探究市政管網(wǎng)滲漏的檢測(cè)與控制

張海峰

（中國(guó)一冶集團(tuán)有限公司，武漢430081）

1 引言

市政管網(wǎng)的漏損可分為物理漏損（明漏、暗漏、背景漏損等，背景漏損是物理漏損的主要組成部分）和表觀漏損，其中，物理漏損通常占到管網(wǎng)漏損的70%以上。明漏的流量一般都很大，多為爆管事件，漏失持續(xù)的時(shí)間較短，漏失量較小。暗漏又稱為可以通過主動(dòng)的檢漏措施檢測(cè)到的漏點(diǎn)，漏失水量處于中等水平，受系統(tǒng)的壓力、運(yùn)行情況、土壤情況及管道的狀況等因素的影響，持續(xù)的時(shí)間主要取決于檢漏措施實(shí)施的強(qiáng)度和頻率。背景漏損為一般檢漏設(shè)備難以檢測(cè)到的漏失，主要為單個(gè)漏點(diǎn)漏水量低于400～500L/h 的漏點(diǎn)所發(fā)生的漏損【1】。背景漏損多發(fā)生在管道的接頭、密封性差的管件以及管道中微小腐蝕的漏孔，背景漏損由于難以被檢測(cè)到且大量的存在，所以其總量較大。

2 引發(fā)市政管網(wǎng)滲漏的原因

2.1 管網(wǎng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)中存在的問題

在市政管網(wǎng)施工中缺少系統(tǒng)性的工程規(guī)劃方案，使市政管網(wǎng)施工出現(xiàn)工序復(fù)雜以及安全性較低，嚴(yán)重影響各項(xiàng)工序的穩(wěn)步進(jìn)行。而且，在市政管網(wǎng)工程施工中，由于城市交通壓力不斷增加，在管網(wǎng)施工中會(huì)遇到拓寬道路等問題，若施工人員未仔細(xì)核查現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)出現(xiàn)操作失誤而引發(fā)管線泄漏問題，無法提高市政道路管網(wǎng)的使用效率，為城市化的發(fā)展帶來限制【2】。

2.2 市政管材使用中存在的問題

城市供水量及排水量增加的情況下，原有的管網(wǎng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中內(nèi)部出現(xiàn)了較多沉積物。在市政管網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)及施工中，出現(xiàn)管道泄漏的問題多數(shù)為鑄鐵管，這種管材在連續(xù)澆筑中存在著致密性差以及管道壁厚較薄的問題，若缺少長(zhǎng)期的維護(hù)，會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的管道滲漏，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)水資源泄露，影響市政給排水工程的使用效果。

3 市政管網(wǎng)的滲漏檢測(cè)及控制

檢漏修漏、管網(wǎng)更新改造和壓力管理是管網(wǎng)物理漏失的3種主要控制措施，其中，壓力管理幾乎是背景漏損唯一經(jīng)濟(jì)有效的控制方法。根據(jù)國(guó)內(nèi)部分城市的實(shí)踐，檢漏修漏對(duì)降低物理漏失的貢獻(xiàn)率為5%，管網(wǎng)更新為50%，壓力控制為45%。在成本方面，管網(wǎng)更新占了總投資的81%。這些城市的經(jīng)驗(yàn)說明，進(jìn)行管網(wǎng)漏失控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化組合選取具體的控制措施。

在漏損控制的不同階段，應(yīng)采取不同的解決方案。在初期漏損率較高時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)開展檢漏工作；當(dāng)漏損降低到一定程度時(shí)，再對(duì)管網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，制定并實(shí)施管網(wǎng)更新計(jì)劃；最后，當(dāng)管網(wǎng)破損狀況得到改善后，應(yīng)實(shí)施優(yōu)化的動(dòng)態(tài)壓力管理，進(jìn)一步降低管網(wǎng)漏失。

4 城市供水管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制案例分析

4.1 某市長(zhǎng)距離引水工程的滲漏防治實(shí)踐案例

某市長(zhǎng)距離引水工程建設(shè)內(nèi)容為新建輸水總管約62km，直徑2200mm；輸水干管約162km，管徑從800～1600mm 不等；新建增壓泵站2 座。為盡最大可能地減少工程投入使用后可能發(fā)生的漏損，在施工過程中采取了一系列的防滲漏措施。

在工程施工過程中，采取的防滲漏措施包括：（1）在2 種管材連接的鋼制轉(zhuǎn)換件旁的鋼管端加設(shè)伸縮節(jié)，以應(yīng)對(duì)2 種管材的沉降差；（2）在2 種管材的連接處，PCCP 管基延伸至鋼管底部一定長(zhǎng)度，延伸長(zhǎng)度取管徑的2～3 倍，以防止管基產(chǎn)生不均勻沉陷；（3）雖然鋼管對(duì)于回填壓實(shí)度的要求要高于PCCP 管，但在管道接口兩側(cè)的一定距離內(nèi)按照鋼管的回填標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回填，防止接口處鋼管的豎向變形。

4.2 某鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制實(shí)踐

以國(guó)內(nèi)某鎮(zhèn)在2012—2017年間的供水管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制的實(shí)踐為例，分析管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制的方法。

4.2.1 供水管網(wǎng)現(xiàn)狀

該鎮(zhèn)面積108km2，下轄32個(gè)村（居）委會(huì)，總?cè)丝谟?0 萬人。供水管網(wǎng)系統(tǒng)主要由2 座水廠、300km 供水管線及1022個(gè)閥門組成。水廠供水能力為2.8×105m3/d，實(shí)際供水量約為2.2×105m3/d，管網(wǎng)起始漏損率為23.43%。

4.2.2 管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制的方法與措施

1）管網(wǎng)分區(qū)建設(shè)與管理

對(duì)該鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)實(shí)施3 層級(jí)分區(qū)，主要包括：一級(jí)管網(wǎng)分區(qū)建設(shè)劃分多水源分界線，并確定各水廠泵組的優(yōu)化調(diào)度方案；二級(jí)管網(wǎng)分區(qū)建設(shè)對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行壓力分區(qū)，進(jìn)行分區(qū)入口獨(dú)立計(jì)量，并對(duì)降壓潛力較大的區(qū)域?qū)嵤毫刂疲_(dá)到監(jiān)測(cè)并降低區(qū)域背景漏損的目的；在管網(wǎng)三級(jí)分區(qū)建設(shè)的過程中，完善三級(jí)監(jiān)控設(shè)施的建設(shè)，建設(shè)內(nèi)容如圖1 所示。

圖1 管網(wǎng)監(jiān)控實(shí)施情況

2）管網(wǎng)滲漏檢測(cè)與管網(wǎng)改造

通過管網(wǎng)的分區(qū)管理，逐級(jí)解析漏損，快速判斷漏損發(fā)生的空間范圍及發(fā)生漏損的程度，針對(duì)性地進(jìn)行檢漏修漏和管網(wǎng)更新改造工作。結(jié)合該鎮(zhèn)供水情況以及管網(wǎng)爆破、檢漏、維修等數(shù)據(jù)，對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行了水平衡分析以及狀態(tài)評(píng)估，分析發(fā)現(xiàn)，管網(wǎng)的物理漏損是供水系統(tǒng)漏損的主要原因，其中管網(wǎng)漏失水量至少98%是由暗漏和背景漏損造成，明漏占比較小。

3）水廠出廠壓力管理

供水泵房部分時(shí)段供水壓力過高，結(jié)合區(qū)域供水、管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力、用戶用水變化情況，將出廠壓力由4個(gè)時(shí)段調(diào)整為7個(gè)時(shí)段供水運(yùn)行，供水電耗下降4.9%。

4.3 效果效益分析

該鎮(zhèn)通過在2012—2017年間的供水管網(wǎng)漏失檢測(cè)與控制的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)漏損率由23.43%降低至12%以下，管網(wǎng)DMA 分區(qū)平均月爆管次數(shù)減少0.66 次，爆管率減少30%，管網(wǎng)維修費(fèi)用減少了30%，約100 萬元/a。

5 結(jié)語

在市政管道工程施工中，為了避免管道滲漏的可能，項(xiàng)目部門需要結(jié)合市政管網(wǎng)的特點(diǎn)，確定具體的施工方案以及管網(wǎng)滲漏檢測(cè)技術(shù)，通過多樣化檢測(cè)方案的構(gòu)建以及管道防滲漏方案，減少管道滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高管道的使用壽命。而且，在防滲漏問題的處理中，也需要明確各項(xiàng)防滲漏問題的檢查方法，通過施工前的準(zhǔn)備、管材的科學(xué)化選擇以及管道施工質(zhì)量的控制等，保證各項(xiàng)工作的穩(wěn)步落實(shí)，達(dá)到市政管網(wǎng)項(xiàng)目施工的可持續(xù)發(fā)展需求。