城市供水管道维修施工技术研究

2021-03-30马军

建材与装饰 2021年16期

关键词：供水管水管管材

马军

（大同市供水排水集团有限责任公司，山西大同 037006）

0 引言

城市中的生活用水全部是通过管道传输到用户家中，由此能够看出供水管道属于城市供水系统中的基础设施，而确保管道质量成为水资源顺利传输的重要措施，为此需要针对城市供水管道相关维修技术进行系统研究，提高城市居民用水安全性。

1 供水管道漏水原因分析

1.1 管道老化问题

当前供水管材质量显著提升，但建设初期主要采用灰铸铁等管材，此类管材的抗震性较强，但因重量较大，接口处常常出现漏水情况，导致水管断裂频率增加，对日常生产生活用水带来诸多不便。同时，旧管网系统应用时间较长，部分管道使用年限超过设定寿命，管道老化现象越发频繁。此外，漏损率逐渐提升，部分城镇供水企业回收率低于50%，不但造成供水成本浪费，还会影响本地居民用水质量，阻碍供水企业发展步伐。

1.2 接头质量问题

通过对国内管道工程中的漏水现象进行总结分析，发现接头质量影响占据较大比重，如果管道工程处于土层不均匀沉降环境下，从力学层面分析水管相当于承重梁，在实际应用中，水管的小口径部位容易产生环向断裂问题，而大口径水管区域容易出现断裂问题，针对该种问题，可以选择柔性接头实施处理。处于严冬条件下，整体水文状态较低时，水管出现收缩现象，如果接头填料拥有较强的刚性特征，同时黏结强度较大，便会导致某接头脱离一段距离或水管拉断，出现水管漏水现象。假如接头可以承受某种程度纵向位移，便能够有效避免该问题。

1.3 施工不良

施工不良也是形成水管漏水主要因素之一，其具体表现如下：①机械超挖，沟底不平、管基不好、导致水管出现不均匀沉降，损坏接头，折断管道；②没有进行严实敷土，影响管道的均匀受力，提高管道爆裂概率；③支墩后座土壤出现松动现象，导致支墩出现位移问题，如果管道存在较大位移，便会直接脱开或损坏接头；④接口质量较差，比如橡胶就位不密实、不正确，石棉水泥接头没有进行密实敲打[1]。

1.4 其他工程影响

在工程附近拔桩、打桩、挖掘深沟、挖掘灌渠、推土、降低地下水位等工程实践中，容易导致地下水管被损坏，具体表现如下：①周围都是深沟挖掘工作，随着沟底加深，和水管距离越加接近，水管上下土壤出现较大沉陷量；②地下水位降低，水位的不均匀沉降以及土壤条件差异，使管道施工中承受着不均匀沉降所形成的应力问题，损坏管道接头；③打桩与拔桩。打桩操作中，因为土壤振动和挤压会对管道附近土壤产生直接影响，最终产生变形。在管道附近实施深桩施工同样会使管道出现凸起问题，破坏管道完整性，拔桩操作还会导致反效果。

2 管道修复更新具体方法

为了提高管道完整性，延长管道使用寿命，提高生活及生产供水稳定性和可靠，在管道修复更新中可以选择如下处理方法：

2.1 合理选择管材

管材质量对管网运行情况具有直接影响，在受损管道修复时应合理选择管材，提高管网运行效率。大量修复经验表明，管材选择应重视两个方面：①注重材料自身性能，包括耐压性、耐高温、刚度与耐寒性等，通常上述指标越高，说明管材的综合性能越强，与供水系统一般标准更加贴合，确保管网建设质量；对于高龄管道来说，发生漏水的概率相对更高，加剧管道污染现象发生。在管网改造中可引入新型管材，如球墨铸铁管、新型塑料管材等，可用PE管替代旧管材，与传统材料相比，球墨铸铁管的强度更高，且壁厚适中，采用柔性橡胶接口可有效提高密封性与耐腐蚀性，且施工操作更加便捷迅速。在柔性管方面，以聚乙烯管材为代表，具有自重较轻、安装便捷、回收率高等优势，可与环保目标相符；②结合区域实际情况，有针对性地选择管材。我国城市区域地理条件不尽相同，在岩体、水文等方面存在差异，管网施工应结合城市区域特色，在选择管材时根据当地供水系统实际要求，使管材更加标准可靠，充分发挥管网的实际应用价值。

2.2 局部修补

在发现管道出现明漏问题后，如果明显存在朝上冒水的现象，除了需要调查路面状况之外，还需要仔细检查漏区管网整体分布状况。根据分片、分区实施常规听查。管道维修技术是保障管道完整性和促进稳定供水的主要措施。所实施的局部修补技术是针对基本完好供水管道对其中部分缺陷进行针对性处理，控制管道渗漏量。如果管道结构完整，仅有局部缺陷，包括接头损坏和裂隙问题等，可以选择局部修补的方式进行处理。局部修补技术通常单纯用于修复管道裂纹和结构性损坏等问题。当下，针对局部修补拥有较多的方法，具体涵盖机器人法、灌浆法、局部完成法、铰接管法、补丁法和密封法等[2]。此外，还应重视管道周围区域保护，全面调查周围地质、施工与建设情况，如若管路区域存在明显影响管路安全的因素，可在管路周围设置保护设置。在突发件发生时，保护装置可为管路提供有效保护，有效规避管路破裂问题。

2.3 注重接口测试

根据上文分析可知，供水管网泄漏多发于接口位置，与接口严密性息息相关。对此，在管道维修时应注重接口测试，有效避免接口问题产生。在实际测试中应注意以下问题：①接口形状测试，根据资料分析可知，一旦接口形状发生改变不但会导致接口密封性受到影响，还会产生拼接困难、接口脆弱等问题。对此，在实践中应综合测试接口形状，先要明确拼接管路接口标准形状，再确保接口始终稳定；②接口大小测试，如若接口未能严丝合缝，很容易在后续使用中出现松动、脱落等情况，对此应通过测试有效地处理接口缺陷，使供水管网应用更加稳定可靠。

2.4 优化管道抢修方案

管道维修中，可以参考管道型号划分抢修类型，比如可以分成中等规模管道报漏、小规模管道报漏抢修施工、大规模突发性管道强求等。城市供水管网属于大型管道，结构较为复杂，当发生爆管现象后应及时关闭总阀门，避免事态恶化。相关部门应制定应急方案进行优化，率先采集管道破裂信息，加大管道的应急调整力度，及时关闭阀门，最后顺利实施管道抢修工作。例如，某市发生严重的突发性爆管现象，自来水公司接到抢修通知后，技术人员先对受损管道口径与爆裂程度进行分析，并结合四周环境进行事故等级评估，制定应急抢修方案，使事态得到有效控制，在最短时间内修复破裂管道，迅速恢复供水，将经济损失降到最低。此外，当前高层建筑逐渐增加，单纯依靠一次供水，普遍无法满足生产要求，为此在企业中开始广泛应用二次加压方法进行供水。针对该种状况需要重视调蓄池工程建设，通常市政管网会在调蓄池内储存一定水量，并利用变频调速水泵组为用户进行供水。在该种供水模式下，不可避免会出现水污染问题，增加管网受损概率。针对上述问题，可以应用负压管增压给水系统，确保拥有充足水资源的条件下，形成稳定供水压力，突显负压管网增压给水系统实效性和适用性。聚集水的过程中，管网直接叠压供水能够发挥有效价值功能，降低峰值流量对于管网影响，合理控制水质二次污染问题，符合能源节约要求，提升设备运行质量。

2.5 管道更新

对管道进行更新，需要技术人员将原有管道作为导向，在全面破碎原有管道的基础上，顶入或是拉入全新管道。除特殊情况外，更新后管道直径均大于原有管道，若以破碎原有管道为主，则管道更新方式可被分为破管顶进以及破管外挤两种方法。

2.6 其他修复方法

相关管道修复方法还包括全断面修复，该方法强调通过添加内衬的方式，使管道性能达到预期标准。而全断面修复又分为缠绕、内衬以及喷涂法，维修人员可视情况进行选择并加以应用，

2.6.1缠绕法

该方法所依托工具为螺旋缠绕机，具体操作方法如下：①根据实际情况利用PE或PVC材料，对加筋条带进行优化制作；②借助缠绕机，均匀缠绕管道内壁，形成连续内衬层；③在原有管道和衬管的间隙注入水泥浆，确保二者能够成为一个整体。该方法主要被用来对长度较长的管道进行修复，但要面临过流断面可能带来较大损失的问题。

2.6.2内衬法

该方法需要技术人员在原管道内部插入直径与原管道相等或略小的建材管道，通过灌浆的方式，对新旧管道进行筑接，随着管中管结构形成，原管道所具有机械性能与新管道所具有防腐性能，将得到充分融合，管道性能自然能够得到改善。该方法的特点是速度快且工序简单，可用来修复弯管。但其不足同样十分明显，例如，需要对环形间隙进行灌浆处理，较易损伤管道段内，因此，主要用来修复断面呈圆形的管道进行修复。

2.6.3喷涂法

该方法的作用，除了对管道进行防腐处理，还包括为原有管道制作结构内衬。在实际施工时，由技术人员操作绞车进行匀速后退，与此同时，经由绞车所配备喷头，使环氧树脂、水泥浆均匀覆盖管道内壁。该方法的特点是无须运用支管，过流断面所造成损失较小，对管道形状、直径还有弯曲度有良好的适应性。但环氧树脂要等待一段时间才能达到完全固化的状态，若管道变形严重，该方法所能取得的效果有限，并且对技术人员所提出要求较其他方法更为严格。