城区老旧管网渗漏原因及解决措施

崔 丹，孟付明

（济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东 济南 250101）

0 引言

随着城镇化建设的加快，各地城区用水量逐年增加，城区内使用年代久远的供水管道大多为水泥管、PP-R管及普通铸铁管材，由于使用年限长，尤其是使用年限在15a以上的管网，管径小，材质差，承受力弱，超期服役，管线老化，布局不合理，跑、冒、滴、漏现象十分严重，爆管现象时有发生。论文结合实际情况，分析城区老旧供水管网渗漏问题的原因及解决措施，对城区供水管网适应城市的快速发展起到积极作用[1-3]。

1 供水管网渗漏原因分析

1.1 接口原因

管道接口是易发生渗漏的部位，城区供水管道早期接口多采用刚性接口，以石棉水泥或膨胀水泥作为填料，这种接口刚性强，容易造成松动，易受温度变化和外力影响引起水管收缩或管道不均匀沉降时弯距过大而径向裂开。

1.2 管径因素

据目前城区供水管网渗漏统计数据来看，DN400以下小口径管道爆漏的发生频率要远高于DN500以上大口径管道，占总体爆管次数绝大部分。究其原因，主要是从材料力学角度上看，给水管道以管身纵向开裂为最普遍的破坏形式，管道材质结构强度无法抵抗由管道内压与外部动荷载联合造成的环向拉应力。而大口径给水管道具有更大的管壁厚度和结构强度，惯性矩也大，能承受更大的拉应力和压应力以及弯矩和扭矩，具有更高的抗环向应力的能力。

1.3 管材原因

由于供水管网长期埋于地下自然老化，加之酸碱土壤腐蚀等原因，有些管材很容易造成管网渗漏，从而导致管网不能正常运行，尤其是铸铁管材，使用时间越久，腐蚀老化就越严重。此外，水泥管承压能力低、脆性大、抗冲击能力差，使用寿命短，一般都在20a以下，在负压状态下易于老化。PP-R管因管壁薄，抗拉、抗压强度低造成断裂。

1.4 管道附属物易损原因

管道附属物如阀门、排水阀、消火栓、通气阀等因锈蚀磨损而关闭不严，造成渗漏。锈蚀的主要原因是由于使用年限较长、受化学腐蚀和电化学腐蚀作用引起的。在实际工程中，阀门等附属物需进行防腐保护，如喷涂熔融环氧树脂防腐（其中环氧树脂必须为无毒、环保的食品级材料），从而有效避免腐蚀渗漏。

1.5 近距离管道沉降原因

城区的一些管道，如光缆、电缆、污水管道等，与供水管道埋设的距离太近，这些管道的沉降会造成对供水管道的损坏。

1.6 设计、施工方面原因

管道的埋深，在实践中我们发现，70%以上的漏点发生在埋深70cm之内的管道上；外荷载，调研发现有相当多的漏点发生在外荷载过大的道路交叉口；施工时管道基础处理不当，导致在接口、腐蚀点等薄弱处产生破裂而漏水；规划设计时，给水管与排水管、暗沟并行且间距过小，造成渗漏不宜被发现；管道内外壁防腐措施不当，管道无垫层或垫层厚度不够，造成不均匀沉降导致管道破裂形成渗漏；管道施工质量原因等。

1.7 管理维护方面的原因

城区内有一些因老化、道路改造、居住区拆迁、户表改造以及管道更新等原因不再使用的管道和设施没有及时拆除，截断供水；许多阀门井被埋，长期无人管理维护造成多数阀门有不同程度的渗漏；消火栓缺少维护而锈蚀漏水等。

2 供水管网降漏改造工程措施

2.1 管道改造

2.1.1 管道渗漏检测、评定及改造方法

城区供水管道渗漏检测以主动检漏法为主，被动检漏法为辅。主动检漏法主要包括音听法、相关分析法、区域检漏法、区域装表法，其中城市道路下的管道检漏宜以音听法为主，并辅以其它检漏方法。音听法是用电子音听器或听棒通过监听漏水声而发现漏水点的方法，实践证明，音听法能取得较好的检漏效果，而且与几种典型检漏方法对比，音听法效益投入比最高。

城市供水管道的渗漏程度以漏损率为指标进行评定，目前国内漏损率基本评定标准为12%，而管网的漏损率与单位供水量管长、管网平均压力有关，故不同地区，管网的漏损率评定标准还需根据当地实际情况进行修正。

管道降漏改造的主要工程措施包括管道修复及管道更换。两种方法相比，管道更换需采用开挖的方法，势必会对现状道路造成破坏且影响道路交通，而且施工周期长、投资大，而管道修复无需大开挖，且施工周期短、投资较小、造成的社会影响小。

因此，当供水管网的漏损率较小时，建议只对局部管段、接口等易漏点进行修复即可；当供水管网的漏损率超过基本评定标准时，建议更换管道。

2.1.2 管道修复

目前国内常用的管道修复采用非开挖修复技术，总体上分为整体修复和局部修复两大类。

整体修复通常指对两座阀门井之间的管道进行整体加固、修复的做法，主要有涂层内衬法、翻转内衬法（CIPP）、螺旋管内衬、PE灌浆内衬、短管内衬、折叠拉管、挤压拉管几种方法，采用整体修复可以达到防腐、防渗，增加结构强度甚至整旧如新的目的。目前世界上使用最多的方法是翻转内衬法(CIPP)，该工艺为现场固化内衬，将浸满热固性树脂的毡制软管用注水翻转或牵引等方法将其送人旧管内后再加热固化，在管内形成新的内衬管。CIPP法适用范围广，断面损失小，修复质量好，可用于给排水管、燃气管等。

局部修复通常指只对管道接口等损坏点进行防渗堵漏修理的一种做法，可分为嵌补法、注浆法、套环法及局部内衬和局部涂层法四类。如果两座阀门井之间的管道只有少量接口损坏并且管材结构完好，对这类管道采用局部修复显然有其合理性。局部修复的特点是针对性强，哪里坏修哪里，这样可以降低修理费用。其中套环法是各种点状修理方法中施工最方便，修理质量最可靠的方法，它是一种采用在接口部位安装止水套环来阻止渗漏的做法。

2.1.3 管道更换

随着城区内用水量逐年增加、供水水压不断更新，城区部分原有供水管道的实际运行状态超越了自身的合理参数，该部分管道由于爆管率较高、渗漏严重，需废除并结合城区规划重新建设。

新建管道的管径应与区域供水环网所要求的水量及水压相匹配，管材建议选择球墨铸铁管，因为其具有承压能力高、防腐性能好、密封性好、使用寿命长等优点，目前在供水管道中应用最为广泛。新建管道的接口应采用柔性接口，且施工过程中管道基础应满足不小于100kPa的承载力要求。

2.2 附属设施更换

城区内有些供水管道使用年限不到15a，管道运行良好，管道渗漏主要是由于检修阀门、水泵等附属设施发生渗漏造成的，建议上述管道只对发生渗漏的附属设施进行更换，并且在检修阀门两端增设伸缩器，降低漏水率，节省投资。

此外，排气阀、消火栓、泄水阀等管网附属设施直接安装在供水管网的主干管道上，为避免其经常开启而造成磨损漏水，建议在阀前增设密封闸阀或蝶阀，并设立专人定期检查维护。

3 供水管网降漏管理措施

供水管网降漏改造除加大相应的资金、政策投入外，采用科学的办法，应用计算机实时模拟软件技术和GIS理论，构建城市供水管网的智能化管理平台，对供水管网进行统一的信息采集并实现远程调控，是目前行业发展的前沿。

3.1 建立供水管网智能化管理平台的内容

建立供水管网的智能化管理平台，涉及的内容较多。如构建能够全面反映城区供水管网（包括供水管线和万余闸门、消防栓等附属供水设施等）准确位置的GIS系统，应用于管网基础数据管理、地理信息管理和用户管理，可以方便查阅供水管线和附属设施的所有属性；如构建供水管网水力动态模拟系统，将现实中供水系统各组件(主要包括水厂、管网、泵站、用户用水点等)输入数学模型中，通过水力分析和计算，模拟各节点、管段水力状态及运行工况，应用于管网规划、预案模拟、优化调度等日常工作。

3.2 建立供水管网智能化管理平台的作用

建立供水管网的智能化管理平台，可以大大降低管道渗漏率，提高管道降漏改造的工作效率。如在爆管抢修决策方面，目前基本上都是由经验丰富的工作人员现场进行爆管分析，定位速度慢，准确性低，有时还需调阅档案，扩大停水区域，在不利的情况下甚至要用平时几倍、几十倍的时间才能正确锁定爆管位置。而利用智化信息管理系统，只要指定爆管地点就能快速、准确地锁定相关阀门，显示受影响的用户，这样大大加快了工作人员对爆管事故的反应速度，缩短了修复时间，减少了对用户的影响，降低了水量损失，取得显著的经济和社会效益。

4 结语

通过上述分析，城区老旧供水管网的渗漏是由多方面原因造成的，为保证供水管道满足城市发展要求，我们必须针对不同的原因，采用相应的改造措施，以达到技术可行经济合理的目的。

此外，智能化管理平台的建立，对供水管网进行统一的信息采集及远程调控，能够有效降低管网漏损率，应该做为城区供水管网降漏措施的一个新的发展方向。

参考文献：

[1]王强,刘遂庆,周建萍,等.供水管网调度系统信息化建设研究[J].工业用水与废水,2005,36(5):1-3,44.

[2]于小玲,杨旭东.供水管网智能管理信息系统研究[J].科技信息,2009(13):50,92.

[3]李淑梅.给水系统优化调度与管网渗漏控制基础探讨[J].科技传播,2011(2下):91,93.