市政给水管道爆裂问题探讨

市政给水管道爆裂问题探讨

孔德峰

泰安市自来水有限公司271000

摘要：当今，各行各业都在为自己今后的长远发展加速转型升级，政府部门也在简政放权，一路“绿灯”。在大环境日趋向好的今天，原来简单粗暴的工程管理也在寻找属于它的改革之路。市政给水管道因为管材、施工质量、地基不均匀沉降等原因不能承载较大的水压而发生爆裂现象，并且类似事件时有发生，不仅给人们的日常生活带来不便，也给供水企业带来重大经济损失。笔者根据多年的施工经验，得出了以下几点关于解决自来水管道爆裂问题的方法与措施，希望可以给相关施工人员带来参考性价值。

关键词：市政；给水管道；爆裂；水锤；问题

1导言

随着全国各地城镇化进程的加快，工矿企业、城市及乡镇用水等均要通过市政工程总给水系统来实现。市政给水管道布设工作的重要性不言而喻。城市市政给水管因服务年代久远、设计不合理、施工不规范、管网卡脖子、户表改造不彻底等原因，造成管道爆裂、暗漏，一些城市的给水管网漏失率在20%以上，有的甚至高达30%，不仅造成水资源的巨大浪费，也影响供水企业的经济效益和发展后劲。对此，本文主要结合我国市政工程给水管道总体规划要求，分析原因，制定市政工程给水管网的布设设计措施，防治给水管道爆裂的问题。

2城市给水管道爆裂的主要原因

我国城市供水管网大多起步于上世纪五六十年代，供水管材也多为石棉管、水泥管、灰口铸铁管等。随着供水服务年限的延长，供水管网压力的升高，供水管材不堪重负，屡屡发生爆管现象。自上世纪九十年代，国家经济实力持续增强，逐步加大对城市老旧管网改造的财政扶持力度，供水企业也积极协调发改、市政、公路等部门，有计划地逐步替换改造老旧管网，改善管材、扩大管径，优化供水管网，爆管频次和管网漏失率呈逐年下降趋势。

在市政给水管道施工过程中，沟槽施工是工程的基本内容之一，施工人员如果未严格按规范施工，忽视了施工中的具体要求，会造成一些严重的问题。在一些沟槽中，有大量的石头或尖锐的东西，底部的平整度得不到保证。这种情况下，施工人员如果不进行有效的清理，安装过程中不按规范设置支墩，回填过程中也未实行分步夯填，管道铺设完毕后会存在严重的质量隐患。为了防止给水管道爆裂，必须对沟槽的开挖、回填、管道安装等进行严格检查，确保沟槽的平滑度、安装质量和回填质量。

在市政给水管道敷设中，施工单位对管线下方的地质勘察重视不够。管线下方的地质构造直接影响到填筑施工的处理。施工过程中如果出现应力不均匀的情况，就可能导致管道断裂。在这种情况下，有必要加强对地基的处理。此外，还应注意局部的施工处理，特别是在T型界面的位置，如果沉降太大，超过可以承载的量，则可能在界面处发生渗水事故。超出承压水的要求，极有可能引起大型爆裂。因此，在地下给水管道施工中，应注意地基不均匀沉降的问题。

由于给水管道线路长，地势高差大，工作压力高，沿途地形复杂，管道高低起伏频繁，存在多种运行工况，整体系统复杂，水泵的启动和事故停泵等都会导致整个给水系统中水力参数发生剧烈变化，产生全系统的水力瞬变现象，即水锤现象，严重时会导致爆管发生，破坏整个给水系统的正常运行。在对市政给水管道进行布置、设计时，特别是长距离输水管道，要通过对工作压力和最大水量等最不利工况进行全系统水力过渡过程分析计算，以及对全系统的运行可靠性和危险工况进行预测，为给水系统结构布置、泵站和各类阀门的运行调节提供安全保证。通过仿真计算，寻求相关调度运行的最佳控制模式，并通过经济合理的工程措施，如在给水管道中设置超压泄压阀、调流调压阀、防水锤空气阀和水锤预作用阀等，消除或减弱水力过渡过程对全系统供水造成的影响。

3市政给水管道布置设计要求

在对市政给水管道进行布置、设计时，要结合城市总体发展规划，充分明确市政给水管道布设要求和具体任务。主要包括与市政其它工程部门的配合协调、明确市政给水工程总体规划指示文件要求、市政给水管网布设范围、内容、需要注意的相关事项等。具体而言，应结合以下要求，对市政给水管道进行布置、设计：（1）结合现代城市地形资料和总体远期与近期规划内容、建筑层数、人口分布状况、卫生设备标准、区域总地形图等内容进行方案设计。（2）结合城市现有给水设备的用水量、人数、供水成本、药剂和资源来源等概况资料进行布置设计。（3）结合区域水工环以及气象资料，对水压、水量等一般资料进行精确计算，合理预测给水量。（4）通过理论分析和运行工况水力计算，绘制完整的市政给水工程规划方案图，并对整个工程项目造价进行预估，选择兼具经济性、科学性、可行性与可持续性的布设方案。（5）给出详尽的市政给水管道布设工程系统图，并配有完整、准确的文字说明。布设图中应该详细标注市政给水管网的泵站位置、水厂厂址、水源地、输配水管线和取水位置等。在文字说明部分，应附有详细的市政给水管道布置设计项目性质、方案优缺点、工程造价、建设规模、所需能耗及设备材料等一般资料和基础资料。

4市政给水管爆裂问题的防治措施

4.1选择优质的管材

供水企业在选择给水管道的材质时，必须选择质量高、公称压力大、坚固耐用的管材，内外壁也必须非常光滑，并在输配水过程中不会发生腐蚀。预应力钢筒混凝土管、预应力混凝土管、球墨铸铁管、钢管、玻璃钢管都是城市给水工程中输配水管线普遍采用的管材。这些管材各自都具有优势和适用范围，也有各自的缺陷。按照各种管材的特性、口径适应范围、埋管深度、造价、施工要求、施工条件以及管道供货方面等进行综合考虑，以便合理的选用管材。例如球墨铸铁管在抗弯、抗冲击、抗拉强度、硬度、水压试验等方面具有其他管材无法比拟的优点，但由于球墨铸铁管为外突形承接口，不能采用顶管施工。

4.2规范施工抓好薄弱环节

在沟槽开挖、焊接、熔接、防腐、打压、探伤、回填、支墩设置等各个环节，施工单位要严格按施工规范进行操作。使用钢管时，焊接质量不得低于Ⅱ级焊缝标准。钢管焊缝无损探伤检测方法采取以射线检测为主，超声波检测为辅。减少管道爆裂是一个系统工程，要同时改进所有容易产生爆裂的薄弱环节，如阀门、法兰垫片、胶圈、止脱胶圈、哈弗节等配件要与主管材寿命相匹配；管网阀门要定期维护保养，形成制度。

4.3合理使用伸缩管和空气阀

为了减小管道的轴向应力，应允许管道膨胀，以缓解管道上某些部件的约束。伸缩管的作用是补偿由于热膨胀和冷收缩引起的管道错位、变形和位移。在直管上安装膨胀装置，能有效地释放不平坦地形下固定端的应力达到管道的高位。根据地形特点，在给水管道中设置一定数量的空气阀。空气阀区别于以往工程中使用的排气阀，它的运行原理和运行优势在于：在系统排空时，动力式快速进排气口打开，空气大量进入空气阀，避免系统内部形成负压；出现水锤时，空气阀出口关闭，水柱接近时，空气阀内空气压力增大发挥缓冲作用，水柱减速，起到消除或减弱水锤的目的。

4.4改进界面形式提高界面质量

在许多特殊情况下，安装焊接螺旋钢管作为给水管，如穿越铁路、桥梁、公路、涵洞、河流等，可根据障碍物性质及现场条件采用桥架、倒虹吸、顶管等方式过路过河。钢管具有机械强度好、承载能力强、焊接方便等特点。随着现代防腐技术的快速发展，钢管也能获得很长的使用寿命。目前，内外静电涂塑钢管、3PE涂塑钢管市场前景广阔。承插式涂塑钢管在国内也已得到应用，它改变了传统钢管对接焊方式，采用承插口连接，三元乙丙或丁晴橡胶胶圈封闭，安装方便，施工迅速，适用于长输管道。

结语

一般来说，给水管道爆裂的原因有很多。在爆管抢修过程中，维修人员应仔细调查管道裂纹或障碍物，对给水管道存在的问题进行分析判断，以确定产生爆裂问题的根源，并根据给水管道爆裂情况调整施工工艺、管材和设计。在分析现代城市给水管线总体规划设计要求和城市管线实际情况及布局要求的基础上，提出城市给水管线布局的具体措施和方案，有效地提高城市给水管道的布局设计水平和技术实施效益。

参考文献

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