给水管网漏水问题分析及合理处理策略

2022-10-18范培震宋丽

中华建设 2022年10期

范培震宋丽

给水管网是市政基础设施中的重要组成部分，实际运行中存在漏水问题，不利于正常供水，且有不同程度的水资源浪费现象。鉴于此，本文首先分析给水排水管网漏水问题，探讨具体的原因，并在此基础上进一步提出针对管网漏水的处理策略，以期给市政给水管网建设工作提供参考，提高市政给水管网的建设水平。

一、工程概况

南方某市市政供水配套管网迄今已有七十年历史，供水管线总长约272km，配套DN75至DN1000的管道。随着城市建设进程的推进，供水管网规模日趋扩大，管网形态呈枝状逐年延伸；居民生活用水需求急剧增加，明显加剧既有管网运行压力，管网长期呈超负荷运行状态，更见有不同程度的漏水问题。由于管网有漏水现象的存在，水资源浪费严重，供水成本攀升。针对该状况，管网设计者应深入分析原因，探寻具体的应对策略，以期最大限度降低管网漏损率，增加管网利用效率。

二、管网漏水的主要原因

1.管网老化

供水管网铺设年代跨度大，各段管网的使用时间存在差异，其中有百余千米为五十年代老管线，由于当时建设理念、作业方法等方面的限制，普遍采用刚性接头，其对温度、地基下沉等方面的适应能力有限，容易在外部因素的干扰下爆管。

2.管材质量欠佳

供水管材类型丰富，有球墨铸铁管、镀锌管、PVC管等多种形式，且管道材质因出产不同而有所差异，因此管道质量特性也不尽相同。对于城区部分，各段的管网压力难以维持一致，部分区段的管网压力明显偏大，由此更加大爆管的发生概率。

3.设计不合理

对于中小城市来说，上世纪供水管道设计时可供参考的资料有限，设计人员难以对沿线地质、水文、既有管线情况等形成全面整体的认识，导致设计存在不合理，例如管道阻力明显偏大；背墩设计不合理，承受力不足；现场地基处置不足，有下沉迹象，其会影响管道接口的稳定性，导致该部分发生松脱；管道覆土深度不足，外部荷载对管道的作用力较强；未配套管道伸缩器，温度变化幅度大时，热胀冷缩会导致部分区域尤其是焊缝部位开裂。

4.闸阀、消防栓受损

闸阀丝杆的密封圈未得到有效的防护，长期遭浸泡，显现出明显的锈迹；日常使用中，频繁开关闸阀，摩擦程度剧烈，易损伤闸阀丝杆的完整性，可见闸阀处有漏水现象；此外，由于人为因素，地上式消防栓（安全结构如图1所示）受损，也将出现漏水现象。

图1 消防栓安装结构图

5.接口方面的问题

管道接口数量繁多，而管道接口处强度偏薄弱，可能有漏水现象。从力学角度来看，接口处的应力较为集中，接驳管段容易发生伸缩及不均匀沉降，此时将有明显的应力传递至接口处，致使接口的完整性受到影响，产生松动、破裂。此外，接口填充通常采用膨胀水泥或石棉水泥，此时形成的接口往往有较大的刚性，对温度较为敏感，在温度发生改变后，由于收缩拉力的作用而导致水管断裂；此外还有温度应力作用，其直接影响管道接口的稳定性，使该部分松动。施工中，油麻填塞不够均匀，受气温变化及温度应力作用，会影响接口稳定性，可致使其膨胀、收缩，由此也出现接口渗漏问题。

6.其它原因

（1）日常使用过程中，供水系统局部管道呈高压运行状态，迫使管网爆裂，且此现象在局部高点、转弯等部位体现得尤为明显。

（2）管材的质量存在差异，各段管道的使用状态有所区别，可能会因管材质量问题而导致局部漏水。

（3）供水管道施工期间，员工并未按照规范完成管道接口处理、回填等相关工作，导致管道易受到损伤。以回填为例，部分情况下管道的埋深不足，且随着城市建设进程的推进，道路建设规模扩大，迫使原本处于绿化带下的供水管道变更至车道下，车辆荷载对管道的作用力增强，易引起管道的下沉和侧向位移，此时管道受到冲击增多，有爆管的可能。

不仅如此，运行管理水平偏低也是漏损关键的原因，主要体现在3个方面：

巡查人员的态度不端正、业务水平偏低，难以从源头上发现问题，通常是在出现明显的管道漏水问题后再组织抢修工作，而此时管道漏水已经造成较大规模的不良影响。

工程技术资料不完善，施工单位向供水企业提交的资料缺乏全面性、准确性，不利于供水企业后续管理工作的顺利开展，明显加大管理难度，因此容易由于管理不到位而发生管道漏水现象。

随着行业的发展，给水供水管网领域的管理水平在逐步提高，相继衍生出大量的管理技术，但并未将其合理应用到位，例如压力监控系统（平台示意图如图2所示）、独立计量区域管理（DMA）等的应用价值未得到有效的发挥。

图2 SCA-DA平台示意图

三、给供水管网漏水的应对策略

1.控制供水管网漏水的措施

立足于现状，提出如下2项控制供水管网漏水的措施：

（1）合理选择管材。以行业规范及标准为准绳，选取性能可靠、耐久稳定的优质管材，切实提高供水管网的质量。现阶段，球墨铸铁管是较为主流的管材，其兼具高强度、抗腐蚀、抗老化等多重性能优势，使用寿命超50年，在提供持续性的供水服务的同时还可提高经济效益；配套的是柔性质胶圈接口，有利于应力的释放。如若有要求减少供水管网领域金属消耗量，可采用PPR、PE等管材，此类管材具有质地轻、耐压强度高、耐腐蚀性强等多重优势，可以满足供水工程在质量、节能环保、经济高效等方面的要求。

（2）妥善应用柔性接口。以往的刚性接口缺乏足够的稳定性，容易出现开裂、断裂现象，且在气温显著变化时体现得更为明显，此时接口的热胀冷缩现象明显。在采用柔性接口后，可有效规避刚性接口所存在的种种问题。接口的质量可靠性增加，漏水概率自然降低。

2.合理确定管网漏水控制目标

城市供水管网基本漏损率不应超过10%，虽然此目标的实现难度较大，但若注重方法，从优化设计、强化管理等方面着手，将能有效实现该目标。

3.供水管网的优化设计

设计是工程全流程中的基础环节，其能够给工程各项工作的开展提供重要的引导。合理的设计，能够从源头上规避问题。于城市管网工程而言，在设计阶段合理设定工作压力参数，能够有效优化用水状态，避免管道高压运行。此外，诸如管道的流速、流量等参数拟合合理，控制有效，可以避免因压力异常波动而导致的管网受损乃至漏水问题。合理设定供水压力，可显著降低漏水率。

在降低管网压力时，需要根据供水系统的实际特点而定，采取针对性的处理方法：

（1）供水系统的供水压力长期偏高时，应降低水泵扬程的方法，此时一方面可减轻供水系统的运行负担，另一方面则有利于减少电力资源的消耗。

（2）对于长距离或高差较大的供水系统，应设局部加压泵站，此外也可根据供水系统的实际规模实施分区供水的方案，以此来降低供水系统的压力。

（3）供水系统的供水量波动较为明显时，推荐采用变频调速水泵，借此装置灵活控制水压。

（4）针对敷设在低洼地区的管网，其水压力相对较高，可以采用自力式压力控制阀，用于维持出水压力的稳定性。

4.加强管道施工质量控制

供水管道普遍为隐蔽工程，相应地对施工质量要有更高的要求。实施过程中应由设计、施工、建设单位共同参与其中，以客观的态度对待，以科学的方法检测，准确判断工程质量，针对其中的缺陷及问题，予以有效的处理。具体可采取以下措施，有效保证管道施工质量：

（1）从源头上加强质量防控，即检查施工材料，任何不达标的材料均不允许被投入使用；依据工程规范标准，妥善完成搬运、存放等相关操作，避免材料受损；管道敷设前，详细检查管材，判断是否存在外观质量缺陷，若确实有不足之处，不可投入使用。

（2）组织管道试压，确保实测结果满足要求。

（3）以工程施工情况为准，绘制管道施工竣工图，同时注重对资料的归档、备案。

（4）密切关注各区域、各分段的隐蔽工程，依据规范做好验收和交接工作。

（5）供水管道使用时间较长，而城市现场地质、水文条件特殊，有管道腐蚀现象，应根据设计要求采取防腐措施，做好管道防护。

5.多途径提高供水管网管理水平

有效提高供水管网的管理水平，应从如下方面着手：

（1）持续完善日常运营管理，确保供水的水量、水压在合理的运行范围内。一方面，保证供水水量、水压的充足性，以免因水量或水压偏低而导致管网内形成强烈的负压；另一方面，不可过度增加水量、水压，否则会因爆管、停水而产生水锤现象。换言之，水量、水压均要适中。

（2）持续完善供水管网竣工档案，诸如管网走向、管材、节点位置等相关信息均要得到完整的记录。在循序渐进之下，建立完善的供水管网竣工档案，管网查漏、抢修等工作的开展提供重要的参考，并有利于后续运行管理工作的高效开展。

（3）注重抢修队伍的建设。遵循预防为主的基本原则，尽可能在源头上消除隐患，防患于未然；若出现突发事故，及时启用应急预案，由抢修队伍高效处理，将不良影响降至最低。此外，需要注重抢修队伍的人才培养，打造一支高素质的抢修队伍。

（4）有效提高检漏水平。检漏所涵盖的细节较多，具有系统性，因此需要由专员以全局化的理念开展检漏工作。管网漏水的隐蔽性较强，易因处理不及时而造成严重的不良影响，因此需要有效提高检漏水平，及时发现管网渗漏部位，采取针对性的处理措施。在提高检漏水平的实现路径中，需要注重检测设备的应用、人才队伍的建设、责任的划分等多个方面，在软硬件协同之下，切实提高管网检漏水平。

（5）积极构建适用于供水管网的独立计量区域（DMA）。以城市供水管网的实际规模为准，基于科学的方法将其划分为多个独立的计量区域，富有针对性地管理各计量区域，掌握其管网漏耗水平，协同开展日常检漏工作，以便及时锁定漏水的管网，根据掌握的实际情况采取修复措施，使管网尽快恢复正常使用状态。