市政给水管道爆管原因分析及对策

吴晓荣

在城市中进行给水管道的铺设时，需要通过前期工程的开展和良好的设计才能够实现对其工艺的优化。同时，当城市中出现给水管道爆管事故时，其产生的原因通常不具有规律性，所以在进行给水管道爆管问题分析时，必须要从多起事故中进行有效的排查，这样才能够针对管道爆管问题进行全面的分析，进而找到问题的关联之处，从而在进行预防和控制的过程中，针对现存问题进行有效的处理，有效提高市政给水管道的使用寿命和使用质量。

一、市政给水管爆炸的原因分析

1.水锤导致的给水管爆炸

在市政工程进行给水管道铺设的过程中，针对平原地区而言，一般会选择直长管来进行铺设，这样能够有效地保证水流的速度，同时也能够通过水压的控制来确保水资源在运送的过程中不会出现阻滞。但是，过于直长的管道在水压加大后，水流流速过快会使得门阀无法对其进行有效控制，特别是在突然停泵或者停电时，很容易导致水锤破坏，即水锤在下落的过程中所产生的冲击力使得管道内壁产生了高压的环境，进而导致爆管现象的发生。

2.管道内部气体过多导致的爆炸

根据资料显示，管道内部并不是完全的实心状态，而是具有一定的空气流动，所以当开展管道的直长水运输的过程中，如果遭遇了地形起伏较大的地段，则会导致管道在进行运输的过程当中，其弯管处就容易聚集气体，并且随着温度的不断升高，气体也会发生膨胀的现象，这时如果管道内部的热胀冷缩情况较为严重，那么也会使得在密闭的环境下其压力增大，这时如果无法进行有效的排气处理，就会导致给水管爆管现象。此外，在一些管道刚刚铺设完毕后，在投入使用时必须保证冲水的速度较慢，或者是保证排气阀的设置能够有效保证水流的速度能够不被气体所影响，这样才能够降低爆管的风险产生。但是，如果不能够对其进行有效的处理，那么管道的排气不畅就必然会引起水锤现象，这也会导致管道由于气压的变化而产生爆管现象。

3.结构焊接不良导致的爆炸

在进行管道焊接的过程当中，不少管道的接口都存在着焊接失误的问题，这种问题其实并不是由于技术工人的技术能力不足而导致的，而是由于很多管道的接口处都存在着填料过硬或者是刚性不强的问题，进而使得管道的受力方向不同，从而在进行流水作业的过程当中，其内部与外部的压力差较大，这时其接口处就会受到一定的拉力影响，致使其自身在长时间的侵蚀下产生问题。并且，针对于老旧的铸铁管而言，其自身就存在着抗拉性强度较差的问题，而且其焊接工艺也比较老旧，因此在长时间使用下必然会导致一部分的爆管现象。除此之外，在进行地下管道铺设的过程中，可能会使用水泥浆沙或者是膨胀水泥沙来进行填料的处理，这些材料虽然有一定的膨胀性，但是如果其膨胀的强度超过了接口的强度，那么其膨胀过程就会加剧管道的破裂；甚至有可能由于填料自身存在的抗压性能较高而导致的位移偏移现象发生，从而使得管道自身的拉力不足以承受，最终出现了爆管问题。

4.温压过大导致的给水管爆炸

在一些给水管的铺设过程中，针对于部分接口而言必须要通过刚性接口来保证其整体安装的完整性，但是由于刚性接口的管道会受温度的变化产生一定的热力效应，进而由于这种热力效应也会导致爆管现象的发生。并且不同的土壤其自身的膨胀系数也不一样，因此在进行管道铺设的过程中，必须要依据其性质进行选择，这样才能够有效降低爆管问题的产生。特别是在东北地区和西北地区以及新疆的北部地区，其昼夜温差较大，如果无法对其进行及时有效的温度处理，那么就会导致管道爆裂的事故产生。一般情况下，在这些地区进行管道铺设时，通常会给管道加设防冻外衣，这样就能够有效保证管道的恒温性。此外，如果管道预埋过浅或者是没有在冰冻线以下进行铺设，那么也会由于温差过大而导致热力效应产生。

5.管道老化导致的给水管爆炸

在进行给水管铺设的过程当中，老旧的施工工艺都采取了钢管进行铺设，因而随着年限的增长，钢管必然会面临着腐蚀问题，特别是一些软水管，其软水与其他水具有一定的区别，因此其自身更容易腐蚀管道，从而也会导致管道由于长年腐蚀而产生爆管现象。并且，部分地区的土壤也具有一定的强碱腐蚀性或强酸腐蚀性，这也会导致内外忧患下而产生爆管现象的问题。值得注意的是，由于管道在长时间应用后会出现结垢问题，当结垢达到一定面积时，必然会产生减小过水断面的问题，从而使得通水能力变差，进而就需要通过加压才能够满足水的供给。但是，如果大力进行水压的增加，必然也会导致其运行负荷增大，从而在薄弱点处就会产生爆管问题的现象发生。

6.给水管的材质与土壤性质不符

在城市建设的过程当中，早期阶段对于给水管的铺设而言，一般都采用灰口铁进行铸管，此种管道的铺设与钢管相比更易被腐蚀，而且其自身还具有一定的脆性问题，从而致使其强度无法得到有效保障。同时，就实际的应用效果来看，这种管道在应用过后其自身具有疏松的性质，因此也无法通过人工手段来进行气孔的消除，这也使得当地质情况较为特殊时，会使得给水管在长时间使用后出现锈迹剥离的问题，加之在进行给水管道应用的期间内，必然会受到水压对水管的恒力冲击，其脆性问题就会使得管道外部跟随震动，进而导致管道断裂现象的发生，这也是导致给水管道爆管现象产生的原因之一。

7.施工挖槽时深度不足或清理不佳

在开展给水管道沟渠挖凿的过程中，如果其地段是较为丰富的碎石区，那么就会导致此地段的沟槽开掘存在不平整，或者是深度不足的问题，同时也会导致很多石头突出的情况，如果无法及时进行磨平处理，那么在后期应用的过程中，势必会由于压力过大而导致管道振荡从而与石块进行长时间的接触、触碰，使得其管道也会遭受损伤。对此，在实际施工时，施工人员必须要将其沟槽底部的石头进行完全移除，甚至还要铺垫15厘米厚度以上的沙土层或者是松土层，然后再开展管道的铺设，这样才能够保证管道的铺设与周边地质环境相融合。但是，很多施工人员在实际施工的过程中，却不能够按照此要求进行处理，特别是部分施工人员在清除砂石之后，只是象征性地对其进行填埋物的填充，甚至完全不会对其进行处理就将其进行回填，这也使得在纵向压力下，或者是在震荡的过程中，加剧管道爆裂现象的发生。

二、有效降低市政给水管爆炸的方式

1.降低水锤对给水管产生的不良作用

针对于水锤所导致的给水管破裂问题而言，可以通过降低水锤对于水管的冲击，从而有效避免出现水锤断裂的现象发生，以此有效保证在进行管道运输的过程中，通过分散受力的方式来降低水锤的破坏作用。对此，在其整体的操作过程中，则必须要保证施工团队能够依据实际的施工情况进行施工工艺的选择，然后扩大管道的内部直径，并在进行水流放测的检测过程中，也要减缓水流的流速，这样通过开阀门以及水龙头的协同减速下，能够有效降低由于压力过大而产生的水锤冲击断裂的问题。此外，通过此种方式也能够彻底取消掉底阀以及回阀的应用，并保证在进行装置停水消除器的过程中，可以有效实现提高其整体的回水效果，这样同步应用微阻缓闭回水阀时，就能够通过安装蓄水池来保证当其出现突然停泵的问题时，可以实现对内部的高速排气，进而就能有效地消除水锤的破坏性作用。

2.提升给水管的排气能力

首先，在进行给水管的排气阀安装时，必须要保证其位置安装的合理性，然后通过对其整体的布局控制来确保在不同位置上安装满足整体供水需求的排水阀，这样才能够有效提高其排气的速度。其次，在进行放置完毕后，通过首次排水测试可以对其进行有效的数据收集，这样也能够保证在使用的过程中对其进行及时的调整。并且，在长时间的使用下必然会对排气阀产生一定的影响，因此也需要对其进行定期的数据测试，以此才能够保证排气阀的灵活性。最后，针对于排气阀而言，其自身需要长时间在水下作业，所以其自身的质量必须要得到有效的保证，这样才能够满足工程整体的需求。但是，由于我国整体排气设备都是机械性设备，其灵敏度相对较低，因而在完善其整体排气阀结构的同时，也必须要解决灵敏度不足的问题，这样才能够真正实现提高给水管排气系统的建设，从而减少由于排气系统不足而导致的给水管爆管问题。

3.提高管道自身抗温变能力

在给水管的选择上，标准要求是必须保证给水管的厚度不得低于7厘米，而且在进行底层的厚土铺设时，必须要保证底层不低于15厘米，且上层不得低于8厘米，这样才能够保证其自身的恒温性。而且，如果处于较为寒冷的地带，那么在其冻土层的处理上，必须要保证其给水管能够在最大冻土层位线下的20厘米处，这样才能够有效保证给水管埋设的恒温性。值得注意的是，由于水管会受到温度的变化而产生热胀冷缩的效果，因此在冬天进行施工的过程中，更要做好给水管的防冻措施，这样才能够有效通过保温处理来降低热胀冷缩效应影响。针对于其内部的压力测试而言，必须要进行有效的调节，这样才能够保证其数据的准确性，以防止后续产生不良问题。

4.提升管道接口焊接的施工工艺

在进行管道口的拼接过程中，必须要保证焊接工艺的良好应用，这样才能够提高其整体的应用质量，同时也能够提高其管线铺设的结构强度。针对于焊接口而言，除了施工工艺的选择外，也必须要保证在焊接完毕后能够对其焊接口进行及时处理，这样才能够提高其整体的焊接强度。一般而言，如果使用石棉水泥进行接口的处理，则必须要保证处于常温地带，否则石棉水泥自身的导热性能较好，因此在进行应用时，就很容易产生温差效应，进而导致给水管爆管现象的发生。此外，在进行接口处的焊接过程中，也必须要保证能够依据实际工程的需求来进行选择合理的方式开展接口处理。

5.做好老旧管道的更换和维护工作

进行老旧管道的清理过程当中，必须要加强对其整体的检验，这样才能够对已经无法使用的管道进行及时更替，从而防止爆管现象的产生。对于还在服役年限的管道而言，在其检测后如果没有较大的问题，那么则需要对其管道表面进行防腐处理，这样才能够保证在其使用寿命的年限内，都能够有效实现其整体的良好运作。此外，在进行建设的过程中，如果发现了部分老旧管道出现了漏水现象，也可以通过建立测压点的方式来对其整体的泵运能力进行检测，这样也能够有效避免由于高压而导致的漏水点爆管问题的产生。

6.选择优质的施工管材

在进行给水管的铺设之前，必须要对其管材进行良好的择优处理，这样才能够提升其整体的铺设质量。而针对于管材的选择而言，必须要保证管材自身的实用性能较高，且耐压能力较好，这样才能够保证施工的质量，同时也能够在其施工完毕后，在其服役的年限内保证其自身输水能力可以基本保持不变。对此，针对于当前的发展而言，比较推荐的钢材就是球墨铸铁管，此种铸铁管需要通过离心处理来进行浇筑，其自身在浇筑完毕后有着良好的抗弯性、抗拉性以及延展性，其自身在使用过程中，抗冲击性以及耐压性都比传统施工方式有着较大的提升，而且其使用年限又优于普通钢管，所以在进行管材的选择时，则可以择优选择此种铸铁管。

7.做好施工安装监督工作

在进行管道安装的过程中，必须要有效落实管理人员自身的监督管理责任，这样才能够保证对其比较容易出现爆管问题的地方进行着重处理。例如，针对于接口处的漏水问题而言，可以通过一系列措施手段的应用来对其进行加固，或者在其运行时可以对其进行压力点的设置，这样也能够有效分散其接口处的压力。同时，在进行监督管理的过程中，更要针对其整体的施工工艺进行有效的甄别，以防止在施工的过程当中，由于施工人员自身施工质量的不足而导致的爆管问题发生。

三、结语

市政的给水管道之所以会发生严重的爆管现象，其产生的原因已经通过详细的分析进行了阐述，因此在进行治理的过程中，并不能够仅仅依靠单纯的防治来进行处理，而是要保证在进行施工的过程中，能够针对上述问题进行有效的处理，从而在后期运行中再通过科学预防就能提高其整体的管道质量。