浅析供水管网爆管的主要因素及相应对策

刘胜祥

摘 要：文章从给水管网爆漏事件的统计数据入手，结合本人工作经验，分析爆管的主要原因及影响因素，例如铸管工艺与材质的影响、管道接口的影响、温度应力的影响等，并提出的相应建议，以减少爆管的不利因素。

关键词： 爆管; 给水管网; 影响因素；对策

Abstract: Crack event of the water supply network statistics from the start, combined with my experience, analysis of the main reason for burst pipes and impact factors, such as cast pipe technology and material, pipe interface, the influence of temperature stress.and the corresponding proposals in order to reduce the unfavorable factors of burst pipes.

Keywords: burst pipe; water supply network; influencing factors; countermeasures

中图分类号：TU731.5 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

引言

随着城市建设的发展，市政管网的供水质量和供水安全，直接影响着企业经济效益和居民的正常生活。供水管网爆裂有可能引起局部缺水或停水、从而给部分居民和企业带来不利影响或经济损失。作为我们供水企业，应当把保障供水管网安全运行作为一项重要任务。因此，我们有必要对爆管原因、机理进行深入研究，提出相应防治对策，减少因爆管对社会产生的不利影响。

一、爆管事故的因素分析

1、铸管工艺与材质的影响

统计数据表明，大量爆管事故都发生在抗拉强度较低的普压铸钢管，其中主要原因有：连续浇铸工艺铸铁管，管体组织疏松、夹气、夹渣、内沟、重皮，可能造成纵向裂缝；浇铸工艺过程中管体剧冷，无退火，收缩不均匀，存在温度应力；管身硬脆，不耐震，不耐冲击，抗弯、抗拉强度差；给水管道往往适应不了高压、重载、震动、冲击和不均匀沉降等环境条件影响，造成管道破裂。

2、管道接口的影响

目前，管道接口填料存在着刚性过强、抗拉强度低的弊端。一旦管道受侧向压力作用，承口承受拉力，插口承受压力，而铸铁管抗拉强度差，于是导致承口破裂；另外，水泥砂浆和膨胀水泥砂浆填料都具有膨胀性，一旦膨胀强度超过承口强度时，也将导致承口破裂。。

3、温度应力的影响

刚性接口管道中，因温度变化而产生温度应力，特别是在土层中不同土质含水率不同，冻胀系数相异，造成管路爆裂。在春秋溶冻和封冻季节爆管现象更加频繁。

4、管网老龄化、腐蚀、结垢的影响

长期埋设在地下的供水管道由于受到土壤腐蚀和电化学腐蚀的作用，增加了发生爆管事故的可能性。此外，管道结垢，造成过水断面减小，通水能力降低，管道阻力增大，管道超负荷运行也容易引起爆管。

5、管道施工质量

⑴管道埋设过深或过浅都会容易形成爆管。管道埋设过深时，由于上部荷载加重管道又没有基础，致使管道发生局部沉陷而产生爆管；管道埋设过浅时，抗重压能力较差，受到管道上面土层，路面的静荷和交通车辆的动负荷作用下，容易造成断裂。⑵管道安装时没有严格按照规范进行管道基础和回填土的处理。

6、管网运行压力

如果在管网压力调度运行方面采取措施不当，使得管网运行压力超出最不利点压力过高，或者管网压力不能保持相对稳定，由于高、低峰水压波动也会引起管网爆损事故发生。

二、爆管防治爆管对策

1、加强管道的设计和施工管理

⑴改进铸管工艺，合理选材，推广新型管材，如球墨铸铁管、PE管等。淘汰灰口铸铁管，并采用柔性接口; 从源头上减少供水管网爆管的可能性。

⑵在管线工程中应因地制宜设置有效的排气阀、水锤消除器、调压井或空气室，钢管每隔一段距离设置管道伸缩节，泵房设微阻止回阀。

⑶在硬基和软基交接处安装万向伸缩器，消除不均匀沉降造成管道位移和管道内部产生的不良应力。

2、改进管道接口工艺

过去由于单纯着眼于接口本身强度而忽略了管线整体，因此，应考虑向柔性接口发展，采用刚性、柔性相结合的接口方式。

3、加强施工全过程的质量控制，严格按照规范施工。

施工操作人员要考核上岗，对管道安装过程中的主要工序及隐蔽工程进行检查验收，加强施工的全程质量控制。施工中按验收标准检查，埋深要够，覆土要密实，做好管道基础和回填土的处理工作，管件制作要标准，给水管道必须在冲洗试压及消毒合格后才能投入使用。

4、合理利用供水管网科学管理的软硬件系统

⑴硬件系统

给水管网监控和数据采集系统SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)，它可对给水管网一些节点的水压和流量进行实时监测，并采用无线传送方式实时将水压和流量信号传回控制中心，以此来监测整个给水系统的工作状况，并设置管网压力限值报警，从而能及时采取措施，降低管网中爆损发生的可能性。

⑵软件系统

a．给水管网地理信息系统

建立在地理信息系统(GIS)软件平台基础上的给水管网的图形与数据库系统。用以为施工人员提供管线及其组件的空间位置，避免人为的开挖破坏，事故发生时就能快速制定关阀方案,。

b．给水管网水力模型

首先，通过建立管网的水力模型，对现有管网的运行状态做出正确评价，提出今后一年或几年的管网改造计划，便于给水工程的投资管理；其次，通过对管网的分析计算，核定各水厂的布局合理性；第三，在供水系统发生重大事故时，利用管网水力模型对配水管网运行状态的模拟，分析事故发生时管网中存在的供水问题，以便采取合理的调度策略，从而尽可能减少事故的影响范围。

5、调整管网压力

降低过高的管网供水压力是降低管网爆损的有效措施之一。在供水管网建立测压点，根据各测压点的压力变化调度水厂泵房运行台班，使整个管网压力保持相对稳定，避免由于高、低峰水压波动引起管网爆管。

6、建立事故快速反应及处置机制。

建立全方位和高效的事故管理网络可以迅速对事故做出反应，包括调动维修队伍、降低事故区供水压力等等;尝试采用新材料和新的先进设备，淘汰效率低的旧设备。采用市场上出现的新型材料，如配件抢修器、快凝水泥、止水胶带等以提高抢修效率.

三、结论

对于现代化供水企业，为保障供水安全，目前面临的主要任务是根据具体情况建立管网科学管理的软硬件系统，通过对供水管网运行监控、定位、调度、和迅速抢修，保证供水管网的安全运行。供水企业的全体员工应该齐心协力，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先进的仪器设备，彻底根治爆管这个顽症，确保城市供水动脉的畅通，以达到提高供水企业的社会效益和经济效益的目的。

参考文献：

何芳，刘遂庆．供水管网爆管事故分析与对策探讨．管道技术与设备。2004；(5)：20～23

汪光焘 主编，城市供水行业2000年技术进步发展规划，北京：中国建筑工业出版社，1993.335~397

金锥 等著，停泵水锤及其防护。北京：中国建筑工业出版社，2004.257~300

严煦世 等主编. 给水排水管网系统.北京：中国建筑工业出版社，2002.257~236

田云生．给水管道爆裂的原因和对策．科技资讯，2006；(6)：41—42

李宏刚．铸铁给水管线的应力分析、爆管原因、处理及预防措施．纯碱工业。2002；(2)：38

薛士科，给水管网爆管原因分析及防治对策，2007.1

连鹏．城市供水管网漏损控制方法的研究．天津大学硕士论文．2004：15-24