中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063
摘要:城市轨道交通雷电灾害风险评估必要性研究可为相关单位开展决策和立项提供参考。本文在介绍雷电灾害风险评估国家及地方相关政策文件基础上,重点讨论了城市轨道交通开展雷电灾害风险评估的目的、作用及工程指导价值。提出了其主要工作内容,需达到的目标及效果。本文工作将为轨道交通建设单位、监管部门开展相关工作提供指导。
关键词:城市轨道交通;雷电灾害;风险评估
引言:
雷电是发生在大气中的声、光、电物理现象,其放电电流可达数十千安培,甚至数百千安培。放电瞬间,雷电流产生强大破坏力和很强的电磁脉冲干扰,给人们生产活动带来了巨大的危害,雷电灾害已成为自然界十大自然灾害之一。
雷电灾害风险评估[1]是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其灾害特征,结合现场情况进行分析,对雷电可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算,从而为项目选址、功能分区布局、防雷类别(等级)与防雷措施确定、雷灾事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法。
城市轨道交通属于城市重大公共基础设施,其车站属于人员密集场所[2]。若遭受雷击,其损失及社会影响较大。对城市轨道交通进行雷电灾害风险评估的必要性进行研究,可为轨道交通建设单位开展决策、气象部门进行立项提供参考和依据。
1国家及地方相关政策文件
1.1国家政策
2015年5月,中国气象局文件《中国气象局办公室关于取消第一批行政审批中介服务事项的通知》(气办发(2015)22号)规定:“在开展防雷装置设计审核行政审批时,不要求申请人提供雷电灾害风险评估报告”。即雷电灾害风险评估已不再作为防雷装置设计审核的必要条件[3]。
1.2部分地方相关政策
2015年11月,江苏省政府出台了《省政府办公厅关于加强防雷安全工作的通知》(苏政办发(2015)109号文),该文件对相关部门的防雷安全监管责任进行了明确。规定如下:“落实部门防雷安全监管责任。气象部门负责建立雷电灾害预警评估体系,及时预报和发布雷电灾害信息,会同有关部门指导、监督防雷装置的检测工作,组织雷电灾害调查鉴定,对存在的防雷安全隐患问题责令责任单位整改,开展防雷安全检查指导。发展改革部门会同气象等部门负责对新建重大建设工程、爆炸和火灾危险环境、人员密集场所、大型太阳能、风能开发利用项目及生命线工程等进行雷电灾害风险及防范审查[4]。
结合国家及部分地方相关政策文件,雷电灾害风险评估虽已不再作为防雷装置设计审核的必要条件,但轨道交通属于重大建设工程且属于人员密集场所,对其开展雷电灾害风险评估符合相关国家政策。
2雷电灾害风险评估的作用及工程指导价值
雷电灾害风险评估的目的是使防雷设计建立在科学的基础上,避免盲目性,保证防雷工程安全可靠、技术先进、经济合理[5~6]。通过雷电灾害风险评估,对建设项目可能存在的雷电危险有害因素进行识别,指出隐患,提出补充和完善的对策、措施,以满足安全生产的要求。通过雷电灾害风险评估,具有以下作用及工程指导价值:
2.1直接作用
(1)可以准确的估算出轨道交通建筑物遭受雷击的概率,准确的计算出当邻近建筑物或附近大地遭受雷击时,评估本工程可能遭受的间接雷击损害风险;可以准确的计算出雷电通过服务设施侵入时,对评估对象的雷击损害风险。
(2)可以掌握轨道交通沿线建筑设施可能遭受雷击的主要风险分量,根据现场勘查采集到的数据,经过科学的计算和处理,提供出最详实的评估结果,有针对性的采取相应的雷电防护措施,实现科学施工,技术合理,提前做好相应的防护措施,避免雷击事故发生或将损失减到最低。
(3)可以从技术、经济价值上综合决策雷电防护措施,既达到雷电防护的效果,又节约防护成本,真正实现科学、经济、有效。
2.2工程指导价值
雷电灾害风险评估工作可全过程服务于轨道交通建设、设计、施工、运营各阶段。
(1)规划阶段:在项目前期可为轨道交通建设项目选址、功能分区布局、防雷类别(等级)等因素提供参考指导意见;
(2)建设阶段:可为设计单位进行轨道交通全线车站(风亭、冷却塔、出入口等)、车辆段和停车场、高架区间、控制中心等建筑设施的外部直击雷、内部感应防电涌、弱电等信息系统防雷的设计提供指导措施和建议,可促进和提高轨道交通防雷装置的设计水平,从源头保证轨道交通防雷措施安全可靠。此外,还可为施工安装、防雷接地装置检测和验收提供指导和便利。
(3)后期运营维护阶段:可在项目建成运营后,为轨道交通后期运营维护阶段提供雷击灾害事故的应急预案。并可提供防雷装置的维护巡查和管理、指导开展雷击事故处置和急救、雷击事故疏散等相关服务措施。
3相关建议
城市轨道交通开展雷电灾害风险评估应贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,建议从以下方面开展工作。
3.1主要内容
项目资料收集,项目防雷安全需求分析,制定雷电灾害风险评估方案,雷暴活动特征分析,土壤环境勘查和计算,雷击概率分析和风险识别,雷电灾害风险评估和计算,雷电防护对策措施。主要包括但不限于以下方面:
(1)城市轨道交通沿线所处区域的雷电活动概况:当地气象观测数据分析;雷电监测网监测数据分析(雷击大地密度,雷电流强度等)。
(2)项目的各类建筑、设施的年预计雷击次数,接地电阻估算。
(3)项目主要设施存在的雷击风险、可接受雷击风险。
(4)项目防雷装置设计的措施建议,将可存在的雷击风险降低到风险允许值。
(5)项目施工过程及投入运行后雷电防护措施建议。
3.2效果及目标
根据雷击风险评估分析和计算,提出有效、切实、可行的降低轨道交通雷击风险的工程措施,并可落实于工程实际。全过程指导设计、施工单位进行防雷装置设计、安装。协助制定轨道交通后期运营的雷击灾害事故的应急预案、提供防雷装置的维护巡查和管理、指导开展雷击事故处置和急救、雷击事故疏散等相关服务措施。
4结语
(1)轨道交通属于重大建设工程且属于人员密集场所,对其开展雷电灾害风险评估符合相关国家政策.。
(2)城市轨道交通开展雷电灾害风险评估具有重要的工程指导作用,可全过程服务于轨道交通建设、设计、施工、运营各阶段。
(3)城市轨道交通开展雷电灾害风险评估的主要内容、效果及目标应以全过程服务轨道交通建设为核心,并落实于工程实际。
综上,在项目建设周期、资金允许条件下,城市轨道交通开展雷电灾害风险评估是有必要的,具有重要指导意义及工程价值。
参考文献:
[1]GB/T21714.2-2015/IEC62305-2:2010.雷电防护第2部分:风险管理[S]
[2]GB50157-2013.地铁设计规范[S].
[3]中国气象局办公室.中国气象局办公室关于取消第一批行政审批中介服务事项的通知[Z].北京:2015.
[4]江苏省人民政府办公厅.省政府办公厅关于加强防雷安全工作的通知[Z].南京:2015.
[5]GB50343-2012.建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].
[6]GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].
作者简介:
1李强(1984—),男,工学硕士,高级工程师,现任职于中铁第四勘察设计院电气化处,主要从事城市轨道交通低压配电、FAS、BAS、ACS相关研究和设计工作。