隨著“鄉村振興戰略” 的提出與“藍天保衛戰” 打響, 天然氣由于其清潔、 高效、 使用方便等優點逐漸在鄉鎮地區普及。 隨著鄉鎮地區城鎮化進程的不斷推進, 地上建筑工程及水電、 通信、 給排水管網等地下施工活動越發頻繁, 成為土體塌陷的重要誘因, 當發生在巖溶地區時, 這種現象就被稱為巖溶塌陷。 巖溶塌陷具有較強的隱蔽性和突發性等特點, 當管道穿越塌陷區域時將產生較為嚴重的安全隱患, 即使是堅固而有韌性的管道也難以抵御土層錯動作用和地表破壞所引起的永久性地面位移
。 與此同時, 西南地區地質環境復雜多變, 巖溶地貌廣布, 地震、 滑坡等地質災害頻發, 降水強度較大, 極易引發巖溶塌陷導致管道失效破壞, 誘發火災、 爆炸等次生災害, 不僅會給人民的生命財產造成極大的損失, 而且對天然氣的普及也會產生巨大的負面作用, 嚴重影響地區的和諧發展。
部分學者和管道管理者已經關注到此問題,形成了一些研究成果和技術措施。 帥健等
分析了巖溶塌陷作用下管道的破壞行為, 并針對設計階段和在役管道分別提出防護措施; 張泰麗等
通過對南京地面塌陷調查資料的梳理, 分析了巖溶塌陷的形成機制并提出相應的防治措施;游東潘
基于巖溶塌陷的發育特征提出了巖溶區段埋地天然氣管道的敷設建議。 但是, 現有研究對于巖溶塌陷這一特殊地質災害作用下管道失效特征的分析有待完善, 且主要集中于長輸管道, 提出的管道防護措施也通常局限于技術層面, 而鮮有學者在辯證分析物-事-人三者動態交互過程的基礎上全面探討巖溶區域埋地管道的風險管控措施。 因此, 筆者在準確把握巖溶區域埋地管道破壞特征的基礎上, 試圖以系統科學的手段, 從物理-事理-人理 (Wuli-Shili-Renli) 三個維度深入剖析巖溶區域鄉鎮天然氣管道的安全管理問題。
2.安撫公眾,求得諒解。企業在遭遇輿情危機時,首先應該與公眾進行溝通、交流與勸說,對此次輿情事件的直接受害公眾,進行真心實意的道歉,彌補他們的損失,并給他們以精神上及物質上的補助,求得他們的諒解。與此同時應該給參與該輿情事件的公眾一個交代,告知公眾企業對于此次事件的處理方法,以及最后的處理結果,安撫公眾的情緒,緩解公眾因為移情作用而引發的不安感。新媒體的高度互動性可以彌補企業生硬的非人性化形象缺陷,以人性化的形象、親切平和的溝通方式,有利于拉近與公眾的關系,并進行解釋和說服,緩解危機中雙方的矛盾。
巖溶塌陷造成上部巖溶覆蓋層土體不斷向地下土洞沉陷, 從而以塌陷區域為中心在地表逐步形成四周高、 中部低的盆地結構
。 地下土層錯動導致埋地管道沿線發生不同程度的變形, 致使埋地管道軸向產生較大的拉伸及壓縮應力, 極易超出強度極限從而造成管道破裂失效
。 根據巖溶塌陷作用下埋地管道不同區域的受力變形特征, 可將管道沿線劃分為沉陷影響區和非沉陷影響區
。 沉陷影響區又可以分為3 個區域: OA管段對應為中間區域, AB 管段對應為內過渡區域, BC 管段對應為外過渡區域, 不同區域的具體劃分如圖1 所示。
首先,從現象到數據模型。數據是對現象進行測量而得出的現象的數學表征。數據是從現象中得出的,但是數據模型并不是對研究對象完整的復制,在一般意義上,數據模型是適當的實驗參數的擬合,它與現象同構(isomorphic),亦具有自身的平穩性,但在本質上也是按照研究者自身的需要在理論指導下對數據做出適當刪減的改造。研究者依據自身的背景知識、研究的出發點、概率統計分析等綜合因素加以考慮,組成指導數據模型建立的數據理論,進而構建數據模型集合而成的高一層次的數據模型。簡言之,即在數據理論的指導下,構造出關于現象世界的數據模型。

(3) 開展降雨及地表水防滲措施, 避免其通過裂縫滲入地下塌陷區域: ①針對巖溶區域地表江河開展清理疏通工作, 在汛期加大泄流,同時完善地表分流系統, 減小水流下滲產生的沖蝕作用; ②針對地勢低洼、 易塌易滲地段開展底部加固、 防水堵漏等措施, 若存在防漏難度較大的河流、 水庫及水塘, 則應及時實施人工改道遷移; ③針對地表水滲漏嚴重、 極易引發塌陷的巖溶洞穴, 應因地制宜地采取排水填堵、 鉆孔排氣、 強夯破洞、 灌漿填充等工程加固措施。
在模型運用中,選取調節系數z=2,本文視土地綜合承載力和區域經濟發展同等重要,給待定權重賦值為ξ=ζ=0.5。因此,根據式(2)~式(3)分別測算北京、天津、河北、京津冀城市群土地綜合承載力與區域經濟發展的協調度、整體效應、耦合協調發展度(見表6)。
巖溶塌陷作用下外過渡區也將出現一定程度的不均勻地表下陷, 在管道壓縮作用下土體呈現上凸趨勢, 變形后的地表土體向塌陷區域中心傾斜, 局部地區可能出現鼓脹現象。 巖溶塌陷過程中, 外過渡區管道主要承受土體斜向的拉伸, 在應力集中處拉伸變形逐漸累積直至發生管道斷裂, 尤其對于含內外缺陷的管道, 其缺陷在土體載荷作用下快速擴展并極易導致管道失效。 與此同時, 外過渡區管道還將承受土層錯動引起的剪切作用, 從而造成管道彎曲變形并在局部區域出現屈曲, 外過渡區埋地管道是巖溶塌陷作用下最易失效的危險區域。
非沉陷影響區的地表變形極小幾乎可以忽略不計, 管道主要承受軸向壓應力和管-土間靜摩擦力, 從而產生較小數值的軸向應力。 與此同時, 隨著埋地管段與塌陷區域中心的相對距離逐漸增大, 巖溶塌陷的影響程度也將顯著降低。
顧基發、 朱志昌研究員在系統工程的研究過程中基于中國傳統文化提出了WSR (Wuli-Shili-Renli) 系統方法論, 提倡在辯證分析物-事-人三者動態交互過程的基礎上將復雜問題解構重組, 以實現對研究對象的再認識、 再剖析
。
(6) 加快開展巖溶區域埋地管道風險評價與試驗研究, 研判失效臨界條件, 針對潛在塌陷區域管段安裝地表位移和應力應變監測裝置, 結合計算機技術編制巖溶區域埋地管道安全性評價系統, 及時發現安全隱患并進行預防治理。
近年來, WSR 系統方法論開始被用于油氣工程管理領域
。 不論宏觀層面的油氣集輸系統,還是微觀層面的某一具體油氣管線, 其風險均涉及自然、 社會、 人文各方面, 因此在對埋地管道的風險管控措施開展研究時, 需要集成自然科學、 社會科學、 人文科學三個維度的知識、 方法及手段, 即與WSR 系統方法論中的物理、 事理、 人理一一對應。 結合WSR 系統方法論的邏輯原理, 本研究構建了巖溶區域管道風險系統分析方法, 見表1。 并基于此, 建立了巖溶區域鄉鎮燃氣管道風險管控WSR 模型, 如圖2 所示。
ACEO有機硅3D打印是全球首創的基于有機硅彈性體的3D打印技術,采用DOD技術按需滴膠,可用于生產各種幾何圖形復雜的部件配件以及此前無法生產的“不可能的產品”。有機硅具有耐熱性、低溫柔韌性、透明性和生物相容性等獨一無二的性能,因此這種技術在汽車制造、航空航天、醫療保健以及機械工程等眾多行業擁有巨大的應用前景,適用于設計建模、配件生產以及小批量生產。ACEO提供一系列服務,包括設計支持、打印實驗室的培訓課程,以及便于文件上傳和下單的網上商店。


(1) 物理層面
巖溶塌陷作用下埋地管道的不安全行為往往表現為物的失效。 對于埋地燃氣管道, 通常依據管道自身的設計參數研判其應險能力, 但依據系統論原理, 同時應著眼于管道所處的環境, 分析外部保護條件, 研判風險發生機理, 從而準確把握外力荷載作用下埋地管道失效破壞的變化特征及發展規律, 以針對性的采取調節與控制措施。
(2) 事理層面
于磊,楊雙寧,劉學青,等.離子束刻蝕輔助飛秒激光加工制備碳化硅微光學元件[J].光子學報,2018,47(12):1214003
巖溶塌陷作用下埋地管道的風險管控主要取決于人對物的介入。 一個原本安全、 有序的系統在風險事件發生后開始趨于混亂、 無序, 此時便需要借助外部干預, 在資源、 信息的約束下探求最 “理性” 的應對措施, 防止勢態進一步擴大,使系統趨于新的穩態。 與此同時, 為了增強系統對風險的抵抗能力, 還需要參照工程經驗數據以及“物理” 分析得到的失效規律, 不斷建立完善系統的風險預警與應急防控機制。
我國大多數的行政事業單位內部沒有專門對內部控制進行監督的部門,也缺乏專業從事監督和管理的工作人員。行政事業單位的財務和審計工作基本都交于會計人員來處理,而其他部門無權過問財務部門的具體情況,這種情況使得財務人員容易發生監守自盜或淪為管理者腐敗工具的可能性。長期以來,我國行政事業單位內部都沒有建立起能夠自治的監督和管理體系,自身監督的模式只是紙上談兵并沒有落實到位。行政單位一直以來都依賴國家政策的監督和扶持,自身查缺補漏和整頓調整的能力較弱,這種情況經不起社會主義建設中的各種困難的打擊。
(4) 開展地下水控制措施, 做好地下水位的合理調度: ①根據鄉鎮地區水資源條件, 合理規劃地下水開采層位、 開采強度、 開采時間,嚴格控制地下水開采量, 加強動態監測, 避免超過安全水位; ②避免地下河流水位的快速升降, 設法查明、 封堵向江河排泄地下水的巖溶管道, 以免產生推動巖溶塌陷的氣爆、 吸蝕和潛蝕作用。
人的行為觀念以及主體間的相互關系也對巖溶塌陷作用下埋地管道的風險管控效果產生重要的影響。 在長期的工程實踐中, 人們逐漸發現管道沿線相關人員應險能力的提高對減小管道失效后果起到關鍵性作用。 政府、 企業、 居民等不同主體的協調合作可以有效提升風險管理效率, 與此同時, 法律制度與相關標準共同營造的良好外部環境有利于不斷增強人的安全責任意識, 規范鄉鎮天然氣相關主體的行為活動。
Nagano等在已有研究的基礎上,提出了一個整合的創新管理過程模型,包括前期勘察、創意生成、構建策略、調動資源、執行操作和評估階段。Herstatt 等學者將新產品開發過程分為兩個階段,預開發階段和實施階段。預開發階段主要進行新產品創意的生成和評估,以及對項目的評估,實施階段分為產品發展、樣品測試、投入生產。然而,還有一些學者對產品創新流程持不同的看法。Shenhar 指出了沒有一個項目管理的單獨方法適用所有的情況,不認同一個創新過程模型可以涵蓋所有方面。
4.1.1 提升管道應險能力
(1) 在經濟合理范圍內針對潛在巖溶塌陷區域盡量采用小管徑、 大壁厚管道以提升管道的安全系數, 對于已經投產的埋地管道應定期開展壁厚檢測以避免外界干擾導致的壁厚減薄。
內過渡區是位于中間沉陷區與外過渡區之間的緩沖段, 此區域土體呈現下凹趨勢, 并伴隨出現較為顯著的不均勻地表下陷, 土體沉降幅度由靠近塌陷區域中心一側向兩側端部逐漸減弱。 巖溶塌陷過程中, 通過內過渡區的埋地管道在軸向主要承受壓應力從而產生顯著的壓縮變形, 大范圍塌陷時甚至造成管道皺褶。 由于在巖溶塌陷作用下, 此區域內邊緣側的下沉值較外邊緣側大,從而引發土層錯動造成管道彎曲變形, 并有可能促使管道進入懸空狀態, 內過渡區埋地管道的失效破壞不可低估。
(2) 采用強度高、 延伸率大的管材以增大管道允許的拉伸應力, 將有助于顯著提升管道在巖溶塌陷作用下的適應能力以及破壞抵抗能力。
(3) 在滿足規范要求的前提下, 應選擇合適的埋深以保證巖溶區域埋地管道的安全運行,適度增加埋深有助于充分利用土拱效應, 但同時應避免管道受壓危險截面達到強度極限。
(4) 通過改善回填土質量以適當提高管周土體彈性模量、 降低管土摩擦系數, 可有效減小因地下巖溶塌陷導致的管線豎向變形及應力響應, 減弱管道與土體之間的相互摩擦作用, 對預防管道失效具有積極意義。
(8) 根據場地的實際條件, 合理采用土墊層法、 樁基法等地基處理方法, 提升管道臨近地基的承載能力并消減地下巖溶塌陷引起的上部土層錯動。
WSR 系統方法論提出后, 各界學者對其理論與實踐進行了積極探索
, 逐步明晰物理、 事理、人理三者的范圍界限。 “物理” 主要是指人所面對的客觀存在, 以及透過現象總結得出的物理規律;“事理” 主要是指人對客觀事物的干預影響, 以使其朝向自身預期的方向發展; “人理” 主要是指面對客觀事物時人自身的行為觀念, 以及人與人之間的相互關系。 經過了至今28 年的發展歷程, 融合中國傳統文化的WSR 系統方法論逐漸在風險管控、工程管理、 環境規制等領域得到了國內外學者的普遍認同及廣泛應用。
(7) 增加管溝寬度、 增設變形補償溝或自動補償設施, 可有效提升地下巖溶塌陷過程中管道的自由變形能力, 及時自動釋放周圍土體對管道的約束力。
(5) 使用密度小、 剛度大的回填介質進行管溝夯填及地表防滲, 如陶粒等輕質材料, 可有效減小管道上方的覆蓋物載荷。
4.1.2 推進巖溶塌陷防治
For impedance matching, the equivalent input impedance of port 2 should be satisfied as follows,
(1) 借助聲吶、 雷達、 遙感測量等地球物理勘探技術進一步加強地下巖溶的勘探評估, 掌握地裂縫分布及發育特征, 查明巖溶塌陷的強發育地段, 特別是基巖面以下垂直巖溶洞穴發育地段、 構造帶次生氧化帶、 礦體接觸帶、 蓋層厚度較薄且巖性主要為砂性土地段, 以及地形低洼易積水地區和地下水排泄區
。 同時應考慮巖溶土洞的存在, 及時查明管道沿線土洞的成因、 形成條件、 位置、 埋深、 大小, 以及與土洞發展有關的溶洞、 溶溝、 溶槽的分布情況。
(2) 在 “鄉村振興” 戰略持續發力引發地下施工活動日趨頻繁的背景下, 應不斷推進鄉鎮基建工程統籌規劃和合理布局, 加強建設過程中的監督管理及竣工驗收, 完善相關法律法規及技術規范, 盡量避免在巖溶塌陷高易發區開展工程活動, 對于難以避開的工程項目需及時進行安全評估并做好防塌工作。
中間沉陷區位于巖溶塌陷區域正上方中心,沿線土體下沉相對均勻, 地面形貌變化較小, 地表沉陷量達到最大值, 在自重及上覆巖土荷載作用下管道易發生屈曲, 并承受軸向拉應力和巖土摩擦力。 當地下巖溶塌陷速度較快造成上部大范圍土體沉陷時, 管道極易進入局部懸空或整體懸空狀態。 與此同時, 懸空管道將承受更大的彎矩、 拉應力以及剪應力, 不僅增大了管道斷裂的可能性, 而且裸露懸空管道更易受到其他人為因素或偶然因素的破壞(如第三方施工、 滑坡、 落石等)。 綜上所述, 中間沉陷區土體的損傷作用較強, 埋地管道受到外部環境因素影響的可能性最大。
(3) 人理層面
(5) 在巖溶塌陷高易發區開展動力監測工作, 依靠水文地質檢測手段對地表江河水位、 地下水流向、 大氣降水等水動力動態變化源區進行實時監測, 為巖溶塌陷的預測提供數據支持
。
4.2.1 加強管道安全管理
(1) 推進地下空間資料的信息化建設, 基于先進的地下探測設備與技術形成準確的鄉鎮地下管網資料, 與地下巖溶信息系統形成數據鏈接,建立健全動態更新的區域地下管網GIS 信息系統, 實現地上與地下的場景聯動展示。
(2) 結合巖溶地貌特點, 根據區域天然氣管線走向合理劃分管理區段, 并充分依靠村委會等行政組織落實管道巡線制度、 加大巡線管理力度, 及時雇傭屬地化巡線工, 提高線路巡查頻率和工作效率, 采用人防、 物防相結合的措施, 確保巡線質量。
(3) 巖溶塌陷可能損壞天然氣管道的安全保護裝置和附屬設施, 如緊急截斷閥、 安全閥、壓力表、 接地裝置等, 因此需要定期開展管道附屬結構的完整性檢測, 避免因其損壞而對管道安全平穩運行造成不利影響, 從而導致較大的人員傷亡和經濟損失。
阿東這天還是遲到了。他跟處長解釋遲到的原因。處長說:“是呀,我也聽說了。附近的人都叫那條路‘官道’。網上還編了歌罵哩。”
4.2.2 完善風險防控機制
(1) 加快建立長效監測預警機制及防災體系, 建立健全應急保障制度, 制定詳細的巖溶區域燃氣管道保護預案, 確定應急救援隊伍, 為突發性搶修工程提供保障條件。
(2) 推動區域天然氣企業緊密合作, 同時依托管道沿線地區的消防、 醫療力量, 形成高效的多方主體聯防、 聯控機制, 并在各相關部門間實現資源共享, 攜手推進巖溶塌陷隱患區域的地下管線保護。
(3) 根據鄉鎮不同區域的地層穩定性狀況,結合埋地燃氣管道的各種性能參數, 因地制宜地制定差異化的巖溶塌陷風險應對方案: ①針對巖溶塌陷穩態區, 應盡可能減小管頂覆土重量, 采取輕質回填介質夯填管溝并進行地表防滲, 同時加強管頂土體微地貌巡查、 開展管道力學實時監測, 以及時發現異常情況; ②針對巖溶塌陷非穩態區, 應對管周土進行實時監測, 并在巖溶塌陷影響區域開展土體剩余移動變形量分析, 對埋地天然氣管道適時進行應力釋放, 并用膨脹土對地表裂縫進行回填及夯實處理, 以避免裂縫進一步擴張誘發塌陷; ③針對巖溶塌陷危險區, 應準確設定沉降預警值, 當巖溶土洞較大時, 應提前做好抬管準備, 或及時采取管道改線避讓等處理措施, 當巖溶土洞較小時, 可結合其他一些工程方法, 如在土洞中先灌充碎石, 然后再采用粘土、水泥等填實加固。
4.3.1 增強人員安全意識
(1) 考慮管道沿線不同層次、 不同群體、不同年齡居民的特點, 通過宣傳單、 橫幅標語、現場講解等方式多渠道、 全方位地開展天然氣安全宣傳活動, 使沿線居民樹立強烈的管道保護意識, 不斷提升自救與他救能力。 尤其對于鄉鎮地區, 留守老人、 兒童占據了較大的人口比例, 其安全意識相對薄弱、 溝通交流存在障礙, 因此宣傳教育工作需做到淺顯易懂、 貼合實際, 對于老人建議定期開展安全講座或采取走訪等形式進行宣傳, 對于兒童可以聯合學校開展趣味活動或主題課程, 采用寓教于樂的方式進行安全教育。
綜上所述,在市場經濟環境下,機場企業的市場競爭壓力也逐漸增大,成本已成為企業競爭的基礎,作業成本法由于其自身較強的優勢作用,當前已經被逐漸的應用到機場企業的成本管理工作中,并取得了良好的成效,對機場企業的健康發展具有重要的作用。但是在具體的應用中還需要保證資料的準確性、作業劃分的科學性以及成本動因的合理性,這就需要機場財務人員繼續探索科學有效的成本管理模式,實現對成本的有效控制,提升企業競爭力。
(2) 提升鄉鎮地區天然氣從業人員的素質水平, 加快制定鄉鎮天然氣管道維護、 搶修培訓規程, 積極開展天然氣安全維修人員的職業技能測試工作, 建立健全應急管理值班機制(如設置應急值班電話、 相關部門干部24 h 輪流值班等), 完善人員獎懲制度并嚴格執行,為鄉鎮天然氣管道的安全平穩運行奠定堅實的基礎。
為了得到風室的數值模型,參照70 MW或100 t/h鍋爐所配的橫梁式鏈條爐排供風系統的三個風室設計試驗臺,并通過試驗臺測量數據與數值模擬數據進行比對,對數值模擬的準確性進行驗證。
4.3.2 規范鄉鎮天然氣市場
3.在強化富民惠民、夯實物質基礎上,經濟環境更加活力充沛。堅定“艱苦創業、幸福民生”理念,更加有力地推進改革開放和現代化建設,更加有效地增強發展的全面性、協調性、可持續性,切實把科學發展的成果轉化為現實利益福祉,真正做到發展為了人民、發展依靠人民、發展成果由人民共享。
(1) 加強管道保護的政企協調共建工作,營造和諧的政企合作氛圍。 由鄉鎮政府牽頭成立專門的天然氣企業安全管理監督部門, 形成周期性的監管機制, 暢通安全監督舉報渠道、完善企業獎懲機制, 制定相應的地質災害風險防護檢查標準, 組織行業專家對區域內相關天然氣企業的風險管控工作進行評判并將結果公開發布, 從源頭抓起, 真正把保障管道安全運營的各項制度和責任落實到基層、 落實到企業、落實到一線操作層面, 統一組織、 配合、 協調做好巖溶區域鄉鎮天然氣管道的安全管理工作。
(2) 依法查處違規設計、 違規施工等不法行為, 重點清理巖溶區域存在較大安全隱患的天然氣管線, 對無法達到巖溶塌陷防護標準的管線應限期整改到位, 對安全管理出現重大事故的企業應建立退出機制予以嚴懲, 并對已發生的事故進行詳細調查, 基于事故公開、 調查程序公開、 事故原因公開、 整改措施公開、 處理結果公開等 “五公開” 的原則, 總結經驗教訓, 嚴防事故再發生。
(3) 建立健全國家層面的鄉鎮天然氣管道保護法律制度與相關標準, 并根據具體情況制訂適用于巖溶區域的地方法規和實施細則, 推動其與企業本身的管理制度、 技術要求相融合,積極解決巖溶區域鄉鎮天然氣發展過程中所遇到的問題, 有效規范鄉鎮天然氣相關主體的行為活動, 在體制、 機制上確保天然氣管道安全運行, 助力鄉鎮地區和諧發展。
(1) 巖溶塌陷過程中埋地管道的變形呈現明顯的階段性特征, 管道失效的最主要原因是埋地管道與管周土體的力學參數及變形性能差異,巖溶塌陷作用下管道的破壞模式主要分為拉伸破壞與屈曲破壞。
對于不同的寄生蟲學標本片,要根據片中標本的大小,選擇放大倍數合適的鏡頭。有時候觀察同一個標本,需要幾個不同的鏡頭來完成。如通常使用10倍物鏡觀察感染性蛔蟲卵的形態特征(蟲卵形狀、卵殼、蛋白質膜、蟲卵中的蛔蟲幼蟲),之后換成40倍物鏡觀察蟲卵中蛔蟲幼蟲的形態特征以及其在卵中的運動情況。因此教師要在課程開始之初向學生講解清楚,通過之后幾次實驗課讓學生自己逐漸找到規律,避免認知過程中出現“盲人摸象”的現象。
(2) 通過對巖溶區域鄉鎮天然氣管道風險管控WSR 模型的分析, 可以看出: 不僅要在準確把握管道失效規律的基礎上控制、 減弱乃至消除危險源 (物理), 而且還需通過系統分析、 預測、 評價等手段, 及時掌握管道安全狀態, 完善管道運行過程中的安全管理及應急處置(事理);此外, 由于天然氣管道的日常生產運行活動是以人為主導的, 所以也應該通過法律、 政策等手段規范相關主體的行為活動、 營造良好的外部環境(人理)。
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