论长距离输水管道漏水原因及控制策略

于坤荣

摘要：作为引水工程中最为突出的问题之一，长距离输水管道渗漏会影响工程的正常运行，而出现渗漏的原因有很多，如土壤冻融、压力、基础沉降、胶圈、水锤等。针对这种情况，必须要从实际情况出发，科学控制运行的水压，加大巡线工程管理的力度，强化工程运行管理，做好施工管理和设计工作，有效解决城市的饮水问题，提高输水质量和水资源利用率。

关键词：长距离；输水管道；漏水原因；控制策略

一、长距离输水管道漏水原因分析

（一）钢管渗漏

在正常施工的前提下，钢管基本不会出现渗漏的现象，而在引青管长达12年的运行过程中，只出现过一次钢管渗漏，究其原因，大量建筑材料堆积在管道上面，管道受荷过大而引起变形，卸载后钢管出现回弹情况，撕裂焊接处。

（二）预应力钢筋混凝土管渗漏

通常情况下，我国的长距离大管径引水工程在水压要求不高且地质条件允许的前提下，基本都选用预应力钢筋混凝土管，但其也会出现一些渗漏问题，具体表现为：

①土壤冻融。南方管道很少出现土壤冻融的情况，而北方管道则易出现该问题，如管道在冻融交替季节比较容易出现漏水的现象，特别是在寒冷的冬季。一般而言，管道埋得越深，土壤冻融对其影响越小，但钢筋混凝土管道在设计中考虑管道变形，一般管道最高覆土要低于4m。而实际施工中，[1]由于诸多因素的影响，例如引青济秦管道部分管道都处于冻土层内，冬季结冻时周边的冻土对管道产生环向压力，挤压管道，这时不会引发漏水；而春季土壤解冻时，基础下陷会引起不均匀沉降，对承插口造成影响而出现漏水。

②压力。管道出现漏水的原因之一就是压力的变化，而长距离输水管道的运行水量是以城市用水量为依据予以确定。根据管道阀门的调节来控制水量，通过调节阀门开度减少水头损失或减少（增加）运行管道的数量来控制。由于漏水现场多发生于阀门启闭后，而阀门的启闭会改变管道内的压力，使管道内的水体出现振荡，一旦压力出现较大变化，则会破坏管道上受力最为薄弱的承插口，引起漏水。

③基础沉降。因基础沉降而造成的破坏多是在大雨过后，对于预应力钢筋混凝土管而言，其接口用胶圈进行密封，在地基方面的要求不高，根据设计要求可直接埋于基槽内，若岩基采用0.1～0.2m的砂垫层，则能与敷设要求相符。[2]引青济秦管道的某一节管道，其两端基础会连降大雨，增加了沉降量，加上管段的中间属于基岩，会折断管道而淹没农田，造成不可估量的损失。

④胶圈。钢筋混凝土管道施工过程中，胶圈的安装是选择滚动就位的方式，其直径以不同的管道直径为依据予以选择，而施工中要求适当压缩胶圈。由于水自重和管道自重的影响，下部胶圈的压缩量会在输水运行中不断增加，顶部胶圈的压缩量则有所变小，致使顶部密封不严，一旦管道受水压变化的影响，顶部往往会出现漏水现象。可以说，漏水多发生于承插口最为薄弱的部位，吸进或挤出管道上部胶圈后，致使管道因运行压力变化而出现漏水现象。

⑤水锤。长距离输水管道运输过程中，需要攻克的一项技术问题就是水锤，如某水厂蓄水池蓄满后且没有通知，利用电子阀门操作来关闭管道阀门，不久即出现爆管现象，钢筋断开，管的腹部出现大面积断裂。

二、长距离输水管道漏水的控制策略

长距离输水管道工程具有复杂的情况和较长的线路，管道渗漏不仅涉及管理、施工、设计等部门，也与气候条件、地质状况密切相关，要想避免管道渗漏情況的出现，必须要从多个角度出发，加强管理，尽可能减少人为渗漏事故的发生。

第一，科学控制运行的水压。在满足水产出口流量与进厂水位的前提下，管道的运行水压要尽可能保持低压运行，尤其是老旧工程，管道运行的时间较长，设备基本处于老化状态，高压运行极其危险。[3]如果出现水量变化的情况，必须要对阀门进行合理调整，避免压力变化过大而造成渗漏问题；同时采用人工的方式慢慢操作阀门，严禁采用电子阀门。

第二，加大巡线工程管理的力度。以引青济秦管道的运输为例，市政府颁布了《引青济秦输水管线管理办法》，旨在保护输水管道。该方法要求严禁在管线两侧的5m之内建造或堆积各种建筑物，10m内不得开展大型机械作业；同时不得在管道两侧挖砂取土，或者是在管线上进行作业。在城市建设发展过程中，逐渐显现出用地的各种矛盾及冲突，因交叉工程而造成的破坏问题也不断增多，如大量建筑材料长期堆积于管线上，管道负重变形而造成钢管渗漏。鉴于此，必须要严格按照相关的规定来保护管线，做好巡线工作，及时消除因交叉工程而引起的渗漏隱患。

第三，强化工程运行管理。对于长距离输水工程而言，其属于隐蔽工程，管道大都埋设在地下，设井保护地面上的排泥闸阀、排气闸阀、闸阀、蝶阀等阀门。[4]同时在春秋两季及时检修阀门，特别是排气阀门，使其处于正常稳定运行的状态，冬季做好保温工作，避免冻裂情况的发生。

第四，做好施工管理和设计工作。由于长距离输水线路较长，线路敷设过程中会遇到不同的地质情况，因此在设计勘察选线时，应该尽可能避开地质断裂带、大面积流沙和淤泥、地震带等地质情况不佳的地段。当然对管道的埋深进行控制时，需要将其埋至冻土层以下，施工过程中及时清除大块的岩基，注意槽底的土质均匀与否，避免出现不均匀沉降。

三、结语

综上所述，长距离输水工程属于一项复杂而系统的工程，具有隐蔽性、大流量、多目标等特点，一旦输水管道出现漏水等问题，则会影响输水工程的稳定运行，对人们日常的生产生活造成严重影响。所以在长距离输水工程中，需要及时分析管道漏水的原因，做好突发事件的应急处理工作，高效实施事故抢修工作，从而减少事故造成的经济损失，更好地维护社会稳定与公共安全。本文以引青输水管道为例，分析长距离输水管道漏水的原因，在此基础上提出相应的控制策略，以保障输水管道的安全稳定运行。

参考文献：

[1]王金陆.PCCP管长距离输水管线漏水处理预案[J].东北水利水电，2014，32（05）：25-27.

[2]叶永，谢作为，罗威.农村长距离输水管道设计[J].中国高新科技，2017，1（04）：22-24.

[3]李常虹，徐世斌，姚宇新.沈阳市输配水管道漏水事故分析及对策研究[J].供水技术，2015，9（02）：32-36.

[4]陈雪峰.长距离倒虹吸重力输水管线过流能力影响因素[J].山西建筑，2012，38（05）：134-135.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）