供水管網(wǎng)爆管原因分析及對策研究論文2

供水管網(wǎng)爆管原因分析及防治對策研究

劉勝祥廣州市自來水公司天河供水管理所

摘要從研究我國歷年爆管事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)入手，詳細(xì)分析爆管事故原因，從而在管材的選用、施工質(zhì)量的提高、接口工藝的改進(jìn)、排氣系統(tǒng)的完善、水錘作用的消除、溫度應(yīng)力的防止、給水管道壓力的調(diào)整；運用給水管網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA、理信息系統(tǒng)GIS等進(jìn)行動態(tài)系統(tǒng)管理，建立事故快速反應(yīng)及處理機(jī)制等方面提出了防止爆管的對策。關(guān)鍵詞爆管給水管網(wǎng)防治對策

一、引言

隨著社會進(jìn)步和發(fā)展，企業(yè)和居民對供水量需求也越來越大。鑒于其運行正常與否，會直接影響供水的安全性和企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。為此，保證給水管網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行是供水的根本任務(wù)。而爆管會引起局部斷水和降低水壓、甚至造成停產(chǎn)，帶來重大損失，對安全供水構(gòu)成了極大的威脅，因此，有必要對爆管原因、機(jī)理進(jìn)行深入研究，以便提出防治對策。

二、爆管事故的統(tǒng)計分析

為弄清爆管原因，找到引起爆管的主導(dǎo)因素，以總結(jié)其規(guī)律性，我們對歷年爆管事故進(jìn)行了統(tǒng)計分析，總結(jié)出爆管日期、使用材質(zhì)、接口形式、當(dāng)時氣溫、水壓情況、交通情況、埋設(shè)深度、使用年限、管道口徑以及人為因素等方面對爆管的影響。

1、各種管材中，以鑄鐵管爆管頻率最高，而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼管則爆管頻率

較低。在鑄鐵管中，以連續(xù)澆鑄鑄鐵管爆管事故率最高，其次為直澆灰鑄鐵管、離心澆鑄鑄鐵管，而球墨鑄鐵管發(fā)生爆管現(xiàn)象極少。

2、爆管多數(shù)發(fā)生在冬季低溫期間，而且爆管與氣溫驟降、回暖密切相關(guān)，霜凍、雨雪過后，氣溫回升，爆管、斷管現(xiàn)象大量發(fā)生，可能集中在幾天內(nèi)涌現(xiàn)。各種形式接口的爆管頻率，石棉水泥接口略高于膨脹水泥接口，而青鉛接口最小。3、材質(zhì)是決定爆管的主要因素，管齡影響較小。但是，同時也發(fā)現(xiàn)對于管齡較長的

老管道，口徑越小，爆管越頻繁，無論管材如何均存在此現(xiàn)象，這主要是由于結(jié)

垢嚴(yán)重所引起的，口徑越小，結(jié)垢對通水能力降低影響越大，造成超壓爆管。相同管材的管道，管齡越長，爆管幾率越高，這與結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重有很大關(guān)系。4、水壓越高、埋深越淺，外部負(fù)載過大，爆管越頻繁，例如：堆積重物、車輛碾壓

等均會引起爆管。因此，敷設(shè)于快車道的管道較人行道的管道爆管次數(shù)為多。5、地基土質(zhì)對爆管影響亦較大。地基土質(zhì)不良的管道爆管頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常情況。尤其在施工、設(shè)計不完善時更為嚴(yán)重。

6、因施工質(zhì)量造成管道爆裂的現(xiàn)象也屢見不鮮。管道附件、爬坡處未砌支墩，打口

質(zhì)量及接口材料配料不當(dāng)，鋼管焊接有問題，試壓過高，冬季試水未做好保溫、泄水工作造成冰凍事故時，經(jīng)常發(fā)生爆管現(xiàn)象。

三、爆管的原因總結(jié)

給水管道在施工、運行過程中，會受到各種各樣因素的影響，因而爆管原因復(fù)雜，且有很大的隨機(jī)性，通過上述統(tǒng)計分析，對爆管原因分析如下：

1、鑄管工藝與材質(zhì)的影響

在給水工程上，大量使用抗拉強(qiáng)度為1.4Mpa普壓鑄鋼管，但往往管內(nèi)壓力小于1.4Mpa就會發(fā)生爆管事故，主要原因是：連續(xù)澆鑄工藝鑄鐵管，管體組織疏松、夾氣、夾渣、內(nèi)溝、重皮，可能造成縱向裂縫。澆鑄工藝過程中管體劇冷，無退火，收縮不均勻，存在溫度應(yīng)力。管身硬脆，不耐震，不耐沖擊，抗彎、抗拉強(qiáng)度差。給水管道往往適應(yīng)不了高壓、重載、震動、沖擊和不均勻沉降等環(huán)境條件影響，造成管道破裂。

3、管道接口的影響

管道接口是管道施工過程的重要環(huán)節(jié)之一。接口形式及填料選擇是管道工程設(shè)計的重要內(nèi)容之一。目前，管道接口填料存在著過硬、剛性過強(qiáng)的弊病。管道受側(cè)向推力作用，承口受拉，插口受壓，而鑄鐵管抗拉強(qiáng)度差，導(dǎo)致承口破裂。

另外，水泥砂漿和膨脹水泥砂漿填料都具有膨脹性，一旦膨脹強(qiáng)度超過承口強(qiáng)度時，將導(dǎo)致承口破裂。并且這兩種填料具有抗壓強(qiáng)度高的特點，能夠傳遞側(cè)向位移，這也會導(dǎo)致爆管。

4、溫度應(yīng)力的影響

剛性接口管道中，因溫度變化而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，造成管路爆裂。特別是在土層中不同土質(zhì)含水率不同，凍脹系數(shù)相異，在春秋溶凍和封凍季節(jié)爆管頻繁。此外，管道埋深過淺，未敷設(shè)于冰凍線以下，也會因產(chǎn)生溫度應(yīng)力而爆管。

5、管網(wǎng)老齡化、腐蝕、結(jié)垢的影響

長期埋設(shè)在地下的供水管道由于受到土壤腐蝕和電化學(xué)腐蝕的作用，造成管壁變薄、強(qiáng)度降低，從而增加發(fā)生爆管事故的可能性。此外，管道結(jié)垢，造成過水?dāng)嗝鏈p小，通水能力降低，管道阻力增大，管道超負(fù)荷運行而引起爆管。而管齡過長的管道，腐蝕、結(jié)垢交互作用，管壁疲勞，更加劇了爆管的危險。

6、管道施工質(zhì)量

⑴管道埋設(shè)過深或過淺都會容易形成爆管。管道埋設(shè)過深時，由于上部荷載加重管道又沒有基礎(chǔ)，致使管道發(fā)生局部沉陷而產(chǎn)生爆管；管道埋設(shè)過淺時，抗重壓能力較差，受到管道上面土層，路面的靜荷和交通車輛的動負(fù)荷作用下，容易造成斷裂。比外，如果管道埋深過淺，在冬天氣溫較低時，由于冰凍的作用，對于使用年限較長的鑄鐵管更容易造成斷裂。

⑵管道安裝時沒有嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行管道基礎(chǔ)和回填土的處理。

7、管網(wǎng)運行壓力

如果在管網(wǎng)壓力調(diào)度運行方面采取措施不當(dāng)，使得管網(wǎng)運行壓力超出最不利點壓力過高，既不能達(dá)到節(jié)能的目的，而且管網(wǎng)爆損幾率隨管道壓力的增加而增加；如果管網(wǎng)壓力不能保持相對穩(wěn)定，由于高、低峰水壓波動會引起管網(wǎng)爆損事故發(fā)生，尤其是相對老化的管網(wǎng)發(fā)生事故頻率更高。

四、爆管問題的防治對策

爆管問題的防治措施分為主動措施和被動措施兩大類。主動措施是一種預(yù)防性措施，是事故發(fā)生之前采取的。被動措施是指當(dāng)爆管事故發(fā)生之后，采取的及時、有效的救急措施，使事故的影響范圍和事故造成的各種損失控制在最小的范圍之內(nèi)。

爆管防治的主動措施主要包括:1、精心設(shè)計，周密考慮

⑴改進(jìn)鑄管工藝，合理選材，推廣新型管材，如球墨鑄鐵管、PE管等。淘汰灰口鑄鐵管，并采用柔性接口;從源頭上減少供水管網(wǎng)爆管的可能性。

⑵在管線工程中應(yīng)因地制宜設(shè)置有效的排氣閥、水錘消除器、調(diào)壓井或空氣室，鋼管每隔一段距離設(shè)置管道伸縮節(jié)，泵房設(shè)微阻止回閥。

⑶在硬基和軟基交接處安裝萬向伸縮器，消除不均勻沉降造成管道位移，引起管道內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。

⑷鋼管設(shè)計中藥注意在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置柔口。當(dāng)從兩側(cè)向中間裝管時，要嚴(yán)格按閉合溫度以防溫度應(yīng)力。

⑸管道設(shè)計埋深部宜過淺，以減小氣溫影響，同時也能增大土壤對管壁的摩擦力。⑹系統(tǒng)設(shè)計方案應(yīng)充分考慮避免可能生成的水錘的條件，并加強(qiáng)防水錘的技術(shù)措施，保證水泵供電安全。

2、改進(jìn)管道接口工藝

過去由于單純著眼于接口本身強(qiáng)度而忽略了管線整體，以石棉水泥口取代了青鉛口，雖節(jié)約了投資，但出現(xiàn)了溫差爆管事故。因此，應(yīng)考慮向柔性接口發(fā)展，采用剛性、柔性相結(jié)合的接口方式，例如采用膨脹水泥和膠圈接口，石棉水泥口與青鉛口間用，以提高耐壓及抗彎強(qiáng)度。同時用CCTV的方法驗收更可以探查管道內(nèi)部接口等處安裝是否符合規(guī)范。

3、提高施工技術(shù)水平，加強(qiáng)施工全過程的質(zhì)量控制保證施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照設(shè)計要求和施工規(guī)范施工。

施工操作人員要考核上崗，對管道安裝過程中的主要工序及隱蔽工程進(jìn)行檢查驗收，加強(qiáng)施工的全程質(zhì)量控制。施工中按驗收標(biāo)準(zhǔn)檢查，埋深要夠，覆土要密實，做好管道基礎(chǔ)和回填土的處理工作，管件制作要標(biāo)準(zhǔn)，給水管道必須在沖洗試壓及消毒合格后才能投入使用。

4、建立供水管網(wǎng)科學(xué)管理的軟硬件系統(tǒng)

⑴硬件系統(tǒng)

給水管網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)，它可對給水管網(wǎng)一些節(jié)點的水壓和流量進(jìn)行實時監(jiān)測，并采用無線傳送方式實時將水壓和流量信號傳回控制中心，以此來監(jiān)測整個給水系統(tǒng)的工作狀況，并設(shè)置管網(wǎng)壓力限值報警，從而及時采取措施，降低管網(wǎng)中爆損發(fā)生的可能性。

⑵軟件系統(tǒng)

a．給水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

建立在地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件平臺基礎(chǔ)上的給水管網(wǎng)的圖形與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。主要功能有：準(zhǔn)確描述管網(wǎng)及其組件的空間和屬性信息：高效、生動地定位管道、閥門、水表等管網(wǎng)組件，為實際生產(chǎn)運行提供可靠的依據(jù)；為施工人員提供管線及其組件的空間位置，避免人為的開挖破壞；事故時快速制定關(guān)閥策略,定位需要關(guān)閉的閥門.

b．給水管網(wǎng)水力模型

首先，通過建立管網(wǎng)的水力模型，對現(xiàn)有管網(wǎng)的運行狀態(tài)做出正確評價，提出今后一年或幾年的管網(wǎng)改造計劃，便于給水工程的投資管理；其次，通過對管網(wǎng)的分析計算，核定各水廠的布局合理性；第三，結(jié)合給水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型的建立：對各水廠的出水流量、出水壓力進(jìn)行合理調(diào)配，以滿足管網(wǎng)的需要；第四，在供水系統(tǒng)發(fā)生重大事故時，利用管網(wǎng)水力模型對配水管網(wǎng)運行狀態(tài)的模擬，分析事故時管網(wǎng)中存在的供水問題，以便采取合理的調(diào)度策略，盡可能減少事故的影響范圍。因此，建立一個實際運行的管網(wǎng)水力模型、分析管網(wǎng)運行狀態(tài)、預(yù)測各類操作對供水管網(wǎng)運行狀況的影響，是十分必要的.

5、調(diào)整管網(wǎng)壓力

降低過高的管網(wǎng)供水壓力是降低管網(wǎng)爆損的有效措施之一。在供水管網(wǎng)建立測壓點，根據(jù)各測壓點的壓力變化調(diào)度水廠二泵房運行臺時，使整個管網(wǎng)壓力保持相對穩(wěn)定，避免由于高、低峰水壓波動引起管網(wǎng)爆管。

降低管網(wǎng)中的壓力有多種方法，如通過設(shè)置減壓閥分為不同的壓力區(qū)，適當(dāng)降低壓力過高地區(qū)的壓力；泵站的合理調(diào)度；裝置泄壓水池；管網(wǎng)中設(shè)置電子控制閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)等等。這些方法都可以在保證供水服務(wù)的前提下，適當(dāng)降低配水系統(tǒng)局部供水水壓，既可減少漏水量，又可減少因水錘造成的瞬間壓力巨大波動，確保管道安全。

防治爆管的被動措施，主要是指爆管事故發(fā)生后的應(yīng)急措施，它包括:1、建立事故快速反應(yīng)及處置機(jī)制。

建立全方位和高效的事故管理網(wǎng)絡(luò)可以迅速對事故做出反應(yīng)，包括調(diào)動維修隊伍、改變事故區(qū)供水等等;嘗試采用新材料和新的先進(jìn)設(shè)備（如斷管設(shè)備、小型挖土機(jī)、新型抽水設(shè)備等），淘汰效率低的舊設(shè)備。采用市場上出現(xiàn)的新型材料，如配件搶修器、快凝水泥、止水膠帶等以提高搶修效率.

2、建立事故處理的優(yōu)化決策支持系統(tǒng)(例如施工力量的最優(yōu)調(diào)度、最優(yōu)路線選

擇等)，合理組織搶修施工，提高搶修速度，減少停水范圍及時間;

3、加強(qiáng)管線巡查維護(hù)力度

⑴建立健全工作責(zé)任制。將全市管網(wǎng)分片劃分，落實到巡線人員，實行定線、定時、定人、輪流巡線，明確要求巡線工作人員壓熟悉自己職責(zé)范圍內(nèi)的管網(wǎng)資料。

⑵外單位在管線周圍施工時，巡線工作人員要跟蹤監(jiān)護(hù)管線，防止人為挖斷管線和影響管線日后維護(hù)。

⑶要經(jīng)常對裸露的鋼制供水管道進(jìn)行檢查，定期做好防腐維護(hù)工作。⑷充分調(diào)動群眾的積極性，旦發(fā)現(xiàn)漏水要及時向供水部門報告。

五、結(jié)論

廣州供水企業(yè)服務(wù)于社會的宗旨是：優(yōu)質(zhì)供水，誠信服務(wù)。供水管道由于各種原因引起的爆管現(xiàn)象，確實影響到安全供水、優(yōu)質(zhì)服務(wù)和供水企業(yè)的形象。爆管問題是值得供水企業(yè)研究的一個重要課題，預(yù)防和減少突發(fā)性爆管顯得更為迫切。供水企業(yè)面臨的緊迫任務(wù)是根據(jù)具體情況建立管網(wǎng)科學(xué)管理的軟硬件系統(tǒng)，制定相應(yīng)的管網(wǎng)爆損預(yù)防、管理和及時搶修對策，保證供水管網(wǎng)的安全運行。供水企業(yè)的全體員工應(yīng)該齊心協(xié)力，統(tǒng)一認(rèn)識，形成一個職責(zé)明確、協(xié)調(diào)配合、科學(xué)調(diào)度、科學(xué)管理的機(jī)制，利用先進(jìn)的科技手段和先進(jìn)的儀器設(shè)備，徹底根治爆管這個頑癥，確保城市供水動脈的暢通，以達(dá)到提高供水企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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作者簡介劉勝祥男1985年4月24日本科武漢工程大學(xué)學(xué)士廣州市自來水公司工程監(jiān)理工程管理助理工程師廣州市天河區(qū)中山大道西250號51000015902098058yalucha521@163.com

擴(kuò)展閱讀：珠海市供水管網(wǎng)爆管成因分析與預(yù)防論文

珠海市供水管網(wǎng)爆管成因分析與預(yù)防

摘要：為了減少爆管次數(shù)，降低產(chǎn)銷差率，保證供水安全，我們對珠海市201*至今的爆管搶修記錄進(jìn)行了歸納、分析，組織各營銷搶修一線工人進(jìn)行了座談，了解較嚴(yán)重爆管的現(xiàn)場情況、原因、并對如何預(yù)防、如何及時搶修等問題進(jìn)行了討論，通過調(diào)研以及本市近年來的供水管網(wǎng)爆管情況的調(diào)查，本文對自來水管爆管與漏水做了概念上的定義，從幾方面簡要分析了爆管的成因，從設(shè)計到施工，管材和附屬設(shè)施的選擇、應(yīng)用，到運行維護(hù)的系統(tǒng)過程，提出了如何預(yù)防爆管發(fā)生及確保搶修及時的建議和對策。關(guān)鍵詞：自來水管網(wǎng)、爆管、成因、對策

abstract:inordertoreducethenumberofpipeexplosion,lowerproductionratedifferential,ensurethesafesupply,weofzhuhaisince201*thepipeexplosionrepairrecordsweresummarizedandanalyzed,themarketingorganizationtorepairalineworkerschang,knowmoreseriouspipeexplosion,reason,andthecircumstancesonhowtoprevent,howtotimelymakeemergencyrepairdiscusses,throughtheresearchandthecityinrecentyearsofwatersupplynetworkpipeexplosionsituationinvestigation,thispaperwaterpipetubeblastingandleakingtheconceptdefinitiondo,fromseveralaspectsarebrieflyanalyzedthecausesofthetubeblasting,fromdesigntoconstruction,pipeandaffiliatedfacilitieschoice,

application,tooperationandmaintenancesystem,putsforwardhowtopreventpipeexplosionhappenedtoensuretimelyandrepairthesuggestionsandcountermeasures.keywords:tapwaterpipe,tubeblasting,causesandcountermeasures

中圖分類號：tu731.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：一.珠海市供水管網(wǎng)爆管情況：1.珠海市管網(wǎng)概況

珠海市是國家經(jīng)濟(jì)特區(qū)、珠三角中心城區(qū)，國內(nèi)使用自來水較早的城市，現(xiàn)有凈水廠13座，供水面積1387.8km,同時還負(fù)責(zé)對澳門供水。供水管網(wǎng)截止到目前全長1417km，供水壓力為0.4mpa左右，因不同的歷史時期，采用了不同種類的埋地供水管材，到目前為止的dn1200以上管的管材為鋼管，dn700-dn1200的管材為鋼管、球館和混凝土管，dn700以下管的管材有灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、hdpe-聚乙烯管、極玻璃鋼管、混凝土水泥管，dn200以下鋪設(shè)hdpe-聚乙烯管、upvc-聚氯乙烯管.pvc塑料管，abs管材等。2.管網(wǎng)爆管情況

多年來珠海市的爆管情況也與其他水司一樣，每年因供水爆管給供水公司造成很大經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，特別是201*年春節(jié)前后，珠海市出現(xiàn)持續(xù)27天的低溫和雨水天氣，造成供水管道990次，其中dn75以下704次，影響較小，dn75以上286次。經(jīng)過對本市

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