均，引起爆管。另外，冬天用水量少，管網(wǎng)壓力大也是導(dǎo)致冬季爆管的重要原因。

圖2 給水管網(wǎng)爆管事故次數(shù)月分布情況Fig．2 Monthly Distribution of Water Supply Pipe Brust Events

爆管統(tǒng)計(jì)表中共有136起事故有爆管時(shí)刻記錄，其時(shí)段分布情況如表2所示。爆管多發(fā)生在5～17時(shí)，占爆管數(shù)的67%，夜晚爆管數(shù)較少。

表2 市政給水管網(wǎng)時(shí)段爆管事故分布Tab．2 Time Segment of Water Supply Pipe Brust Events

2．2 空間分布

從有爆管地點(diǎn)詳細(xì)記錄的160起爆管事故中分析其發(fā)生的具體位置，發(fā)現(xiàn)交通主干道及其路口或交叉口、施工工地是爆管的多發(fā)地帶。發(fā)生在交通主干道及其路口、交叉口附近的爆管數(shù)高達(dá)94起，占爆管數(shù)58%，在交通繁忙地段，過(guò)往車輛較多，地下管道長(zhǎng)期經(jīng)受載重貨車的碾壓，最終釀成爆管事故。施工工地爆管多發(fā)的原因，多為人為因素，且常與野蠻施工有關(guān)。在自來(lái)水大用戶附近及橋梁附近也較易發(fā)生爆管，如表3所示。

表3 市政給水管網(wǎng)爆管事故位置分布Tab．3 Position of Water Supply Pipe Brust Events

2．3 爆管原因

190起爆管事故統(tǒng)計(jì)中有141起記錄了爆管原因，其分布情況見(jiàn)表4。由于爆管是由多種因素共同作用的結(jié)果，表4中統(tǒng)計(jì)的爆管數(shù)為不同原因下事故中出現(xiàn)的次數(shù)。從表4可以看出，長(zhǎng)期碾壓、老化、野蠻施工、氣溫變化是引起2013年給水管網(wǎng)爆管的主要原因。

表4 市政給水管網(wǎng)爆管事故原因分布Tab．4 Reason of Water Supply Pipe Brust Events

(1)老化。老化致爆事故有35起，占爆管數(shù)25%。管道長(zhǎng)期埋于地下，發(fā)生腐蝕老化，降低管道抵抗高水壓、水壓波動(dòng)、覆土和地面承重的能力，影響管材管件熱脹冷縮的性能［2］。維護(hù)工作不到位，不及時(shí)，任由管道老化變形，進(jìn)一步縮短了管段的使用年限。此外，老化的管道，腐蝕、結(jié)垢，管壁疲勞，也加劇了爆管的風(fēng)險(xiǎn)［3］。

(2)施工。施工致爆事故有33起，其中多數(shù)是因?yàn)樵谑┕み^(guò)程中疏忽大意或野蠻施工，挖裂管道。另外，施工重型機(jī)器來(lái)回碾壓、機(jī)器運(yùn)作產(chǎn)生的震動(dòng)、開(kāi)挖、施工材料堆放都可能對(duì)未采取保護(hù)措施水管造成傷害，最終引起爆管。

(3)碾壓。碾壓造成管網(wǎng)爆管主要因?yàn)殚L(zhǎng)期經(jīng)受重型車輛壓迫或反復(fù)碾壓、震蕩，引起土層變動(dòng)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、地基不均勻沉降，導(dǎo)致管道移位、脫節(jié)、折斷，有時(shí)管段埋深較淺，更容易造成爆管的發(fā)生。在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，因碾壓導(dǎo)致的爆管高達(dá)35起，多發(fā)生在交通較繁忙，車輛多的路段。

(4)氣溫。氣溫引起爆管主要包括低溫、高溫、溫度變化等。氣溫致爆管的事故有26起，其中主要是因低溫致爆，多發(fā)生在遭遇罕見(jiàn)低溫天氣的南方地區(qū)。

(5)水壓過(guò)高。根據(jù)管流計(jì)算公式，管網(wǎng)運(yùn)行壓力對(duì)管道破壞造成的漏水及爆管概率隨管道壓力的增大而增加［4］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因水壓過(guò)大致爆的事故共有9起，全部是因?yàn)樗畨哼^(guò)大而引起的。另外，管網(wǎng)壓力異常也可能引起爆管。

(6)其他。由其他原因引起的爆管共有49起，包括工程質(zhì)量問(wèn)題，水錘和極為特殊的小概率事件導(dǎo)致的爆管以及新聞報(bào)道中未提及的爆管原因。

2．4 爆管管材

統(tǒng)計(jì)的190起爆管事故中，33起爆管事故有管材記錄。爆管材質(zhì)主要為鑄鐵管，爆管14起，占到43%，其次為水泥管、玻璃鋼管、PVC管和鋼質(zhì)管材，如圖3所示。鑄鐵管用作給水管材，具有耐腐蝕的優(yōu)越性，是一種理想的材料，但由于采用連續(xù)式澆鑄工藝，產(chǎn)生了爆管隱患［3］。

圖3 市政給水管網(wǎng)爆管事故管材分布Fig．3 Pipe Tubing in Water Supply Pipe Brust Events

2．5 爆管管徑

在124起有管徑記錄的爆管事故中，DN800管道爆管數(shù)明顯較多，為20起，占16%，如圖4所示。從圖4可以看出，2013年網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水管網(wǎng)爆管管段多為管徑DN300～DN600、DN800和DN1000的管段。

圖4 給水管網(wǎng)各管徑爆管事故次數(shù)分布Fig．4 Pipe Sizes in Water Supply Pipe Brust Events

2．6 爆管管齡

管齡表征管道的服役年限。管齡在20年以上的管段，爆管概率增加，如表5所示。爆管管齡在40年以上的管道，多為20世紀(jì)60年代埋設(shè)的水泥管，管道老化嚴(yán)重。爆管管齡為10～20年的管道中，鑄鐵管爆管概率較高。

表5 市政給水管網(wǎng)爆管事故管齡分布Tab．5 Pipe Age in Water Supply Pipes Brust Events

2．7 修復(fù)時(shí)間

針對(duì)爆管事故，各地方對(duì)搶修應(yīng)急工作要求不一，但基本要求在接到爆管事故報(bào)告后，第一時(shí)間對(duì)管線搶修，最長(zhǎng)搶修時(shí)間為24 h。在爆管事故發(fā)生后，何時(shí)修復(fù)，何時(shí)恢復(fù)供水是人們最關(guān)心的問(wèn)題。管道修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)短體現(xiàn)著一個(gè)城市對(duì)供水安全性的重視程度。2013年網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水管網(wǎng)爆管事故統(tǒng)計(jì)中共有98起有修復(fù)時(shí)間記錄，其中有65起事故在24 h內(nèi)完成管線修復(fù)工作，占到66%，見(jiàn)表6。各地方對(duì)于爆管事故搶修及時(shí)，這與相關(guān)部門的高度重視、大力合作以及工作人員通力搶修密切相關(guān)。在網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道的爆管事故中，經(jīng)常出現(xiàn)消防官兵送水、民警疏導(dǎo)交通、通宵工作等字眼，由此可見(jiàn)，供水事關(guān)民生問(wèn)題，受到各地的重視。

表6 給水管網(wǎng)爆管事故修復(fù)時(shí)間分布Fig．6 Time of Repairment in Water Supply Pipe Brust Events

3 爆管事故后果

爆管事故發(fā)生時(shí)，流量大，常造成周圍用戶水壓降低;關(guān)閉水閥維修時(shí)，也會(huì)造成用戶停水。管徑較大的管段爆管，在短時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生大量積水;由于高速水流沖刷路基，也可能造成路面塌陷，給城市交通帶來(lái)不便。

3．1 停水

1月10日，合肥市北一環(huán)財(cái)富廣場(chǎng)門前發(fā)生爆管導(dǎo)致特教中心校區(qū)內(nèi)停水，350余名住校生無(wú)水可用［5］。1月14日，福建寧德第二水廠(金涵)往市區(qū)供水的主干線爆管，直接導(dǎo)致日供水量5萬(wàn)t的第二水廠無(wú)法向市區(qū)供水，引發(fā)市區(qū)大面積停水［6］。1月23日，廣東珠海紅山路交人民西路路口處爆管，人民西路(迎賓北路至三臺(tái)石路段)兩側(cè)以及紅山路附近十多個(gè)小區(qū)因此停水［7］。5月26日，廣東江門鶴山爆管致多地停水超過(guò)3 d，城區(qū)及部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)16萬(wàn)人生產(chǎn)生活用水受到影響［8］。

3．2 嚴(yán)重積水，交通受阻

1月6日，湖北漢口長(zhǎng)青路發(fā)生爆管，賀家墩鐵路涵洞積水約3 m，交通因此癱瘓7 h［9］。1月8日，廣東佛山一環(huán)桂城段佛平路跨線橋附近發(fā)生爆管導(dǎo)致兩條車道被封閉，一環(huán)往平勝橋方向一度塞車數(shù)公里［10］。2月1日，廣東珠海翠前路恒隆學(xué)校巴士站附近發(fā)生爆管，造成附近小區(qū)被淹，上百米路面水流成河，翠前路人民西路路口交通擁堵［11］。3月22日，云南昆明一起爆管事故致使至少4萬(wàn)m3水流失，環(huán)城南路積水漫延1 km［12］。5月15日，江蘇南京草場(chǎng)門附近爆管噴起高達(dá)4 m水柱。由于水量巨大，漫灌周圍道路，造成早高峰時(shí)段嚴(yán)重?fù)矶拢?3］。7月26日，湖南株洲響石西路經(jīng)仕化工路段爆管，路面中間最深水位達(dá)1 m。石峰大橋中斷數(shù)小時(shí)，雙向交通幾近癱瘓［14］。9月5日，河北邯鄲渚河路和中華大街交叉路口東行100 m加油站前發(fā)生爆管，瞬間產(chǎn)生1 m多水柱，路面的積水綿延200～300 m［15］。10月19日，廣東廣州廣園快速路東莞往廣州方向爆管，路面出現(xiàn)大范圍積水，積水最深處達(dá)1 m，積水面積近1 000 m2，影響了3條車行道，現(xiàn)場(chǎng)交通緩慢［16］。10月19日，廣東廣州爆管事故致五山一帶四車道幾被淹沒(méi)，積水最深處近1 m，爆水管致該路段塞車近 3 h［17］。

3．3 路面塌陷

1月27日，湖南長(zhǎng)沙寶安裕安二路寶民花園旁一條自來(lái)水管道突然爆裂，水流淘空泥土引發(fā)大面積塌方［18］。3月17日，四川內(nèi)江鬧市區(qū)街心花園爆管致地面下陷，原本平整的大理石路面下沉，變得凹凸不平［19］。4月17日，甘肅蘭州東崗西路與一只船北街十字路口爆管致路面塌陷，一輛渣土車陷入其中［20］。6月3日，云南昆明爆管，一輛面包車栽進(jìn)“水坑”［21］。6月1日，廣東番禺橋西環(huán)路北往南方向路段發(fā)生爆管，路面出現(xiàn)大坑和數(shù)十米裂縫［22］。9月6日，浙江杭州鳳起路中山路口爆管，出現(xiàn)大約面積10 m2，深約2 m的大坑，道路積水嚴(yán)重［23］。10月27日，陜西西安科技路接近徐家莊處發(fā)生爆管，一處路面突然塌陷，水如瀑布般涌入洞中，所幸塌陷時(shí)路面未有車輛經(jīng)過(guò)［24］。11月20日，山東青島雁山立交橋下爆管，噴出的水柱掀開(kāi)路面形成一個(gè)大坑，水最深處能沒(méi)過(guò)行人大腿。橋下形成一直徑約兩米的大坑，大量清水從坑底噴出［25］。12月25日，廣東深圳福田商報(bào)東路爆管造成一個(gè)大約長(zhǎng)4 m，寬2 m的大坑，坑內(nèi)有水涌出［26］。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)2013年國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道給水管網(wǎng)爆管事件分析發(fā)現(xiàn)，爆管在時(shí)間和空間上具有一定的分布特征，引起爆管的因素相互作用，爆管原因復(fù)雜多樣，但在爆管管徑、管齡、管材等方面仍可得出一定的規(guī)律。

①爆管在時(shí)間分布上，多發(fā)生在季節(jié)更替的月份和極寒月份。一日內(nèi)生活、生產(chǎn)活動(dòng)較集中的時(shí)段;

②爆管在空間分布上，相對(duì)集中在交通主干道及其路口或交叉口、施工工地等處;

③管道老化是爆管發(fā)生的主要內(nèi)因，長(zhǎng)期碾壓、野蠻施工、氣溫變化是爆管發(fā)生的主要外因;

④爆管管徑分布聚集性不明顯，主要集中在DN200～DN600、DN800和DN1000～DN1200范圍內(nèi);

⑤爆管管材多為鑄鐵管，管齡多為20年以上。

(2)爆管事故資料源自國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)媒體報(bào)道，其報(bào)道及時(shí)，透明度高，真實(shí)性強(qiáng)，所揭示的爆管發(fā)生規(guī)律，具有一定價(jià)值和指導(dǎo)意義。但由于網(wǎng)絡(luò)新聞報(bào)道資料在數(shù)量和質(zhì)量上存在一定局限性，所得爆管規(guī)律只反映出一定層面的特征，不能從根本上翔實(shí)地揭示爆管本質(zhì)。今后需利用更全面翔實(shí)的資料，從更廣泛的角度分析研究爆管發(fā)生的特點(diǎn)和規(guī)律，揭示爆管發(fā)生的本質(zhì)。

(3)考慮爆管管徑大小，后果的嚴(yán)重程度和修復(fù)時(shí)間的長(zhǎng)短，從2013年國(guó)內(nèi)190次爆管事件中選取的10次較大爆管事故，見(jiàn)表7。

表7 2013年國(guó)內(nèi)10次較大給水管網(wǎng)爆管事故Tab．7 10 Most Serious Water Supply Pipe Brust Events in 2013

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［3］薛士科，劉萬(wàn)，石風(fēng)華．給水管網(wǎng)爆管原因分析及防治對(duì)策［J］．山東冶金，2006，28(4):35-37．

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［8］江門鶴山水管多次爆裂 逾16萬(wàn)居民無(wú)水用［OL］．http://www．gd．chinanews．com/2013/2013-06-08/2/252206．shtml，2013-06-08．

［9］圖文:常青路主水管凍爆 萬(wàn)人斷水18小時(shí)［OL］．http://news． sina． com． cn/o/2013-01-07/061925971272． shtml，2013-01-07．

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［21］昆明又見(jiàn)水管爆裂 300多噸自來(lái)水沒(méi)了［OL］．http://news．yninfo．com/yn/shxw/201306/t20130603_2067569．htm，2013-06-03．

［22］市橋昨夜爆水管5000戶居民停水［OL］．http://news．163．com/13/0602/13/90CBJSQ300014AED．html，2013-06-02．

［23］水管爆裂 馬路像豆沙被沖出個(gè)坑 “坑”了一輛車［OL］．http://www．zj．xinhuanet．com/newscenter/focus/2013-09/07/c_117268423．htm，2013-09-07．

［24］科技路路面突然塌陷 疑因水管爆裂所致［OL］．http://news．269．net/news/detail_2125154．shtml，2013-10-29．

［25］雁山立交橋下水管破裂 水沒(méi)大腿居民翻墻回家［OL］．http://news．bandao．cn/news_html/201311/20131120/news_20131120_2305111．shtml?i|228790:1，2013-11-20．

［26］商報(bào)東路400MM水管爆裂 路面成泥河［OL］．http://www．s1979．com/shenzhen/201312/25110411525．shtml，2013-12-25．