城區老舊管網滲漏原因及解決措施

崔 丹，孟付明

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東 濟南 250101）

0 引言

隨著城鎮化建設的加快，各地城區用水量逐年增加，城區內使用年代久遠的供水管道大多為水泥管、PP-R管及普通鑄鐵管材，由于使用年限長，尤其是使用年限在15a以上的管網，管徑小，材質差，承受力弱，超期服役，管線老化，布局不合理，跑、冒、滴、漏現象十分嚴重，爆管現象時有發生。論文結合實際情況，分析城區老舊供水管網滲漏問題的原因及解決措施，對城區供水管網適應城市的快速發展起到積極作用[1-3]。

1 供水管網滲漏原因分析

1.1 接口原因

管道接口是易發生滲漏的部位，城區供水管道早期接口多采用剛性接口，以石棉水泥或膨脹水泥作為填料，這種接口剛性強，容易造成松動，易受溫度變化和外力影響引起水管收縮或管道不均勻沉降時彎距過大而徑向裂開。

1.2 管徑因素

據目前城區供水管網滲漏統計數據來看，DN400以下小口徑管道爆漏的發生頻率要遠高于DN500以上大口徑管道，占總體爆管次數絕大部分。究其原因，主要是從材料力學角度上看，給水管道以管身縱向開裂為最普遍的破壞形式，管道材質結構強度無法抵抗由管道內壓與外部動荷載聯合造成的環向拉應力。而大口徑給水管道具有更大的管壁厚度和結構強度，慣性矩也大，能承受更大的拉應力和壓應力以及彎矩和扭矩，具有更高的抗環向應力的能力。

1.3 管材原因

由于供水管網長期埋于地下自然老化，加之酸堿土壤腐蝕等原因，有些管材很容易造成管網滲漏，從而導致管網不能正常運行，尤其是鑄鐵管材，使用時間越久，腐蝕老化就越嚴重。此外，水泥管承壓能力低、脆性大、抗沖擊能力差，使用壽命短，一般都在20a以下，在負壓狀態下易于老化。PP-R管因管壁薄，抗拉、抗壓強度低造成斷裂。

1.4 管道附屬物易損原因

管道附屬物如閥門、排水閥、消火栓、通氣閥等因銹蝕磨損而關閉不嚴，造成滲漏。銹蝕的主要原因是由于使用年限較長、受化學腐蝕和電化學腐蝕作用引起的。在實際工程中，閥門等附屬物需進行防腐保護，如噴涂熔融環氧樹脂防腐（其中環氧樹脂必須為無毒、環保的食品級材料），從而有效避免腐蝕滲漏。

1.5 近距離管道沉降原因

城區的一些管道，如光纜、電纜、污水管道等，與供水管道埋設的距離太近，這些管道的沉降會造成對供水管道的損壞。

1.6 設計、施工方面原因

管道的埋深，在實踐中我們發現，70%以上的漏點發生在埋深70cm之內的管道上；外荷載，調研發現有相當多的漏點發生在外荷載過大的道路交叉口；施工時管道基礎處理不當，導致在接口、腐蝕點等薄弱處產生破裂而漏水；規劃設計時，給水管與排水管、暗溝并行且間距過小，造成滲漏不宜被發現；管道內外壁防腐措施不當，管道無墊層或墊層厚度不夠，造成不均勻沉降導致管道破裂形成滲漏；管道施工質量原因等。

1.7 管理維護方面的原因

城區內有一些因老化、道路改造、居住區拆遷、戶表改造以及管道更新等原因不再使用的管道和設施沒有及時拆除，截斷供水；許多閥門井被埋，長期無人管理維護造成多數閥門有不同程度的滲漏；消火栓缺少維護而銹蝕漏水等。

2 供水管網降漏改造工程措施

2.1 管道改造

2.1.1 管道滲漏檢測、評定及改造方法

城區供水管道滲漏檢測以主動檢漏法為主，被動檢漏法為輔。主動檢漏法主要包括音聽法、相關分析法、區域檢漏法、區域裝表法，其中城市道路下的管道檢漏宜以音聽法為主，并輔以其它檢漏方法。音聽法是用電子音聽器或聽棒通過監聽漏水聲而發現漏水點的方法，實踐證明，音聽法能取得較好的檢漏效果，而且與幾種典型檢漏方法對比，音聽法效益投入比最高。

城市供水管道的滲漏程度以漏損率為指標進行評定，目前國內漏損率基本評定標準為12%，而管網的漏損率與單位供水量管長、管網平均壓力有關，故不同地區，管網的漏損率評定標準還需根據當地實際情況進行修正。

管道降漏改造的主要工程措施包括管道修復及管道更換。兩種方法相比，管道更換需采用開挖的方法，勢必會對現狀道路造成破壞且影響道路交通，而且施工周期長、投資大，而管道修復無需大開挖，且施工周期短、投資較小、造成的社會影響小。

因此，當供水管網的漏損率較小時，建議只對局部管段、接口等易漏點進行修復即可；當供水管網的漏損率超過基本評定標準時，建議更換管道。

2.1.2 管道修復

目前國內常用的管道修復采用非開挖修復技術，總體上分為整體修復和局部修復兩大類。

整體修復通常指對兩座閥門井之間的管道進行整體加固、修復的做法，主要有涂層內襯法、翻轉內襯法（CIPP）、螺旋管內襯、PE灌漿內襯、短管內襯、折疊拉管、擠壓拉管幾種方法，采用整體修復可以達到防腐、防滲，增加結構強度甚至整舊如新的目的。目前世界上使用最多的方法是翻轉內襯法(CIPP)，該工藝為現場固化內襯，將浸滿熱固性樹脂的氈制軟管用注水翻轉或牽引等方法將其送人舊管內后再加熱固化，在管內形成新的內襯管。CIPP法適用范圍廣，斷面損失小，修復質量好，可用于給排水管、燃氣管等。

局部修復通常指只對管道接口等損壞點進行防滲堵漏修理的一種做法，可分為嵌補法、注漿法、套環法及局部內襯和局部涂層法四類。如果兩座閥門井之間的管道只有少量接口損壞并且管材結構完好，對這類管道采用局部修復顯然有其合理性。局部修復的特點是針對性強，哪里壞修哪里，這樣可以降低修理費用。其中套環法是各種點狀修理方法中施工最方便，修理質量最可靠的方法，它是一種采用在接口部位安裝止水套環來阻止滲漏的做法。

2.1.3 管道更換

隨著城區內用水量逐年增加、供水水壓不斷更新，城區部分原有供水管道的實際運行狀態超越了自身的合理參數，該部分管道由于爆管率較高、滲漏嚴重，需廢除并結合城區規劃重新建設。

新建管道的管徑應與區域供水環網所要求的水量及水壓相匹配，管材建議選擇球墨鑄鐵管，因為其具有承壓能力高、防腐性能好、密封性好、使用壽命長等優點，目前在供水管道中應用最為廣泛。新建管道的接口應采用柔性接口，且施工過程中管道基礎應滿足不小于100kPa的承載力要求。

2.2 附屬設施更換

城區內有些供水管道使用年限不到15a，管道運行良好，管道滲漏主要是由于檢修閥門、水泵等附屬設施發生滲漏造成的，建議上述管道只對發生滲漏的附屬設施進行更換，并且在檢修閥門兩端增設伸縮器，降低漏水率，節省投資。

此外，排氣閥、消火栓、泄水閥等管網附屬設施直接安裝在供水管網的主干管道上，為避免其經常開啟而造成磨損漏水，建議在閥前增設密封閘閥或蝶閥，并設立專人定期檢查維護。

3 供水管網降漏管理措施

供水管網降漏改造除加大相應的資金、政策投入外，采用科學的辦法，應用計算機實時模擬軟件技術和GIS理論，構建城市供水管網的智能化管理平臺，對供水管網進行統一的信息采集并實現遠程調控，是目前行業發展的前沿。

3.1 建立供水管網智能化管理平臺的內容

建立供水管網的智能化管理平臺，涉及的內容較多。如構建能夠全面反映城區供水管網（包括供水管線和萬余閘門、消防栓等附屬供水設施等）準確位置的GIS系統，應用于管網基礎數據管理、地理信息管理和用戶管理，可以方便查閱供水管線和附屬設施的所有屬性；如構建供水管網水力動態模擬系統，將現實中供水系統各組件(主要包括水廠、管網、泵站、用戶用水點等)輸入數學模型中，通過水力分析和計算，模擬各節點、管段水力狀態及運行工況，應用于管網規劃、預案模擬、優化調度等日常工作。

3.2 建立供水管網智能化管理平臺的作用

建立供水管網的智能化管理平臺，可以大大降低管道滲漏率，提高管道降漏改造的工作效率。如在爆管搶修決策方面，目前基本上都是由經驗豐富的工作人員現場進行爆管分析，定位速度慢，準確性低，有時還需調閱檔案，擴大停水區域，在不利的情況下甚至要用平時幾倍、幾十倍的時間才能正確鎖定爆管位置。而利用智化信息管理系統，只要指定爆管地點就能快速、準確地鎖定相關閥門，顯示受影響的用戶，這樣大大加快了工作人員對爆管事故的反應速度，縮短了修復時間，減少了對用戶的影響，降低了水量損失，取得顯著的經濟和社會效益。

4 結語

通過上述分析，城區老舊供水管網的滲漏是由多方面原因造成的，為保證供水管道滿足城市發展要求，我們必須針對不同的原因，采用相應的改造措施，以達到技術可行經濟合理的目的。

此外，智能化管理平臺的建立，對供水管網進行統一的信息采集及遠程調控，能夠有效降低管網漏損率，應該做為城區供水管網降漏措施的一個新的發展方向。

參考文獻：

[1]王強,劉遂慶,周建萍,等.供水管網調度系統信息化建設研究[J].工業用水與廢水,2005,36(5):1-3,44.

[2]于小玲,楊旭東.供水管網智能管理信息系統研究[J].科技信息,2009(13):50,92.

[3]李淑梅.給水系統優化調度與管網滲漏控制基礎探討[J].科技傳播,2011(2下):91,93.