周道剛,　任達(dá)盛,　張　逸,　楊紅新

(1.貴州省防雷減災(zāi)中心, 貴州 貴陽　550002;2.銅仁市防雷中心, 貴州 銅仁　543000)

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梵凈山新金頂景區(qū)防雷措施商榷

周道剛1,任達(dá)盛1,張逸2,楊紅新2

(1.貴州省防雷減災(zāi)中心, 貴州 貴陽550002;2.銅仁市防雷中心, 貴州 銅仁543000)

介紹了梵凈山新金頂景區(qū)防雷裝置整改情況,分析了防雷裝置整改后存在的問題。提出整改后防雷裝置連接方式基本符合QXT 264—2015《旅游景區(qū)雷電災(zāi)害防御技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,但針對景區(qū)特殊的地質(zhì)、地形、氣象環(huán)境情況,這種做法存在直擊雷擊隱患。

旅游景區(qū); 防雷裝置; 防雷措施; QXT 264—2015

0　引　言

銅仁地區(qū)梵凈山是我國首批國家級自然保護區(qū),其新金頂旅游景點是國家4A級旅游景區(qū),海拔高度為2 226～2 336 m,地質(zhì)狀況較為惡劣,以變質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖為主。2011年11月5日上午11點5分,景點發(fā)生34名游客遭受雷擊(其中12人重傷)的安全事故。文獻(xiàn)[1]在介紹了事故調(diào)查現(xiàn)場情況基礎(chǔ)上,較詳細(xì)地分析了此次事故發(fā)生的原因;為了指導(dǎo)梵凈山景區(qū)管理部門科學(xué)、合理地完善新金頂景區(qū)的防雷技術(shù)措施,2012年貴州省防雷減災(zāi)中心對該景點進(jìn)行了雷電風(fēng)險評估,就景點存在的雷擊風(fēng)險進(jìn)行了分析,提出了具有針對性的雷電災(zāi)害風(fēng)險防護措施建議[2]。2013年,景區(qū)管委會對景區(qū)防雷裝置完成了第一期整改和完善工作,并請當(dāng)?shù)胤览籽b置檢測站進(jìn)行了現(xiàn)場檢測;為了解此次防雷裝置整改、完善的實際情況,2014年11月省防雷減災(zāi)中心會同銅仁市防雷中心到梵凈山新金頂景區(qū)進(jìn)行了情況了解、現(xiàn)場查看。本文針對此次現(xiàn)場查看到的防雷裝置實際情況及存在的安全問題進(jìn)行分析。

1　景點防雷裝置整改概況

根據(jù)文獻(xiàn)[2]建議,景區(qū)防雷裝置主要整改情況如下:

(1) 新金頂,海拔2 336 m,建筑物有釋迦殿(長7 m、寬6.3 m、高4.5 m)、彌勒殿(長7 m、寬6.3 m、高4.5 m);構(gòu)筑物有彩虹橋、登山步道、觀景臺;釋迦殿與彌勒殿為磚混結(jié)構(gòu),且通過彩虹橋相互連接;其防雷裝置整改情況為:恢復(fù)釋迦殿、彌勒殿屋面損壞的避雷帶,兩殿避雷帶接地利用40 mm×4 mm扁鋼下引至普渡廣場接地裝置,新金頂上、下通道鐵鏈護欄處全部采用40 mm×4 mm扁鋼進(jìn)行跨接,使從新金頂至普渡廣場護欄鐵鏈形成電氣連接成一體。普渡廣場承恩寺內(nèi)更換被損壞的電源及信號線路電氣系統(tǒng)電涌保護器。

新金頂釋迦殿、彌勒殿屋面避雷帶如圖1所示。

圖1　新金頂釋迦殿、彌勒殿屋面避雷帶

上、下通道鐵鏈護欄電氣跨接如圖2所示。

圖2　上、下通道鐵鏈護欄電氣跨接

(2) 龍風(fēng)亭,位于索道上站與萬寶巖區(qū)域之間,海拔2 181.0 m,為正三角形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物,邊長為6.0 m,高8.0 m。該處增加接地裝置,鐵鏈護欄與龍風(fēng)亭柱筋進(jìn)行電氣連接,如圖3所示。

(3) 萬寶巖區(qū),位于索道上站至普渡廣場約500 m處。建筑物有服務(wù)房、辦公用房、萬寶巖公廁;構(gòu)筑物有登山步道;登山梯步道由混凝土和石梯步組成,其梯步寬1.5 m,護攔由鋼筋混凝土柱、鐵鏈護欄組成;石護欄長14.0 m,鐵鏈護欄長95.2 m,高1.25 m。該區(qū)域沿線安裝有路燈,路燈電源線路大部分穿PVC埋地敷設(shè)(深度10 cm),部分線管裸露在外面。95.2 m長的登山梯步鐵鏈護欄全部用扁鋼進(jìn)行電氣跨接;路燈電源線路改用穿金屬管埋地敷設(shè),對服務(wù)工作房、辦公用房、萬寶巖公廁進(jìn)行了防雷裝置完善。萬寶巖區(qū)鐵鏈護欄如圖4所示。

圖3　龍鳳亭鐵鏈護欄

圖4　萬寶巖區(qū)鐵鏈護欄

2015年,當(dāng)?shù)胤览籽b置檢測站對該景區(qū)的防雷裝置進(jìn)行了檢測,除普渡廣場承恩寺防雷裝置符合GB 50057—2010《建筑物防雷裝置設(shè)計規(guī)范》[3]要求外,新金頂防雷接地裝置工頻接地電阻達(dá)80 Ω,遠(yuǎn)達(dá)不到小于10 Ω的設(shè)計要求。在鐵鏈護欄支撐水泥柱處盡管采用焊接跨接方式,但鐵鏈金屬環(huán)之間電氣連接不合格。

2　整改后存在問題

整改后景區(qū)建筑物防雷裝置符合GB 50057—2010要求,但由于景區(qū)以變質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖為主的惡劣地質(zhì)狀況,新金頂?shù)尼屽鹊?、彌勒殿避雷帶無法就近接地,兩殿避雷帶接閃雷電后雷電流無法盡快入地泄放散流[4-6]。為了解決該問題,設(shè)計施工單位將釋迦殿、彌勒殿接地裝置用截面積50 mm2鍍鋅鋼絞線和40 mm×4 mm扁鋼引下到山腳與鐵鏈護欄接地扁鋼(埋地深度小于100 mm)連接,通過鐵鏈護欄接地扁鋼連接到普渡廣場接地裝置,形成共用接地裝置方式散流。

通常情況下,這樣的設(shè)計施工是可行的。然而梵凈山新金頂景區(qū)地表均為變質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖石塊和苔蘚類灌木,基本沒有土層,施工安裝符合要求的接地裝置十分困難,特別是釋迦殿、彌勒殿接地引下線,沿金頂垂直懸崖靠崖而下至新金頂下行通道最低點轉(zhuǎn)彎處與鐵鏈護欄接地扁鋼連接,這些接地扁鋼裸露在地表,無法將雷電流盡快泄放入地,存在較大的雷擊事故隱患。

根據(jù)GB 50057—2010,按照第三類防雷建筑物,釋迦殿接閃帶接閃首次直擊雷擊時,基礎(chǔ)處出現(xiàn)的瞬間雷電高電位為

U=UR+UL=IRi+ L0hxdi/dt

式中:UR——雷電流流過防雷裝置時接地裝置上的電阻電壓降;

UL——雷電流流過防雷裝置時引下線上的電感電壓降;

Ri——接地裝置的沖擊接地電阻;

I——雷電流幅值;L0——引下線單位長度電感,取1.5 μH/m;

hx——新金頂與普渡廣場高差;

di/dt——雷電流陡度,取10 kA/μs。

采用江口縣防雷檢測站檢測報告,Ri取最小值10 Ω,新金頂與普渡廣場高差hx=100 m,則100 kA首次雷擊電流閃擊新金頂釋迦殿屋頂接閃帶時,釋迦殿基礎(chǔ)扁鋼處的瞬間雷電高電位約為U=100×10+1.5×100×10=2 500 kV。

新金頂釋迦殿接地裝置與普渡廣場接地裝置之間存在大約有2 500 kV瞬間雷電電位差;盡管下行通道鐵鏈護欄安裝有接地扁鋼,但接地扁鋼實際埋設(shè)深度不超過100 mm,基本沒有接地效果,因此整個新金頂上、下行通道鐵鏈上將出現(xiàn)瞬間雷電高電位,即當(dāng)新金鼎釋迦殿或彌勒殿中任何建筑物接閃帶遭受雷電閃擊時,接閃帶接閃到的雷電流幾乎全部沿游覽觀光上、下行通道鐵鏈護欄至普渡廣場。

3　旅游景區(qū)防雷

對于旅游景區(qū)雷電防護,一般防雷技術(shù)人員都是參照GB 50057—2010、GB 50343—2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計、施工。由于旅游景區(qū)多數(shù)較空曠、建筑物少且體量小,多數(shù)建筑物達(dá)不到第三類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn),故采用上述兩個標(biāo)準(zhǔn)實施景區(qū)雷電防護措施,特別是游客游道的防雷設(shè)施整改(一般按照人員密集場所考慮,接閃器保護范圍滾球半徑采用45 m、接地電阻小于10 Ω),存在技術(shù)要求過高、建設(shè)費用過大、破壞旅游景區(qū)原始生態(tài)環(huán)境的情況。

為了解決旅游景區(qū)雷電防護問題,2015年頒布實施了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QX/T 264—2015《旅游景區(qū)雷電災(zāi)害防御技術(shù)規(guī)范》[7]。

(1) 該標(biāo)準(zhǔn)集工程性措施和非工程性措施于一體,對旅游景區(qū)的雷電防護措施、雷電監(jiān)測預(yù)警和防雷裝置的檢測與維護方面進(jìn)行了比較全面的規(guī)定[8-9]。

(2) 規(guī)定旅游景區(qū)進(jìn)行防雷設(shè)計前應(yīng)進(jìn)行雷擊風(fēng)險評估,通過雷擊風(fēng)險評估將旅游景區(qū)分為高、中、低雷擊風(fēng)險區(qū),并針對不同的雷擊風(fēng)險區(qū)給出了相應(yīng)的防雷技術(shù)規(guī)定,保證了旅游景區(qū)雷電防護措施設(shè)計的科學(xué)性、合理性、有效性。

(3) 兼顧到旅游景區(qū)的特殊地質(zhì)情況,分別將高、中雷擊風(fēng)險區(qū)的接閃器接地電阻確定為小于20 Ω、30 Ω,接閃器保護范圍滾球半徑分別為60 m、100 m。這些符合實際情況的適用性措施規(guī)定,保證了旅游景區(qū)防雷設(shè)計的科學(xué)性、合理性,減少了旅游景區(qū)雷電防護建設(shè)費用,降低因防雷裝置施工造成的對景區(qū)原始生態(tài)環(huán)境破壞,如本文所述景點采用該規(guī)范設(shè)計實施防雷整改,綜合效果明顯。

(4) 該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)定也適宜新農(nóng)村小區(qū),特別是山區(qū)村寨民居雷電防護。

4　結(jié)　語

近年來,旅游景區(qū)雷擊事故時有發(fā)生,景區(qū)防雷安全成為人們關(guān)注的焦點。但合適的防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)欠缺成為旅游景區(qū)防雷設(shè)計、整改的障礙,梵凈山新金頂景區(qū)防雷整改項目即是典型案例之一。QX/T 264—2015填補了旅游景區(qū)雷電防護技術(shù)空白,為今后旅游景區(qū)雷電防護提供了較為完善的技術(shù)思路和方法,但該標(biāo)準(zhǔn)第4.1條規(guī)定:旅游景區(qū)的雷電災(zāi)害防御,應(yīng)在調(diào)查地理、地質(zhì)、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律、旅游景區(qū)特點等基礎(chǔ)上,確定防護措施。針對梵凈山新金頂景區(qū)上、下行游道金屬鐵鏈護欄防雷整改,按照QX/T 264—2015第5.2.3條規(guī)定:“游道兩側(cè)的護欄宜采用高強度非金屬材料,當(dāng)采用金屬材料時,應(yīng)不大于25 m做一次接地,并設(shè)置警示牌”,則整改費用太高且存在安全隱患,故采用文獻(xiàn)[4]提出的“接閃、均壓、攔截、隔斷、接地”防護措施比較妥當(dāng),但綜合實施效果符合QX/T 264—2015的一般規(guī)定。

[1]周道剛,任達(dá)盛,周文鈺,等.梵凈山雷擊事故原因分析[J].中國雷電與防護,2013.

[2]貴州省防雷減災(zāi)中心.梵凈山新金頂景區(qū)雷電風(fēng)險評估報告[G].2012.

[3]建筑物防雷設(shè)計規(guī)范:GB 50057—2010[S].

[4]任達(dá)盛,吳愛萍,楊勝海,等.梵凈山新金頂景區(qū)防雷措施探討[J].貴州氣象,2013(3):57-58.

[5]鐘有萍,舒國勇,晏理華.梵凈山對局地氣候的影響分析[J].貴州氣象,2011(6):25-28.

[6]唐子琦.淺談旅游區(qū)如何做好防雷擊工作[J].科技資訊,2012(23):246.

[7]旅游景區(qū)雷電災(zāi)害防御技術(shù)規(guī)范:QX/T 264—2015[S].

[8]虞昊.現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M].2版.北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[9]甘孝明,周文鈺,彭文偉.代平農(nóng)村民居雷電防護現(xiàn)狀分析及措施[J].貴州氣象,2015(6):75-78.

Discussion About Lightning Protection Measures of New Jinding Tourist Area in Mount Fanjing

ZHOU Daogang1,REN Dasheng1,ZHANG Yi2,YANG Hongxin2

(1.Guizhou Province Lightning Protection and Disaster Mitigation Center, Guiyang 550002, China;2.Tongren Lightning Protection Center, Tongren 543000, China)

This paper introduced the rectification of lightning protection device of New Jinding tourist area in Mount Fanjing,and analyzed the existing problems after the rectification of lightning protection device.It is pointed out that the connection type of lightning protection device after the rectification is largely in line with QXT 264—2015 stipulations.But it has potential direct lightning hidden danger for the special geology,landform and meteorological environments of tourist area.

tourist area; lightning protection device; lightning protection measures; QXT 264—2015

周道剛(1963—),男,高級工程師,從事防雷技術(shù)推廣應(yīng)用方面的工作。

TU 856

B

1674-8417(2016)07-0049-04

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.07.013

2015-11-06

任達(dá)盛(1967—),男,工程師,從事防雷檢測工作。

張逸(1979—),男,工程師,從事防雷檢測工作。