水是人类赖以生存和从事生产不可缺少的资源.随着经济建设的发展,物质文化水平的提高,人类对水的需求日益增长,但其并非取之不竭,用之不尽.城市供水系统是市政管网的重要组成部分,属城市基础设施.管网的维护、管理水平的高低,影响到城市工业生产和市民生活,同时也关系到供水企业的经济和社会效益.供水企业如何运用先进技术和管理手段,提高供水效率,降低给水成本;采取有效措施,减少和避免管网漏损是需要长远探析的课题.
1 供水管网主要的漏损原因
1.1 管网陈旧老化
由于辖区内许多老式小区管网年代久远,整体敷设时间过长,受到土壤中酸碱及细菌侵蚀的影响,所以管材发生腐烂,导致漏损.另外,老乡镇水厂管线的大量并入,其管网铺设年代亦久远,且随意性强,多为刚性接口,经不起温度变化、腐蚀、地基沉降等因素的影响,易造成漏水.
1.2 管材质量问题
供水管材种类繁多,有钢管、铸铁管、球墨管、镀锌管、PPR 管、PE 管、ABS 管等,进货渠道不一、质量参差不齐是造成管网损坏的原因之一.近年来,新型供水管材层出不穷,并陆续得到了应用,但限于城市供水的特殊性,供水管网的更新改造只能分期、分批推进,因而老旧管道仍占相当大比例.管材各异,无形中给管网漏水埋下了隐患.辖区内供水管道产生漏损的主要原因有以下几方面:
1.2.1 铸铁管
管型通常在 DN100~DN600.出现如下情况:砂眼、管壁厚度不均、补焊、疤痕、橡胶圈受力不均、承口不圆、承插口有裂缝等,都会成为地下管道损坏的直接原因.管道所采用的石棉水泥、膨胀水泥接口,属刚性接口,使用一定年限后易受气候、地形变化而发生变形或破损.此类接口具热脆性,受拉应力影响,一旦外力作用不均匀,就可能导致环向、纵向断裂,造成漏水.
1.2.2 镀锌管
常见的镀锌管是在小口径的钢管上镀一层锌进行防腐处理,但由于这层锌一般比较薄,很容易消蚀殆尽,所以作用有限.在镀锌质量较差的情况下,镀锌钢管极易锈蚀,造成漏水,并影响水质.另外,接口的丝口镀层在绞丝时受到破损,也易被锈蚀,尤其是冷镀锌管,锈空程度更为严重,致使接口管箍断裂,管壁锈蚀剥落、穿孔,造成漏水.
1.2.3 塑料管
塑料管体轻、价格便宜,不会发生腐蚀和锈蚀,安装也较便捷,但耐冲击及耐热性较差,且易被汽油等挥发性液体侵蚀,尤其是长时间在阳光照射下易发生老化、龟裂而漏水.塑料管自身强度不高,如遇到外力尖锐物体作用,更易破损断裂.另外,也有发生因连接技术不够熟练所造成的漏水情况.
1.2.4 闸阀和消防栓
闸阀丝杆的密封圈长期浸泡在水中,易生锈,而经常开关闸阀,使得阀门丝杆磨损,加上水压冲击,锈蚀、磨损,关不紧.闸阀的主要问题是密封性能差,漏水现象因此十分常见.消防栓常因为开关卡住或被撞,造成损坏、漏水.
1.3 接口问题
接口问题在供水管网漏损原因中占有很大比例.接口处是应力的集中点,容易松动、断裂,大口径管道的橡皮垫衬不牢、管道卡箍螺丝腐烂、镀锌管接口麻丝包裹不严等均为接口漏损的原因.此外,成本较低的新塑料表,在接口处容易出现滴漏情况.气候变化,材料热胀冷缩效应的影响,使漏水更为常见.
1.4 管网运行压力变化及水锤现象
(1)管网压力调度时,如采取措施不当,使得管网运行压力过高,既不能达到节能的目的,又会使管网爆损几率增加;如管网压力不能保持相对稳定,高、低水压波动会引起管网爆损,尤其是相对老化的管网事故率更高.城市人口及工业生产的大幅增长,使用水量大增,自来水公司只得在原管网条件下提高水压,增加水量,造成一些旧管道漏损.
(2)突然停止机泵和关闭阀门都会使水流突变,引起压力高低起伏,称水锤现象.管线长度越长,且关阀越快,产生的压力就会越大;管道模阻或气蚀的影响,实际发生的水锤值要比理论高得多,巨大的压力可使管道发生很大的变形,甚至破裂.
1.5 管道设计及施工质量问题
(1)管道设计标准偏低或错误,运用的管材不当,地面负荷和管道支撑力过小;对地下资料不详,以致施工过程中变更较多,造成管网局部阻力加大,热胀冷缩的变化下会造成焊缝开裂,甚至爆管.
(2)施工质量问题主要表现为:沟槽底不平整,通水后水管沉降大;管道接口转弯过多,接口容易损坏;为抓工程进度,施工技术不符合标准,埋深浅,管线间没有留出规定的间隙等,这些都会成为隐患.给水管道施工中管道基础不符合设计要求,造成管道运行中沉降不均;管道转角度过大,超出规范的允许范围,配件与管道不配套;回填土时不符合规范要求;没有把管道基础 0.3 m 内的腐殖土、石块等硬物及淤泥清理干净,使得管网发生沉降而漏损,甚至被硬物折断.
1.6 管线冰冻
低温冰冻发生情况:在施工前夜出现冰冻,第 2日气温大幅上升,巨大温差导致接头热胀冷缩,出现漏损.爆管大多发生在冬季低温期,与气温骤降、回暖密切相关,如霜冻、雨雪后,气温回升,爆管、断管现象可能集中在几日内涌现.
1.7 工程开挖及拆迁所致主要表现为:施工挖坏、车辆轧坏、顶管顶坏管道、打桩振动等.拆迁时拆迁用户搬离有先后,已废除的管线和仍在使用的管线无法统一对待,也是自来水流失的一个客观原因.
2 供水管网主要的防控措施
2.1 旧网改造
根据城市建设发展制定供水管网改造计划,对于常发生爆管、漏水和年代已久的老化管网尽快实施改造.原则上,当每年平均所造成的损失(包括漏水量损失、修复费、漏水引起的社会损失等)总额大于新铺或改造管道初期投资的利息额时就要考虑管道更新.
2.2 管材选用
球墨管是广泛采用的管材,从材质特性上看,具有强度高、延伸性大、抗老化、耐腐蚀等优点,接口采用柔性橡胶圈接口,应力释放能力强,安装也较为方便,使用寿命可达 40 年以上.国家首推的塑料管重量轻,耐腐蚀,安装简便,内壁光滑、摩阻系数小,水头损失小,通流能力始终维持较高水平.在同样输水量的情况下,塑料管比水泥管的耗电量低40%,管道长度根据施工的要求来定制,无施工损耗,经济效益和社会效益巨大.
在闸阀和消火栓方面尽可能选用质量较好的铜杆或不锈钢杆,并有计划、定期地进行管网阀门及消火栓的巡检.
2.3 采用柔性接口
过去采用的刚性接口,在管道受到压力和受到热胀冷缩后,极易引起开裂.采用柔性接口后,能减少这方面因素而造成的漏水.
2.4 稳定管网压力
控制管网供水压力是降低管网爆损的有效措施之一.在管网运行中要尽可能避免发生水锤现象,在高差较大、压力较高的管网中要设置足够的排气阀.在供水管网建立测压点,根据各测压点的压力调度水厂二泵房运行,使整个管网压力保持相对稳定.
降低管网压力有多种方法:通过设置减压阀划分不同的压力区,降低过高压力;泵站的合理调度;装置泄压水池;管网中设置电子控制阀门进行调节等.
2.5 完善城市管网规划,提高施工质量
(1)随着城镇化的推进、城市供水量的提高,也暴露出城市管网在设计规划上的不足之处.对此,供水管线设计一定要委托有资质的设计单位,严禁无主设计;必须遵守国家有关给排水设计规范,深入调查研究,核实相关资料,合理选择管材;对城市发展的速度要有足够的估计,并且保证排气阀设计充足,减少压力变化造成的漏损;管线设计合理,减少因设计估计不足导致的管线扩容和浪费.
(2)保证施工质量是减少管道损坏的前提,要严格按照施工规范施工,管段通过淤泥地段,必须对该地段采取加强处理措施,管道竣工后要严格履行竣工验收手续;施工时对沟槽内的淤泥、石块硬物须进行换土夯实;对管线接口严格把关,若是焊接钢管则要求焊接缝厚度均匀,焊缝没有夹渣、气孔,铸铁承插口接口应打实,法兰接口要注意与管子垂直,2 片法兰对准、垫圈就位准确等.
2.6 防冻保温
冬季对设在室外的水表、管线、管件要采取防冻保温措施,以免设备冻结,造成漏水;对于埋深较浅、气温变化较大或地基有可能沉降的地段,要考虑温度应力的影响,增加设置伸缩接头来防止管道的损坏.
2.7 加强管网技术档案管理
(1)对管道施工图、管材、敷设年代、水压、阀栓、管网改造结果等进行归档管理.
(2)组织巡线员,对管线进行检查,禁止管道上堆放重物,采取有效的防腐和保护措施.对因道路拓宽、动拆迁等原因损坏的管道,巡视人员应即时通知施工方进行整改.
(3)除了根据城市供水热线、市民热线等公众平台反应的各种漏水情况进行处理外,每年还定期进行听漏普查工作,完成举报之外无法看见的暗漏修复工作.
3 结语
城市供水管网是城市基础设施的重要组成部分,是城市供水的命脉.城市供水管网运行状况的好坏直接关系到广大市民的切身利益,因此如何有效地降低城市供水管网的漏水状况以及缩短抢修时间,确保供水管网的安全供水已成为供水公司密切关注的问题.我们从业人员务必要做好这项工作,保障人民生产生活的稳定.供水企业统一认识,形成一个职责明确、协调配合、科学调度、科学管理的机制,利用先进的科技手段和仪器设备,确保城市供水管网的畅通和安全.
