兴仁县供水管网爆管因素分析

王锡丽

摘要:随着城市建设的迅速发展,全国各地供水企业输配水管道频频发生爆管。究其原因,有自然因素,也有人为因素。在一定程度上严重影响工农业生产、人民生活和社会活动,对供水管网日常安全运行、优质服务构成潜在威胁。本文通过对县城管网现状及可能引发水管爆裂的实际因素的汇总梳理,制定了一系列可行、有效的措施,达到控制爆管事故的发生,确保管网安全运行的目的。

Abstract: With the fast development of the city construction, bursting of pipes happened in many water corporations in our country. The reasons contain two aspects:the natural factor and the human factor.The producing of industry, people's life and social activities are effected to a certain extent. It threats the safe operation of water network and the excellent service is also destroyed. The thesis sums up all the factors which may cause the bursting of pipes, and arranges a feasible and effective method to control the bursting of the accident in order to ensure that the network can operate safely.

关键词:供水管网爆管;原因;分析;对策

Key words: bursting of pipes; reason; analysis; solution

中图分类号:TU991 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0046-02

0引言

供水管网是城市供水系统的重要组成部份,是城市的大动脉,又是供水部门与用户实现产销的必经之路,随着社会的发展,企业和居民对供水量需求越来越大,城市供水企业的正常运转,显得尤为重要,而管道是供水系统的关键环节。如果管道发生爆管事故,将给城市的生产生活造成重大影响,同时也将降低供水企业的效益。因此正确分析爆管事故的原因和掌握解决对策,针对此问题提出了相关对策。

通过近十年管网运行中的爆管事故调查研究,发现我公司供水管网爆管的发生具有一定的规律:每年11月至次年3月气温比较低的时段爆管事故发生率较高;管径在DN100-DN400及老化的灰口铸铁管和水泥管发生率较高,灰口铸铁管破管形状为纵向曲线、横向曲线状,水泥管均为承口破裂,而管径大的管段事故发生率效小,特别是离心球墨铸铁管安装后运行近6年未出现过大小事故。

综合分析事故原因主要有以下几种:

1外部原因

1.1 地质条件

我县地处黔西南州中部,冬季细雨绵绵,气候寒冷管材收缩,地表土层中含水较多,土的密实度、结团能力和抗剪能力较弱,引起埋设在土层中的管线侧向位移而导致爆管事故。

防治措施:按照规范确定管道埋设深度。

1.2 地表荷载

埋设在地下的管道不可避免的承受一定的地表荷载,而我县产煤量比较大,大型煤车所以较多。在地表强荷载的作用下,管道震动和位移使相近管线产生碰撞或硌压而导致管道的事故时有发生,另外在动荷载的作用下土壤产生巨大的扰动,使土壤结构发生变化,管道也随之震动,震动产生的拉压力导致管道发生几何变形和渗漏,引起周边土质变软,进而引起地面塌陷和接口渗漏。

防治措施:按照城市规划正确分析管道布置。

2内部原因

2.1 管道材质

通过调查发现早期的供水管道一般采用灰口铸铁管作为主要管材,调查显示,灰口铸铁管脆性大、强度低,在横向受力和外力振动下,管道发生变形是爆管、折管事故的隐患,球墨铸铁管作为铸铁管的新产品,其显微结构为钢基体加球状石墨,其物理、化学和机械性能均较普通铸铁管有较大提高。由此可见,球黑铸铁是灰口铸铁管较为理想的替代品。

2.2 管道腐蚀

城市供水管道大多敷设在地下,其腐蚀主要包括管道外腐蚀和内腐蚀。外腐蚀主要是土壤腐蚀。土壤腐蚀是一个很复杂的过程,主要由土壤微电池、宏观电池、杂散电池和土壤微生物引起。金属管道外表层通常采用石棉沥青多层防蚀。外腐蚀的根本原因在于施工中没有做好或损坏了管道的防腐层,防腐层的破损导致了管道的局部腐蚀。内腐蚀主要是电化学腐蚀和化学腐蚀,原因是管道内涂层(水泥砂浆或环氧树脂内涂层)的脱落。

2.3 管道施工质量

通过对大部分事故的调查发现,施工质量是导致管道爆、折管事故的另一主要因素。管道施工时不够规范,未能完全按照国标要求施工,防腐、接头、支墩等处理不当,回填、夯实不到位,埋深不够,发生冻裂、压裂、承插接口石棉水泥配比不合理,工艺不精,新旧管道混合施工。

防治措施:(1)严格按照国标要求施工;(2)要彻底更换旧管道。

2.4 管道连接

铸铁管连接通常采用承插式接口方式,早期采用刚性接口,近年来柔性接口得到广泛应用。刚性接口的缺点是接口坚硬,不具备抗弯、抗拉、抗剪切能力,在外力作用下对管道扭转、振动,位移的抵抗能力差。这是导致早期敷设的灰口铸铁管漏水,甚至爆管的主要原因之一。铸铁管的柔性接口可以承受接口两边管段有一定限度的伸缩、沉降、位移及震动。柔性接口的抗弯、抗剪切、抗拉脱和抗扭转应变能力明显优于刚性接口。

防止措施有:(1)安装管道时,在承插接口处,插入深度留一点空隙,充分利用接口胶圈的弹性作用,这样就可以在温度升高时有伸展的余地;(2)应当每隔一段距离安装伸缩节。

2.5 水锤

水锤指的是在有压管路中流动的液体,由于某种外界因素(如阀门突然关闭或水泵突然停车)使液体流速突然变化,因动量变化而引起压强突然变化,升压和降压交替进行着,直至完全衰减),称为水锤。当管道中水压高,水流速度大,当水流方向相反,出现逆向水流碰撞时也会产生大型水锤,压力释放缓慢,碰撞处难以承受而导致大流量漏水事故。此外,在管道维修或泄空后重新开启时,工况改变剧烈会产生水锤。

消防水锤现象常采取的措施有:(1)在水泵附近供水管道上装消除器或安全阀,进行泄水减压;(2)在泵的出水管道上安装缓闭逆止阀,延长时间,进行缓闭减压。

2.6 气囊

管道中气团和气囊的破坏作用不可忽视。根据管道中气囊的运动规律可知,平坦的管道中气团常以多段分散方式存在,坡度较大的管段中以大气团存在。如果排气阀设置不合理,管道排气不彻底,气囊的压缩会产生高强压力震荡,降低管道剧烈震动,降低管道实际过水面各,严重时气塞可使供水中断。

防止管路造成气囊:(1)在管道的高处要安装排气阀;

(2)除在管道充水作业时排净管道中的空气外,在管道投入使用时或检修后通水时,管内空气也可经此阀排除。

3结论

我县管网爆管事故的发生,多发生11月至次年的3月气温比较低的时段爆管事故发生率较高;管径在DN100-DN400及老化的灰口铸铁管和水泥管发生率较高,灰口铸铁管破管形状为纵向曲线、横向曲线状,水泥管均为承口破裂,而管径大的管段事故发生率效小,特别是离心球墨铸铁管安装后运行近6年未出现过大小事故。导致管网爆管事故的主要因素包括管道材质、管道腐蚀、水锤和气囊现象;同时,地质条件、地表荷载、管道连接等因素在特定条件下也会促成管道爆管。综上所述,要想有效地防治管道事故的发生,首先,要使管道设计尽可能地做到合情合理;其次,要有固定的施工熟练的施工队伍,规范、标准化的施工保证;再次,还要有翔实准确的供水管网技术档案资料,包括竣工图纸、供用水情况、地势高差、管径、管材、铺设年份、水压、漏点、检修记录资料、管网改造结果等,以便准确、及时地确定事故管道的位置、管径。

参考文献:

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[2]田云生.给水管道爆裂的原因和对策[J].科技资讯,2006(6):41-42.