論長距離輸水管道漏水原因及控制策略

于坤榮

摘要：作為引水工程中最為突出的問題之一，長距離輸水管道滲漏會影響工程的正常運行，而出現滲漏的原因有很多，如土壤凍融、壓力、基礎沉降、膠圈、水錘等。針對這種情況，必須要從實際情況出發，科學控制運行的水壓，加大巡線工程管理的力度，強化工程運行管理，做好施工管理和設計工作，有效解決城市的飲水問題，提高輸水質量和水資源利用率。

關鍵詞：長距離；輸水管道；漏水原因；控制策略

一、長距離輸水管道漏水原因分析

（一）鋼管滲漏

在正常施工的前提下，鋼管基本不會出現滲漏的現象，而在引青管長達12年的運行過程中，只出現過一次鋼管滲漏，究其原因，大量建筑材料堆積在管道上面，管道受荷過大而引起變形，卸載后鋼管出現回彈情況，撕裂焊接處。

（二）預應力鋼筋混凝土管滲漏

通常情況下，我國的長距離大管徑引水工程在水壓要求不高且地質條件允許的前提下，基本都選用預應力鋼筋混凝土管，但其也會出現一些滲漏問題，具體表現為：

①土壤凍融。南方管道很少出現土壤凍融的情況，而北方管道則易出現該問題，如管道在凍融交替季節比較容易出現漏水的現象，特別是在寒冷的冬季。一般而言，管道埋得越深，土壤凍融對其影響越小，但鋼筋混凝土管道在設計中考慮管道變形，一般管道最高覆土要低于4m。而實際施工中，[1]由于諸多因素的影響，例如引青濟秦管道部分管道都處于凍土層內，冬季結凍時周邊的凍土對管道產生環向壓力，擠壓管道，這時不會引發漏水；而春季土壤解凍時，基礎下陷會引起不均勻沉降，對承插口造成影響而出現漏水。

②壓力。管道出現漏水的原因之一就是壓力的變化，而長距離輸水管道的運行水量是以城市用水量為依據予以確定。根據管道閥門的調節來控制水量，通過調節閥門開度減少水頭損失或減少（增加）運行管道的數量來控制。由于漏水現場多發生于閥門啟閉后，而閥門的啟閉會改變管道內的壓力，使管道內的水體出現振蕩，一旦壓力出現較大變化，則會破壞管道上受力最為薄弱的承插口，引起漏水。

③基礎沉降。因基礎沉降而造成的破壞多是在大雨過后，對于預應力鋼筋混凝土管而言，其接口用膠圈進行密封，在地基方面的要求不高，根據設計要求可直接埋于基槽內，若巖基采用0.1～0.2m的砂墊層，則能與敷設要求相符。[2]引青濟秦管道的某一節管道，其兩端基礎會連降大雨，增加了沉降量，加上管段的中間屬于基巖，會折斷管道而淹沒農田，造成不可估量的損失。

④膠圈。鋼筋混凝土管道施工過程中，膠圈的安裝是選擇滾動就位的方式，其直徑以不同的管道直徑為依據予以選擇，而施工中要求適當壓縮膠圈。由于水自重和管道自重的影響，下部膠圈的壓縮量會在輸水運行中不斷增加，頂部膠圈的壓縮量則有所變小，致使頂部密封不嚴，一旦管道受水壓變化的影響，頂部往往會出現漏水現象。可以說，漏水多發生于承插口最為薄弱的部位，吸進或擠出管道上部膠圈后，致使管道因運行壓力變化而出現漏水現象。

⑤水錘。長距離輸水管道運輸過程中，需要攻克的一項技術問題就是水錘，如某水廠蓄水池蓄滿后且沒有通知，利用電子閥門操作來關閉管道閥門，不久即出現爆管現象，鋼筋斷開，管的腹部出現大面積斷裂。

二、長距離輸水管道漏水的控制策略

長距離輸水管道工程具有復雜的情況和較長的線路，管道滲漏不僅涉及管理、施工、設計等部門，也與氣候條件、地質狀況密切相關，要想避免管道滲漏情況的出現，必須要從多個角度出發，加強管理，盡可能減少人為滲漏事故的發生。

第一，科學控制運行的水壓。在滿足水產出口流量與進廠水位的前提下，管道的運行水壓要盡可能保持低壓運行，尤其是老舊工程，管道運行的時間較長，設備基本處于老化狀態，高壓運行極其危險。[3]如果出現水量變化的情況，必須要對閥門進行合理調整，避免壓力變化過大而造成滲漏問題；同時采用人工的方式慢慢操作閥門，嚴禁采用電子閥門。

第二，加大巡線工程管理的力度。以引青濟秦管道的運輸為例，市政府頒布了《引青濟秦輸水管線管理辦法》，旨在保護輸水管道。該方法要求嚴禁在管線兩側的5m之內建造或堆積各種建筑物，10m內不得開展大型機械作業；同時不得在管道兩側挖砂取土，或者是在管線上進行作業。在城市建設發展過程中，逐漸顯現出用地的各種矛盾及沖突，因交叉工程而造成的破壞問題也不斷增多，如大量建筑材料長期堆積于管線上，管道負重變形而造成鋼管滲漏。鑒于此，必須要嚴格按照相關的規定來保護管線，做好巡線工作，及時消除因交叉工程而引起的滲漏隱患。

第三，強化工程運行管理。對于長距離輸水工程而言，其屬于隱蔽工程，管道大都埋設在地下，設井保護地面上的排泥閘閥、排氣閘閥、閘閥、蝶閥等閥門。[4]同時在春秋兩季及時檢修閥門，特別是排氣閥門，使其處于正常穩定運行的狀態，冬季做好保溫工作，避免凍裂情況的發生。

第四，做好施工管理和設計工作。由于長距離輸水線路較長，線路敷設過程中會遇到不同的地質情況，因此在設計勘察選線時，應該盡可能避開地質斷裂帶、大面積流沙和淤泥、地震帶等地質情況不佳的地段。當然對管道的埋深進行控制時，需要將其埋至凍土層以下，施工過程中及時清除大塊的巖基，注意槽底的土質均勻與否，避免出現不均勻沉降。

三、結語

綜上所述，長距離輸水工程屬于一項復雜而系統的工程，具有隱蔽性、大流量、多目標等特點，一旦輸水管道出現漏水等問題，則會影響輸水工程的穩定運行，對人們日常的生產生活造成嚴重影響。所以在長距離輸水工程中，需要及時分析管道漏水的原因，做好突發事件的應急處理工作，高效實施事故搶修工作，從而減少事故造成的經濟損失，更好地維護社會穩定與公共安全。本文以引青輸水管道為例，分析長距離輸水管道漏水的原因，在此基礎上提出相應的控制策略，以保障輸水管道的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]王金陸.PCCP管長距離輸水管線漏水處理預案[J].東北水利水電，2014，32（05）：25-27.

[2]葉永，謝作為，羅威.農村長距離輸水管道設計[J].中國高新科技，2017，1（04）：22-24.

[3]李常虹，徐世斌，姚宇新.沈陽市輸配水管道漏水事故分析及對策研究[J].供水技術，2015，9（02）：32-36.

[4]陳雪峰.長距離倒虹吸重力輸水管線過流能力影響因素[J].山西建筑，2012，38（05）：134-135.

（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）