城市供水管网漏水原因及控制措施

2023-01-07祖威

建材与装饰 2022年14期

祖威

（北京市自来水集团石景山区自来水有限公司，北京 100043）

0 引言

在现代都市的规划与基础设施建设过程中，供水管网已经成为城市供水系统的主要部分，其安全与否直接关系着民众生活、工业生产等各个方面正常运行。而供水管网如果出现了爆管、暗漏、明漏等意外情况，不但耗费了自然资源，甚至还会影响市民生活、工业等的公共利益，无法实现最大化获益。从长远看，降低城市供水管网信息漏损不仅可以节省城市水资源，同时也客观推动着城市的节约用水工作进度。因此该项工作对于提升城市的供水效益、保证供水安全与可靠性有很大的助力作用。

1 城市供水管网漏损检查的基本方式

按照城市供水管网漏损的基本检查方式进行划分，一般可分为：无须仪器设备的明漏检测法，以及需要仪器的暗漏检测法。明漏检测法属被动检验，通常都是在故障后才发生，所以处理不及时，经济损失很大；借助仪器设备的检漏法也叫做硬件法，主要包括声学指标法、温度检测方式、采样法和负压力波法等四种。其中，声学检漏法则经历了由电子耳、检漏棒、薄膜检漏仪到相关仪的发展历程。声学领域检漏技术是指利用检测流体参数与泄漏物时产生的噪音，来实现供水管网检漏与定位，该方法具有明显的优越性，被广泛使用。此外，在漏损检查方式中区域检漏法也是使用得较多且技术较为成熟的检查方式，尤其是对住宅小区比较适合，它大大提高了检漏工作的有效性，从而减少了盲目性。同时也是对漏损检查控制工作有效性的一个最直观的检验手段。

2 城市供水管网漏损产生的重要因素分析

2.1 测量误差引起的供水管网漏损情况

城市供水管网漏损中，测量误差引起的供水管网漏损主要体现在出厂测量和售水测量等不同测量层面。其中，出厂测量中，一般是测量仪表自身的测量准确度较低或测量装置配备不齐全/装置工作不平衡等。售水环节所产生的测量偏差，则一般包括在经过一段时间的操作运行后水表测量准确度下降，而引起测量偏差的产生，又或者因为没有针对使用者的实际用水状况搭配对应水表仪器设备，而使得接近水表最小流速的用水状况也无从得到测量，对水量计抄表读数估算也会导致一定的测量偏差产生[1]。

2.2 管网连接问题所造成的管网漏损

管网接口连接质量不合格，是造成城市供水管网漏损问题产生的主要因素之一，同时也是城市供水管网漏损管理的薄弱环节。在城市供水管网施工中，对早期的铸钢管道连接方式多设定为硬性连接，其接头型式又以铅麻接头/水泥和麻接头等居多，极易发生松动，进而引起渗漏等；后由于城市供水管网材料科技和施工技术水平的进一步发展，对管网连接形式逐步发展转变为石棉混凝土/膨胀水泥等型式，这一类连接材质的刚度和抓固力虽表现较好，但当管网发生不平衡沉降变形甚至是出现温差收缩等状况时，极易发生管网横向破坏等，由此导致城市供水管网的漏损状况出现。

2.3 管道质量差造成的管网漏损

国内外城市供水管网早期的大部分使用管道由灰口铸造钢管，小口径的多为镀锌管石棉管等管材组成。据统计，中国80%以上的一线城市排水管网均为灰口铸铁管，但随着管网的运行，人们也越来越发觉了灰口铸铁的漏失，成为一线城市排水管网漏损事故的主要组成部分。灰口铸钢管发生泄漏的因素大多是：灰口铸钢管自身材料和制造工序的问题导致的。分析了灰口铸钢管的渗漏因素，灰口铸铁管在供水管网工作中，的确具有一些缺点，从材料方面看：铸钢管比较脆性，缺乏强度，其延伸率几乎为零，属常见的脆性管材，而长期烧制的过程也使管材的硬度有所下降，不宜于强内压、高压力、高振动的工作环境；从连接方面看：灰口铸铁管填料连接的刚度较强，但在高环境温度下，连接刚度过大，当粘结强度变化较大后，很容易将管道拉断或连接部位松动，从而造成管道的渗漏。尤其我国灰口铸钢管材料的热动力学特性和管型始终停滞在中国20世纪30 时代的技术水平上，其抗拉强度和管环抵抗弯曲硬度通常都低于一般水平，且部分工厂在制造过程中大量使用了抗拉强度较低的生铁，从而导致了铸铁管产品质量降低。城市的供水管网大多安装于地下，在管网供水运行中不但会受长期运营后的自身衰老效应影响，同时也容易受到酸碱土壤腐蚀等各种因素影响，如果管网的管材品质和防腐蚀特性表现不良，也会造成管网信息的漏损现象发生，对城市供水管网供水工作的稳定性和可靠性产生影响。另外，由于在城市供水管网施工中，所选择或采用的管网管材种类也多种多样，主要包含了混凝土管、涂锌管、型钢以及PE 管、PVC 管等，而各种管道的制造厂商及其工艺技术也有着很大的不同，使得其质量上也有着一定的区别；另外，由于城市内供水管网建设的地质条件不同，对供水管网的水压差影响程度也有所不同，在其中，对于部分管网信息水压差很大的路段，极易发生爆管甚至是泄漏等问题，进而造成管网供水运行中的漏损发生。

2.4 设计与施工质量问题所引发的管网建设漏损

在城市供水管网设计与施工过程中，由于对城市供水管网设计与施工建设地区的地质条件和资源状况了解并不全面，易导致工程设计变更和施工返料等状况出现，进而对城市供水管网的设计和施工建设品质形成负面影响，并造成其在城市供水运营过程中出现漏损等。例如，在城市供水管网的背墩设计中，因为其承重设计并不符合城市实际需要，甚至是由于管网信息建设地区的地表沉降变化等，都会发生城市供水管网设计和施工的现象，进而出现了管道网中供水运行的漏损等情况。

2.5 管网受占压所引起的漏损情况

在城市供水管网供水运营期间，由于建设管网附近的任意放置物品，甚至是任意进行的临时施工设置设备等，都会导致放置物品以及临时施工设备对建设管网产生占压等，同时当其负荷效应超过极限标准时，也会引起建设管网敷设区域的沉降变形等情况，进而导致建设管网破裂或爆管等，从而危害城市供水管网供水运营的安全性[2]。

2.6 供水管网铺设安装工程质量不合格

由于地面倾斜和地基不良引起的漏损可能性也相当高。大孔径水管可能从供水管网承口部开始豁裂，小口径水管可能出现横向裂纹。还有覆土不按规定分级夯实。当未能达到最佳的密实程度时，会使供水管网的承载力显著增大。

3 城市供水管网工程的漏损控制策略

3.1 注重于对城市供水管网渗漏问题的研究与防治

对城市供水管网漏损问题的研究与防治，不能仅看水的损失程度，需要从经济、科技、社会、环保、安全等各个视角全面了解其影响程度。但从经营角度方面来看，漏损产品首先将会使销售水量下降，收入减少，同时需要另外扩大投入资金，用以提高水量、改善部分区域的水压和更新、修复损坏供水管网和配套设备，从而使制水生产成本上升，总体效益降低。从工程技术角度方面来看，当供水体系特别是供水管网和附件出现了渗漏点，当漏损量过大时，就会造成供排水电压偏低，供水量不足；而长期渗漏时则会造成金属管件的锈蚀。从社会、环保等角度方面来看，对稀缺的自然资源产生了浪费，并且爆管事件导致的大量居民断水、企业停工、交通运输中断，影响了供水企业形象和信誉。

3.2 全面提升城市供水管网维修人员素质

供水管网的管理质量除了建筑管理能力之外，另一项关键性因素便是管理人员的素质；它直接关乎着城市供水管网技术水平和如何减少管网漏耗的大问题。由于城市供水管网修筑档案数据是供水企业进行管网维修工作的重要基础，所以，供水企业在对管网进行维修的过程中除需要建设一批技术服务能力较好，工作责任感强的抢修队伍之外，还有必要对管网的修筑档案数据进行现代化管理，以利于长期保管、便于查询。同时对建设的供水管网统计资料也要进行整理存档，对基础资料不清晰的管网应适时组织相关人员进行仔细地普查，以充实管网统计资料。为了保证管网的安全工作，工程公司必须进行管网巡视工作，并配备了先进的检漏机械设备，同时强化了专业工程技术人员队伍建设，全面运用了管网施工养护和管理等方面的新技术、新工艺、新设备，并建立了管网信息故障调查机制等[3]。

3.3 加强工程设计管理工作和优质管道的选用

相关城市供水公司管网工程设计管理人员须亲临现场实地勘测，并严格按照室外供水管标准和有关规范进行工程设计，并选用符合相应国家规范的管材。根据城市建设发展规划制定管网改造计划，逐步优化城市供水管网。

3.4 增加了对市政供水管网经济的科学管理

城市供水管网经济的管理工作是一个常规性的重要任务，通过深入研究和探索管网经济中漏水管理工作的问题与对策，可大大减少城市自然资源的大量经济损失与自然资源的耗费，进而增加经济性与社会发展效果。在城市供水管网管理中，运用了现代化的管理手段，对市辖区内的大中城市供水管网实施了合理调整。利用计算机，对整个辖区的各个水厂和具有代表性的试压点进行监控，由调节中心通过显示器上的对各个地点的电压、流速及其他主要参数进行调节，从而使整个供水管网正常运行的工作电压保持在一定的范围内，从而防止了由于管网信号电压不稳，或者相应信号不正确，而形成的爆管导致暗漏、长流水现象，对于降低供水管网的漏耗具有重要意义。

3.5 选用合格的管道

管件的选择应确保供水安全和避免二次污染。对于刚铺设的供水排水管道应选用高品质管道，选用一些耐火、抗震、防腐蚀能力强以及内壁平滑、接缝合格、壁厚一致等品质过关的优质产品；连接材质和方式则要细心考究，选用一些耐腐蚀、安装简单，应力释放能力强的柔性材质连接。

3.6 提高建设产品质量

管网建设中必须要聘请具有建筑施工资质的建筑施工团队，不得聘请无证建筑施工或者超资质建筑施工，通过这种方式以提高管网的工程建设装备品质。在工程建设过程中科学合理组织，材质主管部门从严把好管材管件的入场关，在管网项目建设中尤其重视各种金属材料管网的防腐蚀品质；在基层管理、覆土要求、设备安放和借转等方面，要严密地按工程建设标准的要求处理；同时必须注意在搬运、吊举的过程中，避免损伤管网和内壁防腐涂料等。

3.7 加强供水管网信息技术档案管理

缺乏详实的管网信息资源需要及时做好存档管理等工作，这在一定程度上是造成检漏管理工作无法高效进行的主要因素之一。建设供水管网资料库，做好日常管理工作，全面了解管网的现状资源，分门别类存档，并注意采集动态信息，以提升供水管网管理水平。加强了对城市供水的管网工程技术资料管理，包括对管网设计图、竣工图纸、管径、管材、位置、铺设时间、孔隙水压力、阀栓、漏项检测记录等资料，以及城市管网建设改造的成果资料等进行了存档管理工作，从而合理的使用供水管网技术档案[4]。

3.8 及时地释放管应力

在管路施工中因地制宜地设定了合理的排气装置，管路每一段距离内均应设有舒卷节，当管路充水时应开启消防栓及排气阀，使闸门的启闭严密地按照使用规格要求实施。

3.9 加强管网巡检队伍的建立

由于城市道路拓宽、建设、开发、拆除等各种因素，导致城市供水管路破损的状况屡见不鲜。为此，政府应当组建巡检人员队伍，对管道实施检测，以保障管网安全。巡查人员应该利用管网资料，适时通报供施工方，以避免盲目进行施工，从而大大减少了管网的破损频次和危险隐患数量；对构成供水管网破损危险隐患和维修不便等的施工情况应当及早予以阻止，并提醒对方修复[5]。