浅谈城市供水管网爆漏原因与对策

郭丹丹

摘要：本文对广州市供水管网爆漏情况进行原因分析与对策研究。指出广州市供水管网爆漏与管道材质、管道接口形式、管道直径、温度与季节、用水时间、管道埋设位置与管龄长短等因素有关，并对如何减少爆漏现象提出对策。

关键词：供水管网；爆漏；原因；对策

Abstract: This paper burst leakage in water supply network in Guangzhou City Cause Analysis and Countermeasures Research. That the burst drain pipe material, of the Guangzhou City water supply network in the form of pipe joints, pipe diameter, temperature and season, water, time, location of pipe laying and pipe age and length of the relevant factors, and how to reduce the leakage phenomenon of burst to propose a solution.

Key words: water supply pipe network; burst leakage; reasons; countermeasures

一、供水管网爆漏现状

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，对工农业生产，人民生活和社会活动造成一定程度的影响，并对供水管网日常安全运行，优质服务构成潜在威胁。由于施工质量、技术以及维护等方面的原因,与发达国家相比我国城市供水管网爆漏率相对较高。广州地区爆漏量更居全国之首。

二、影响爆漏的因素

1、管道材质

给水管道爆管与管道材质有着密切联系。广州市供水管网管材主要以钢管、铸铁管、球墨铸铁管、砼管（水泥管）、镀锌管、钢塑管以及UPVC管为主，另外还有少量的PE和玻璃钢管。

在生产过程中，铸铁管不可避免地在管外壁产生过冷区，使这个部位的材质变脆，强度较别处低，又由于工艺的性质，整个管体组织比较疏松，易生气孔，所以整体管材抗拉强度不高、无韧性，承压能力不高，因此极易发生管道断裂和爆管。而钢管虽然强度高、韧性好、可以承受较高内压，但其易腐蚀，因出厂的水中需保持一定的余氯，且水中可能含有的各种微量化学成分，故钢管易发生腐蚀；同时，由于管道周边土壤环境中的电腐蚀等因素也会造成钢管管壁变薄、强度降低，增加了漏水和爆管的可能性。

2、管道接口形式

管道接口方式通常按照不同的材质进行选用。钢管采用焊接连接、球墨铸铁管和砼管采用胶圈连接，铸铁管采用石棉水泥接口。对于爆管次数，刚性接口明显高于柔性接口。其中，焊接接口和石棉水泥接口属于刚性接口，可挠性差，当刚性接口将管线连成一体后，容易传递侧向力矩和轴向拉力，当管道受到侧向推力时，填料越硬越容易传递侧向力矩，包括很难避免的土壤压缩沉降而导致接口豁裂，发生漏水。

3、管道直径

广州供水管网中，DN400mm及以上管径大部分以钢管、球墨铸铁管、铸铁管、水泥管为主，DN100mm以下的管径以镀锌管、钢塑管为主。DN400mm～DN800mm管径的爆管，中小管径的爆管多为断管形式。对于1200mm和1600mm管径的爆管率，随着管径的增加而增加。

4、温度与季节

由于在每年12月、1月广州的平均气温相对较低，在冬季低温时，管体将产生收缩，若接口具有伸缩能力，则管体不受约束而不产生应力；当管线的接口为刚性时，纵向收缩受约束将会产生需要考虑的拉应力，使得水管承受巨大的应力，通过接口和管身传递，最后集中到某一相对薄弱的接口处，被拉开而造成漏水，从而造成管道频繁的爆裂。一些长距离大口径的钢管，采用焊接连接而被拉开就是这个原因。同时如果一天之内天气温差较大，管道的水泥接口受热胀冷缩的影响，也容易产生水管的接口爆裂情况。所以“热胀冷缩”成为了冬季常发生爆管的诱因。

5、用水时间

用水量高峰时，由于管道内充水过急，管内水速过大，排气不充分，而形成风锤，因而导致严重爆管。而在两个用水高峰中间的低谷处，由于用水量突然起伏变化，容易在管道内引起水锤，引起管道爆裂。

6、管道埋设位置

爆管主要发生在快车道和慢车道下的管线位置。水管在机动车道上受到过往车辆的重压，经过长时间的作用，水管不断受到外压荷载的作用，水管的承压能力也随之下降，对只能应付正常负载的管段就会出现水管爆裂。类似情况例如：管线周围施工，管线路径上出现土质差异，施工过程采用局部刚性基础处理，回填土未经夯实或回填不均匀，管道沉降不均等。

7、管龄长短

对于管龄较长的老管道，口径越小，爆管越频繁，无论管材如何均存在此现象。这主要是由于结垢严重所引起的口径越小，结垢对通水能力降低影响越大，造成超压爆管。因此出现相同管材的管道，管龄越长，爆管几率越高的现象。

三、减少管网爆漏的对策

减少管网爆漏的对策，需要从多方面考虑。积极应对可控的影响因素，加强对其防范为上策。根据发生爆管事故的特点，通常采用的防治措施主要包括以下几点。

1、改进管材、管道接口形式

改进铸铁管的材质和生产工艺，选择优良材质和性能的管道，接口方式应尽量采用柔性接口，或者采用刚性与柔性相结合的接口方式，加装管道伸缩短管，清除外加荷载。 在规划设计施工安装等方面全面注重质量管理。

2、在防控设备和阀门方面

动态压力波动是发生爆管的主要因素之一。由于水锤现象经常在管道中出现，容易发生爆管。因此有必要对水锤的防控技术进行深‍入研究和应用。现在大多数国家早已经采用更先进更合理的管网水锤监测技术和控制措施。因此对管道的状态进行评估和预测，采取先进‍的水锤计算方法、应用技术和阀门设备等是非常有必要的。‍

有效的方法如：完善管道的排气系统，合理设计、分布和安装排气阀，保证阀门数量和质量，加强排气阀的维护检修。为消除水锤对管道的破坏作用，可采用加大管径减少流速，缓慢开关阀门、取消止回阀和底阀、采用微阻缓闭止回阀，安装停泵水锤消除器，设置高速进排气阀，设置气压罐、空气室调压井，调蓄水池等措施。

3、加强供水管网的运行管理和维护

对已有的比较老化的管道系统，应该尽量在预防爆管方面采‍取有效措施，包括加强信息化管理，及时与气象部门沟通，定期维护，按时巡检，对高危管段进行加强和标识，投入资金安装先进的防控设‍备、阀门等，尽量降低爆管的可能性。对给水管网进行合理调度，有代表性的测压点进行监测，建立完善的网络系统。提高相关人员的业务水平，加强培训。

4、加快发展管网检测与监测技术

随着科技的迅速发展，越来越多的新技术和仪器设备可以应用到城市供水管网系统中，例如爆管和漏损预测及评估方法，水锤的防护与控制技术，管道定位和漏失检测技术等。采用有效的方法对爆管和‍漏损进行预测和评估，通过已有数据分析，尽可能减少爆管的可‍能性。例如可以分别建立以管龄、管道条件管道运行压力、环境条件、季节、气候等为影响因素的爆管事故预测或预报模型，以及爆管事故‍的应急处理方案。

采用先进的管道定位和漏失检测技术，通过管道定位仪和管道漏失检测仪等仪器设备，可以快速发现和定位有泄漏现象的管段，及‍时了解和掌控高危管道的状况，采取必要措施进行整改，可以有效预测和控制爆管现象的发生。‍

四、结束语

供水管网承载着供水千万家的重大任务。管网的爆漏危及到广大市民的用水安全，优质供水的目标更无从谈起。展望未来，随着科技的进步，材料、设备、工艺的发展以及管理的日趋完善，管网爆漏的情况会显著减少，城市供水管网的供水安全得到更大保障，人们将能享受到供水企业的优质供水。