■ 马琳理 刘代智 冯适 吴刚 四川中烟工业有限责任公司成都卷烟厂安全管理科
消防管网的建设与维护是一项复杂的工程,任何一个环节出现问题,皆会影响消防管网的运行质量,导致渗漏问题的发生。如果不能够及时发现和解决渗漏问题,不但浪费大量的水资源,还会影响到消防灭火工作的顺利开展,造成十分严重的后果。因此,要充分认识到消防管网渗漏问题的严重性,全面优化消防管网的设计、施工以及维护各个环节,促使消防管网的建设质量与运行质量得到保证,降低渗漏问题的发生概率。
通常情况下,可从设计、施工与维护三个方面归类总结消防管网渗漏问题的形成原因。
消防管网的类型众多,设计人员要结合消防管网所处位置确定管网材质、供水压力以及建设方案等。但在具体设计中,还存在着较多的问题:
(1)一些设计人员在确定室外过路管道的埋深与回填时,没有将道路上方车辆荷载纳入考虑范围,出现埋深不足等问题,没有加固处理管道。由于在道路下面敷设消防管道,管道需对自重、水重以及静荷载、动荷载等进行承受[1]。在长期运行过程中,必然会有一定量的沉降产生。同时,当出现雨雪天气后,地面将会出现自然沉降情况,增大管道荷载。在这种情况下,管道可能出现破裂、渗漏问题。此外,近些年来,我国交通运输事业发展十分迅速,道路上通行的车辆数量、吨位呈现出明显增长的态势,大幅度提升了管道的动载荷。如果没有科学确定管道埋深,或道路质量不佳,将会导致管道的动荷载明显增加,在不均匀沉降作用下出现渗漏问题。
(2)部分设计人员在长直段管道及建筑物进出管道设计过程中,没有将相应的补偿、缓冲等措施运用过来。在管网设计过程中,水锤吸纳措施遭到忽视,这样水锤冲击将会在极大程度上损害到管网设备与部件,随之产生渗漏问题[2]。
(3)在城市化快速发展中,持续扩大管网规模,增强管网的复杂性,这样虽然能够满足消防用水需求,但却会不断提高管网的总体水压,随之对管道强度提出了更高的要求,进而增大管道渗漏问题的出现概率。
消防管网的施工过程较为复杂,存在着较多的注意要点。一些施工建设人员没有严格遵循相应的规范要求,导致消防管网的施工质量得不到保证,随之出现管道渗漏问题。
(1)一些人员没有严格控制管道的材质与性能,选用的材质不符合施工要求。例如,钢管壁厚较小,没有做好防腐处理工作,在长期运行中出现锈蚀渗漏问题。部分人员忽视了管件质量管控工作,选用的铸钢件、玛钢件等存在着砂眼、气泡超标情况,也会导致锈蚀、渗漏问题的发生。
(2)金属管道受土壤环境的影响较大,如果土壤具有较强的腐蚀性,将会导致金属管道出现渗漏问题。近些年来,我国工业发展较为迅速,且部分地区没有严格落实环保措施,大幅度增强了局部土壤的腐蚀性,严重腐蚀到土壤内敷设的金属管道,不但容易出现穿孔漏水情况,还可能发生爆裂现象,导致金属消防管道的使用寿命显著缩短。
(3)管道焊接是消防管网施工的重要环节,目前,部分人员没有严格控制管道焊接质量,在焊接施工中出现夹渣、砂眼等问题。
(4)在消防管网沟槽连接环节,没有严格依据规范开展沟槽加工,接口出现断裂、裂纹等问题。接口设置的深度不足,这样将容易滑出卡箍,造成管网漏水。结合实践经验得知,管道漏水的一个重要因素是接口漏水。由于消防管线中存在着较多的接口,且接口处属于应力集中点,如果没有严格控制接口施工质量,在管道伸缩、沉降的作用下,将会向接口处传送应力,导致接口出现松动、破裂等问题。在管道接口施工中,如果接口管件的选用不够合理,也会出现渗漏问题。就现阶段来讲,主要将灌铅、普通石棉水泥口、膨胀水泥灰口等作为铸铁管承插接口方式。石棉水泥、纯水泥接口具有较大的抗压强度与捣固能力,受降温、下沉等因素的影响,管道出现收缩、拉伸等情况,由于管材具有较低强度,接头具有较强刚性,导致管段容易被拉断[3]。同时,如果有夹渣、气孔缺陷存在于钢管的焊接处,或没有均匀控制焊缝宽厚,也会造成渗漏。若将橡胶接口方式应用于球墨铸铁管管道中,其具有较强抗振动性与韧性,但如果没有规范安装管口,将难以发挥橡胶接口的优势。此外,受管内水压变动、管外动静负载变化、管基不均匀沉降等一系列因素的影响,容易有松动情况出现于薄弱接口处,也会产生爆管渗漏等问题。
(5)一些人员没有利用柔性套管保护进出建筑物的管道,缓冲处理措施不够科学。一旦建筑物出现沉降情况,将会导致裂缝问题出现于管道接口部位。针对穿越建筑物沉降缝的管道施工,没有对柔性短管合理安设,在建筑物不均匀沉降作用下,将会有裂缝、断裂等情况出现于穿越管道的连接处。
(6)在回填室外管道管沟时,部分人员没有严格把控土质,没有夯实管基。当出现下雨天气,或路面载荷过大,将会出现严重的沉降情况,导致裂缝产生于管道接口部位。在机械挖泥施工中,施工人员没有及时开展修平处理工作,沟底的平整度不足,管道出现沉陷情况,导致管道及接头受到损害。同时,部分施工人员没有彻底清理沟底的石块、淤泥以及腐殖土等,在不均匀沉降、硬物破坏等因素的影响下,增大漏水问题的发生概率。此外,没有均匀控制管道两边密度,或未分层夯实覆土,将会大幅度增加管道受力,容易出现管道爆裂问题。
(7)在室外承插管道施工中,没有依据规范要求将挡墩设置于弯头处或三通处,受水力冲击的作用,将会因弯头松动而造成渗漏。在长直段管道施工中,没有对补偿器合理安设。当外界环境温度出现较大变化时,管道将会出现伸缩变形情况,大幅度增加内应力,导致管道受到损害。同时,管道频繁多次收缩后,橡胶密封垫的弹性将会减弱,影响到法兰密封的严密性。此外,在对消防水泵、消防水池的独立基础进行设置时,采用刚性方式连接吸水管与水池,在沉降作用下导致渗漏出现于吸水管与水泵连接处或吸水管周边部位。
在消防管网日常运行过程中,需做好管理维护工作,提前发现与消除潜在的渗漏风险。现阶段,由于消防管网的维护管理机制不够科学,导致渗漏问题得不到有效解决。
(1)管网维护人员没有密切关注管网附近建筑工程的施工过程,开挖的基槽与管道距离较小,随意碾压管道,导致管道出现侧向位移等情况,随之发生漏水事故。部分工程施工人员没有及时汇报、处理管道损坏问题,导致漏水问题长期存在[4]。
(2)部分管网维护人员没有充分认识到重载碾压对消防管道的不利影响,没有设置限制通行标识,导致室外埋地管道的上部经常通行超重车辆。
(3)在消防管网日常维护管理中,工作人员既要认真维护管道本身,又要依据规范规定维护其他的一些附属设施,包括室外阀门、水泵接合器等。目前,部分维护人员没有严格落实规章制度,没有定期维护各类附属设施,导致法兰、密封垫、连接螺栓等出现严重的损坏、锈蚀等问题。由于这些渗漏部位处于闸井内,较为隐蔽,维护人员难以在短时间内发现。当从井盖外溢水后,方才会发现和修复[5]。在持续渗漏过程中,将会浪费到大量的水资源。此外,没有保温处理室外的架空管,热胀冷缩加大了管道内应力,导致疲劳破坏问题出现于管件、法兰面以及沟槽的连接部位。
结合上述分析得知,消防管网渗漏问题由设计、施工以及维护等诸多因素综合导致。因此,要探索构建消防管网设施全过程管理机制,全面管控设计、施工、维护等各个环节。在设计阶段,设计人员要统筹考虑管材选用、管网压力、阀门阀井设置等一系列因素。在施工阶段,要认真检验试验进场的材料设备,严格检查验收隐蔽工程,在各个施工环节认真执行工艺要求与技术标准,切实保证消防管网的施工质量。在维护阶段,要日常巡查管线运行情况,定期维护保养管道及阀门。
如果消防管网设计方案不够合理,将很容易出现渗漏问题。因此,要科学优化设计过程,提高消防管网设计水平。
(1)合理选择消防管道材料。现行规范已明确规定了消防管网系统的管材选用标准,因此,设计人员要认真依据规范要求选择消防管道材料。在具体实践中,需将管材使用地点、敷设方式等因素综合纳入考虑范围。在评价某一种管材的适用性时,既要关注管材的特点性能,又要对敷设区域的工况条件、地理环境、经济发展等深入分析[6]。一般来讲,可将柔性球墨铸铁管、钢丝骨架PE 复合管道作为室外消防管网埋地管道,将内外壁热镀锌钢管作为室内消火栓管道,将内外壁热镀锌管、不锈钢管等应用于自动喷水灭火系统中。
(2)合理设置补偿。针对长直段管道的收缩问题,可对L、Z 形自然补偿方式进行应用,或直接采用人工补偿方式,对波纹补偿器进行安装。针对室外埋地管道,可将补偿器加设于阀门侧,这样既可以应对管道胀缩变化的影响,又可以便捷地拆除与更换阀门。同时,将可挠性橡胶接头设置于水泵与管道连接处,应对设备振动的不利影响。
(3)增设水锤吸纳器。水锤会在很大程度上破坏给水管道与管网设施,因此,如果消防水泵的供水高度在24m 以上,需将水锤吸纳器设置于消防泵出口止回阀后,应对水锤的冲击,减小系统运行的噪声[7]。
(1)防腐处理埋地钢管。受土壤环境等因素的影响,埋地钢管容易出现锈蚀问题。面对这种情况,需积极运用防腐处理技术。在具体实践中,可在埋地钢管上缠绕PE 胶粘带,或将玻纤布等运用过来。需注意的是,要妥善处理管道基底,缠紧纤维布或胶粘带,依据规范要求严格控制搭接宽度。
(2)规范安装管道。仔细平整管底土层,管道要整体接触基础。若采用机械挖土方式,预留土层保持在30cm 左右,辅助采用人工修整方式。禁止有石块等硬物存在于管底,否则将会出现管道爆裂等问题。依据规范要求处理管道交叉,控制两管距离在30cm 以上。若道路负荷较小,可依据0.7m 标准控制管顶覆土厚度。若道路行车荷载较大,需依据1m 标准控制管顶覆土厚度。过筛处理覆土,剔除掉夹杂其中的硬物,避免破坏管道防腐层。严格遵循技术规程要求开展管道连接作业,严格控制槽口加工深度与宽度。一般利用刚性接头连接室内直管管段,将挠性接头设置于刚性接头间。利用刚性接头连接直管与管件,采用挠性接头连接地埋管道与弯管、折线形管道的角变位管段。
为有效防范消防管网渗漏问题,需加强日常运行维护管理,构建完善的维护机制。
(1)如果消防管网附近存在工程施工活动,维护人员要密切关注施工情况,及时与工程施工单位沟通,避免在基槽开挖等施工活动中损坏管道。如果不慎出现管道损毁问题,需第一时间进行解决和处理[8]。
(2)针对超重车辆通行可能造成的管网渗漏问题,一方面要妥善处理薄弱部位,另一方面要联合相关部门禁止超重车辆通行。
(3)结合室外阀门、水泵接合器等附属设施常见的问题,维护人员要认真执行维护技术规程,定期开展附属设施维护工作,及时发现、更换出现严重锈蚀、毁损等问题的法兰、密封垫等。
综上所述,渗漏问题在消防管网运行管理中经常出现,影响到消防系统的正常运行。面对这种情况,相关单位及人员要高度重视渗漏问题,认真分析与总结消防管网渗漏问题的影响因素,从设计、施工以及维护等多个角度着手,健全消防管网运行管理机制。