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、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等進行動態(tài)系統(tǒng)管理,建立事故快速反應(yīng)及處理機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、機理進行深入研究,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遠高于正常情況。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,一旦膨脹強度超過承口強度時,將導(dǎo)致承口破裂。并且這兩種填料具有抗壓強度高的特點,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,并加強防水錘的技術(shù)措施,保證水泵供電安全。
2、改進管道接口工藝
過去由于單純著眼于接口本身強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行檢查驗收,加強施工的全程質(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設(shè)備(如斷管設(shè)備、小型挖土機、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、加強管線巡查維護力度
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)護管線,防止人為挖斷管線和影響管線日后維護。
⑶要經(jīng)常對裸露的鋼制供水管道進行檢查,定期做好防腐維護工作。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)管理的機制,利用先進的科技手段和先進的儀器設(shè)備,徹底根治爆管這個頑癥,確保城市供水動脈的暢通,以達到提高供水企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益的目的。
參考文獻:
【1】何芳,劉遂慶.供水管網(wǎng)爆管事故分析與對策探討.管道技術(shù)與設(shè)備。201*;(5):
20~23
【2】汪光燾主編,城市供水行業(yè)201*年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃,北京:中國建筑工業(yè)出
版社,1993.335~397
【3】金錐等著,停泵水錘及其防護。北京:中國建筑工業(yè)出版社,201*.257~300【4】嚴(yán)煦世等主編.給水排水管網(wǎng)系統(tǒng).北京:中國建筑工業(yè)出版社,201*.257~236【5】田云生.給水管道爆裂的原因和對策.科技資訊,201*;(6):4142【6】李宏剛.鑄鐵給水管線的應(yīng)力分析、爆管原因、處理及預(yù)防措施.純堿工業(yè)。201*;
(2):38
【7】薛士科,給水管網(wǎng)爆管原因分析及防治對策,201*.1
【8】連鵬.城市供水管網(wǎng)漏損控制方法的研究.天津大學(xué)碩士論文.201*:15-24【9】農(nóng)偉文,供水管道管材的選擇,沿海企業(yè)與科技.201*,(8):7678
【10】楊姍姍.供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中爆管分析的設(shè)計與實現(xiàn).武漢大學(xué)碩士學(xué)位論
文,201*.4
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
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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行了歸納、分析,組織各營銷搶修一線工人進行了座談,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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