地井被用來提供通往埋地設施的通道。不用時,它們就變成地下密閉空間,一些可燃氣體進入及積聚之后,和空氣混合形成混合氣就會產(chǎn)生爆炸的隱患。在過去數(shù)年,香港發(fā)生了多起嚴重的地井爆炸事件,主要與可燃氣體進入地井有關。例如,一個開挖單位意外地在一條電信聚氯乙烯管道上開了一個孔,之后附近的燃氣管道又被破壞而泄漏,則燃氣可能會通過開孔的電信聚氯乙烯管進入地下管道系統(tǒng),流到附近地井積聚,遇到點火源被點燃而引起爆炸。因此,要制定一些較切合實際的方案,來解決地井潛在爆炸危機這個問題。
1 地井爆炸過程分析當可燃氣體在地井內(nèi)積聚,形成具有爆炸性的可燃氣體與空氣的混合氣并且遇到點火源點燃,就會發(fā)生爆炸而導致氣壓急劇上升,在沒有泄壓情況下,氣壓會達到0.8MPa。道路上的地井一般都不能承受如此高的壓力,其zui薄弱的部分——地井蓋,在爆炸中就會被氣流推動,由此產(chǎn)生缺口而把地井內(nèi)氣體釋放出去。氣壓變化模式的影響因素包括地井空間的大小,地井蓋的大小、重量,泄漏缺M的大小和氣體成分等。典型的氣壓變化模式可分為兩個階段。*個階段氣壓急劇升高,直至足以推動地井蓋。第二個階段情況則較為復雜。井蓋開始移動時,井內(nèi)繼續(xù)燃燒的氣體會使氣壓上升,而井蓋移動也相應加速。當缺口較大時,井內(nèi)氣體會外泄并足以降低氣壓增長速度。如缺口較小,泄漏不足以減緩氣壓增長,則井內(nèi)氣壓會繼續(xù)增加[1]。這樣的過程通常會在1s內(nèi)全部完成,地井蓋就會彈升直至動能耗盡為止。在地井蓋彈升和回落的過程中,就會對周圍環(huán)境造成危害。
2 可燃氣體
在地下發(fā)現(xiàn)可燃氣體就認為是地下燃氣管道泄漏可能是錯誤的。地下存在的可燃氣體實際上有眾多的來源,而不只是來自地下燃氣管道泄漏。其他的來源包括19然產(chǎn)生的沼氣、垃圾填埋后產(chǎn)生的填埋氣體、違法堆積石油物品產(chǎn)生的氣體、存在于排水管內(nèi)的沼氣等。曾在美國進行的研究指出,導致爆炸的氣體可能來源于有問題的電纜。文獻[3、4]指出,電纜保護層可能因出了問題而在缺氧及高溫條件下分解,釋放出可燃氣體,例如H2、C2H2、C2H6。對如此多的地下可燃氣體來源,實際上幾乎不可能把導致爆炸的地下可燃氣體全部消除。
3 地井
地并內(nèi)空間愈小,則爆炸的威力愈小。然而,減小空間會使進行維護時人員進出更困難,也未必餓減小爆炸的可能性。
即使一些可燃氣體只是存在于一個地井內(nèi),鄰近的地井仍可能會發(fā)生爆炸,因為可能沿管道擴散氣體。如果可燃氣體由一個地井流到別的地井,被點燃的機會就會更大??扇細怏w通過地井及地下連接管流動得越遠,爆炸發(fā)生的可能性及其導致的破壞就越大。從這個角度考慮,一個可行的建議是封堵這些可燃氣體流動的路線,主要是封堵地井連接管入口,來降低地井發(fā)生爆炸的危險性。
4 點火源
點火源不可避免地存在于市區(qū)的環(huán)境——來自出問題的電力裝備、電力轉換動作產(chǎn)生的火花、出問題的電纜、被丟棄的火柴、靜電等等。由于點火源的產(chǎn)生十分偶然,通過消除點火源來防止爆炸是太實際的。
5 可能的解決方案
5.1 通過地井蓋通風放散
為防止爆炸發(fā)生,通風放散口面積應足以釋放地井內(nèi)急速上升的氣壓。然而放散口面積較大的井蓋會增加遇到點火源的機會,并且還易接收一些雜物,比如流人的水、積聚的垃圾、落葉、碎石及其他易燃物質(zhì)。此外,要改動現(xiàn)有的地井蓋也不容易。
5.2 限制井蓋活動
限制方式可容許井蓋提升到一個無危險性的高度,從而釋放井內(nèi)的氣壓。曾有人建議安裝一個機械鎖,或把井蓋系上鐵鏈,或采用一個鉸。但這些做法都不能制止井蓋繼續(xù)提升,仍呵能會傷及公眾。機械鎖和鐵鏈的長期完整性也要關注,因為如果設計或安裝欠佳,或隨著時間推移而變壞,則將存在較大風險,地井發(fā)生爆炸時產(chǎn)生的巨大沖擊力可打碎井蓋及其配置(如鎖和鏈),使碎片如榴彈碎片般飛出。一般而言,業(yè)主都不會接受更換現(xiàn)有井蓋。
5.3 縮小地井空間
縮小地井空間會降低爆炸產(chǎn)生的能量,zui簡單的方法是用沙把整個地井的空間*填滿,但這樣會使地井的維護不能進行。其他方法可以用便宜的沙包、水袋、空氣袋或裝滿了膨脹硬膠(EPS)粒的袋子來填充地井。這些方法既經(jīng)濟,也不會*妨礙維護工作??墒牵ǖ目赡苄詤s仍然存在,而清除這些袋子仍然是不方便,這些袋子的長期完整性也存在疑問。
6 結論
封堵地井連接管道是防范地井爆炸的一個實際可行、經(jīng)濟的方案。封堵可防止可燃氣體從一個地井擴散到其他地井,可避免可燃氣體進人并積聚于地井內(nèi)。封堵也可以限制受影響的范圍,從而降低可燃氣體接觸到附近地井點火源的機會。在設施通往樓宇時封堵電纜管道已經(jīng)是一個通常標準做法,建議在道路上的地井實施同樣的措施。
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