长距离输水管道漏水原因及控制策略

张洪刚

摘 要：长距离输水工程属于一项复杂而系统的工程，具有隐蔽性、大流量、多目标等特点，一旦输水管道出现漏水等问题，则会影响输水工程的稳定运行，对人们日常的生产生活造成严重影响。所以在长距离输水工程中，需要及时分析管道漏水的原因，做好突发事件的应急处理工作，高效实施事故抢修工作，从而减少事故造成的经济损失，更好地维护社会稳定与公共安全。本文以引青输水管道为例，分析长距离输水管道漏水的原因，在此基础上提出相应的控制策略，以保障输水管道的安全稳定运行。

关键词：长距离；输水管道；漏水原因；控制策略

一、长距离输水管道漏水原因分析

（一）钢管渗漏

在正常施工的前提下，钢管基本不会出现渗漏的现象，而在引青管长达12年的运行过程中，只出现过一次钢管渗漏，究其原因，大量建筑材料堆积在管道上面，管道受荷过大而引起变形，卸载后钢管出现回弹情况，撕裂焊接处。

（二）预应力钢筋混凝土管渗漏

通常情况下，我国的引水工程在水压要求不高且地质条件允许的前提下，基本都选用预应力钢筋混凝土管，但其也会出现一些渗漏问题，具体表现为：

①土壤冻融。南方管道很少出现土壤冻融的情况，而北方管道则易出现该问题，如引青济秦管道在冻融交替季节都会出现漏水的现象，特别是寒冷的冬季，冻土层加厚，漏水情况严重。一般而言，管道埋得越深，土壤冻融对其影响越小，但钢筋混凝土管道在设计中最高要低于4m，管顶覆土厚度约为2m，以免造成管道变形。[1]由于诸多因素的影响，引青济秦管道都处于冻土层内，冬季结冻时周边的冻土对管道产生环向压力，挤压管道，这时不会引发漏水；而春季土壤解冻时，基础下陷会引起不均匀沉降，对承插口造成影响而出现漏水。

②压力。管道出现漏水的原因之一就是压力的变化，而长距离输水管道的运行水量是以城市用水量为依据予以确定。根据管道阀门的调节来控制水量，通过调节阀门开度减少水头损失或减少（增加）运行管道的数量来控制。由于漏水现场多发生于阀门启闭后，而阀门的启闭会改变管道内的压力，使管道内的水体出现振荡，一旦压力出现较大变化，则会破坏管道上受力最为薄弱的承插口，引起漏水。

③基础沉降。因基础沉降而造成的破坏多是在大雨过后，对于预应力钢筋混凝土管而言，其接口用胶圈进行密封，在地基方面的要求不高，根据设计要求可直接埋于基槽内，若岩基采用0.1～0.2m的砂垫层，则能与敷设要求相符。[2]引青济秦管道的某一节管道，其两端基础会连降大雨，增加了沉降量，加上管段的中间属于基岩，会折断管道而淹没农田，造成不可估量的损失。

④胶圈。钢筋混凝土管道施工过程中，胶圈的安装是选择滚动就位的方式，其直径以不同的管道直径为依据予以选择，而施工中要求适当压缩胶圈。由于水自重和管道自重的影响，下部胶圈的压缩量会在输水运行中不断增加，顶部胶圈的压缩量则有所变小，致使顶部密封不严，一旦管道受水压变化的影响，顶部往往会出现漏水现象。可以说，漏水多发生于承插口最为薄弱的部位，吸进或挤出管道上部胶圈后，致使管道因运行压力变化而出现漏水现象。

⑤水锤。长距离输水管道运输过程中，需要攻克的一项技术问题就是水锤，如某水厂蓄水池蓄满后且没有通知，利用电子阀门操作来关闭管道阀门，不久即出现爆管现象，钢筋断开，管的腹部出现大面积断裂。

二、长距离输水管道漏水的控制策略

长距离输水管道工程具有复杂的情况和较长的线路，管道渗漏不仅涉及管理、施工、设计等部门，也与气候条件、地质状况密切相关，要想避免管道渗漏情況的出现，必须要从多个角度出发，加强管理，尽可能减少人为渗漏事故的发生。

第一，科学控制运行的水压。在满足水产出口流量与进厂水位的前提下，管道的运行水压要尽可能保持低压运行，尤其是老旧工程，管道运行的时间较长，设备基本处于老化状态，高压运行极其危险。[3]如果出现水量变化的情况，必须要对阀门进行合理调整，避免压力变化过大而造成渗漏问题；同时采用人工的方式慢慢操作阀门，严禁采用电子阀门。

第二，加大巡线工程管理的力度。以引青济秦管道的运输为例，市政府颁布了《引青济秦输水管线管理办法》，旨在保护输水管道。该方法要求严禁在管线两侧的5m之内建造或堆积各种建筑物，10m内不得开展大型机械作业；同时不得在管道两侧挖砂取土，或者是在管线上进行作业。在城市建设发展过程中，逐渐显现出用地的各种矛盾及冲突，因交叉工程而造成的破坏问题也不断增多，如大量建筑材料长期堆积于管线上，管道负重变形而造成钢管渗漏。鉴于此，必须要严格按照相关的规定来保护管线，做好巡线工作，及时消除因交叉工程而引起的渗漏隐患。

第三，强化工程运行管理。对于长距离输水工程而言，其属于隐蔽工程，管道大都埋设在地下，设井保护地面上的排泥闸阀、排气闸阀、闸阀、蝶阀等阀门。[4]同时在春秋两季及时检修阀门，特别是排气阀门，使其处于正常稳定运行的状态，冬季做好保温工作，避免冻裂情况的发生。

第四，做好施工管理和设计工作。由于长距离输水线路较长，线路敷设过程中会遇到不同的地质情况，因此在设计勘察选线时，应该尽可能避开地质断裂带、大面积流沙和淤泥、地震带等地质情况不佳的地段。当然对管道的埋深进行控制时，需要将其埋至冻土层以下，施工过程中及时清除大块的岩基，注意槽底的土质均匀与否，避免出现不均匀沉降。

三、结语

综上所述，作为引水工程中最为突出的问题之一，长距离输水管道渗漏会影响工程的正常运行，而出现渗漏的原因有很多，如土壤冻融、压力、基础沉降、胶圈、水锤等。针对这种情况，必须要从实际情况出发，科学控制运行的水压，加大巡线工程管理的力度，强化工程运行管理，做好施工管理和设计工作，有效解决城市的饮水问题，提高输水质量和水资源利用率。

参考文献：

[1]王金陆.PCCP管长距离输水管线漏水处理预案[J].东北水利水电，2014，32（05）：25-27.

[2]叶永，谢作为，罗威.农村长距离输水管道设计[J].中国高新科技，2017，1（04）：22-24.

[3]李常虹，徐世斌，姚宇新.沈阳市输配水管道漏水事故分析及对策研究[J].供水技术，2015，9（02）：32-36.

[4]陈雪峰.长距离倒虹吸重力输水管线过流能力影响因素[J].山西建筑，2012，38（05）：134-135.