興仁縣供水管網(wǎng)爆管因素分析

王錫麗

摘要:隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展,全國各地供水企業(yè)輸配水管道頻頻發(fā)生爆管。究其原因,有自然因素,也有人為因素。在一定程度上嚴重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活和社會活動,對供水管網(wǎng)日常安全運行、優(yōu)質(zhì)服務(wù)構(gòu)成潛在威脅。本文通過對縣城管網(wǎng)現(xiàn)狀及可能引發(fā)水管爆裂的實際因素的匯總梳理,制定了一系列可行、有效的措施,達到控制爆管事故的發(fā)生,確保管網(wǎng)安全運行的目的。

Abstract: With the fast development of the city construction, bursting of pipes happened in many water corporations in our country. The reasons contain two aspects:the natural factor and the human factor.The producing of industry, people's life and social activities are effected to a certain extent. It threats the safe operation of water network and the excellent service is also destroyed. The thesis sums up all the factors which may cause the bursting of pipes, and arranges a feasible and effective method to control the bursting of the accident in order to ensure that the network can operate safely.

關(guān)鍵詞:供水管網(wǎng)爆管;原因;分析;對策

Key words: bursting of pipes; reason; analysis; solution

中圖分類號:TU991 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0046-02

0引言

供水管網(wǎng)是城市供水系統(tǒng)的重要組成部份,是城市的大動脈,又是供水部門與用戶實現(xiàn)產(chǎn)銷的必經(jīng)之路,隨著社會的發(fā)展,企業(yè)和居民對供水量需求越來越大,城市供水企業(yè)的正常運轉(zhuǎn),顯得尤為重要,而管道是供水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如果管道發(fā)生爆管事故,將給城市的生產(chǎn)生活造成重大影響,同時也將降低供水企業(yè)的效益。因此正確分析爆管事故的原因和掌握解決對策,針對此問題提出了相關(guān)對策。

通過近十年管網(wǎng)運行中的爆管事故調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)我公司供水管網(wǎng)爆管的發(fā)生具有一定的規(guī)律:每年11月至次年3月氣溫比較低的時段爆管事故發(fā)生率較高;管徑在DN100-DN400及老化的灰口鑄鐵管和水泥管發(fā)生率較高,灰口鑄鐵管破管形狀為縱向曲線、橫向曲線狀,水泥管均為承口破裂,而管徑大的管段事故發(fā)生率效小,特別是離心球墨鑄鐵管安裝后運行近6年未出現(xiàn)過大小事故。

綜合分析事故原因主要有以下幾種:

1外部原因

1.1 地質(zhì)條件

我縣地處黔西南州中部,冬季細雨綿綿,氣候寒冷管材收縮,地表土層中含水較多,土的密實度、結(jié)團能力和抗剪能力較弱,引起埋設(shè)在土層中的管線側(cè)向位移而導(dǎo)致爆管事故。

防治措施:按照規(guī)范確定管道埋設(shè)深度。

1.2 地表荷載

埋設(shè)在地下的管道不可避免的承受一定的地表荷載,而我縣產(chǎn)煤量比較大,大型煤車所以較多。在地表強荷載的作用下,管道震動和位移使相近管線產(chǎn)生碰撞或硌壓而導(dǎo)致管道的事故時有發(fā)生,另外在動荷載的作用下土壤產(chǎn)生巨大的擾動,使土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,管道也隨之震動,震動產(chǎn)生的拉壓力導(dǎo)致管道發(fā)生幾何變形和滲漏,引起周邊土質(zhì)變軟,進而引起地面塌陷和接口滲漏。

防治措施:按照城市規(guī)劃正確分析管道布置。

2內(nèi)部原因

2.1 管道材質(zhì)

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)早期的供水管道一般采用灰口鑄鐵管作為主要管材,調(diào)查顯示,灰口鑄鐵管脆性大、強度低,在橫向受力和外力振動下,管道發(fā)生變形是爆管、折管事故的隱患,球墨鑄鐵管作為鑄鐵管的新產(chǎn)品,其顯微結(jié)構(gòu)為鋼基體加球狀石墨,其物理、化學(xué)和機械性能均較普通鑄鐵管有較大提高。由此可見,球黑鑄鐵是灰口鑄鐵管較為理想的替代品。

2.2 管道腐蝕

城市供水管道大多敷設(shè)在地下,其腐蝕主要包括管道外腐蝕和內(nèi)腐蝕。外腐蝕主要是土壤腐蝕。土壤腐蝕是一個很復(fù)雜的過程,主要由土壤微電池、宏觀電池、雜散電池和土壤微生物引起。金屬管道外表層通常采用石棉瀝青多層防蝕。外腐蝕的根本原因在于施工中沒有做好或損壞了管道的防腐層,防腐層的破損導(dǎo)致了管道的局部腐蝕。內(nèi)腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕,原因是管道內(nèi)涂層(水泥砂漿或環(huán)氧樹脂內(nèi)涂層)的脫落。

2.3 管道施工質(zhì)量

通過對大部分事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn),施工質(zhì)量是導(dǎo)致管道爆、折管事故的另一主要因素。管道施工時不夠規(guī)范,未能完全按照國標要求施工,防腐、接頭、支墩等處理不當,回填、夯實不到位,埋深不夠,發(fā)生凍裂、壓裂、承插接口石棉水泥配比不合理,工藝不精,新舊管道混合施工。

防治措施:(1)嚴格按照國標要求施工;(2)要徹底更換舊管道。

2.4 管道連接

鑄鐵管連接通常采用承插式接口方式,早期采用剛性接口,近年來柔性接口得到廣泛應(yīng)用。剛性接口的缺點是接口堅硬,不具備抗彎、抗拉、抗剪切能力,在外力作用下對管道扭轉(zhuǎn)、振動,位移的抵抗能力差。這是導(dǎo)致早期敷設(shè)的灰口鑄鐵管漏水,甚至爆管的主要原因之一。鑄鐵管的柔性接口可以承受接口兩邊管段有一定限度的伸縮、沉降、位移及震動。柔性接口的抗彎、抗剪切、抗拉脫和抗扭轉(zhuǎn)應(yīng)變能力明顯優(yōu)于剛性接口。

防止措施有:(1)安裝管道時,在承插接口處,插入深度留一點空隙,充分利用接口膠圈的彈性作用,這樣就可以在溫度升高時有伸展的余地;(2)應(yīng)當每隔一段距離安裝伸縮節(jié)。

2.5 水錘

水錘指的是在有壓管路中流動的液體,由于某種外界因素(如閥門突然關(guān)閉或水泵突然停車)使液體流速突然變化,因動量變化而引起壓強突然變化,升壓和降壓交替進行著,直至完全衰減),稱為水錘。當管道中水壓高,水流速度大,當水流方向相反,出現(xiàn)逆向水流碰撞時也會產(chǎn)生大型水錘,壓力釋放緩慢,碰撞處難以承受而導(dǎo)致大流量漏水事故。此外,在管道維修或泄空后重新開啟時,工況改變劇烈會產(chǎn)生水錘。

消防水錘現(xiàn)象常采取的措施有:(1)在水泵附近供水管道上裝消除器或安全閥,進行泄水減壓;(2)在泵的出水管道上安裝緩閉逆止閥,延長時間,進行緩閉減壓。

2.6 氣囊

管道中氣團和氣囊的破壞作用不可忽視。根據(jù)管道中氣囊的運動規(guī)律可知,平坦的管道中氣團常以多段分散方式存在,坡度較大的管段中以大氣團存在。如果排氣閥設(shè)置不合理,管道排氣不徹底,氣囊的壓縮會產(chǎn)生高強壓力震蕩,降低管道劇烈震動,降低管道實際過水面各,嚴重時氣塞可使供水中斷。

防止管路造成氣囊:(1)在管道的高處要安裝排氣閥;

(2)除在管道充水作業(yè)時排凈管道中的空氣外,在管道投入使用時或檢修后通水時,管內(nèi)空氣也可經(jīng)此閥排除。

3結(jié)論

我縣管網(wǎng)爆管事故的發(fā)生,多發(fā)生11月至次年的3月氣溫比較低的時段爆管事故發(fā)生率較高;管徑在DN100-DN400及老化的灰口鑄鐵管和水泥管發(fā)生率較高,灰口鑄鐵管破管形狀為縱向曲線、橫向曲線狀,水泥管均為承口破裂,而管徑大的管段事故發(fā)生率效小,特別是離心球墨鑄鐵管安裝后運行近6年未出現(xiàn)過大小事故。導(dǎo)致管網(wǎng)爆管事故的主要因素包括管道材質(zhì)、管道腐蝕、水錘和氣囊現(xiàn)象;同時,地質(zhì)條件、地表荷載、管道連接等因素在特定條件下也會促成管道爆管。綜上所述,要想有效地防治管道事故的發(fā)生,首先,要使管道設(shè)計盡可能地做到合情合理;其次,要有固定的施工熟練的施工隊伍,規(guī)范、標準化的施工保證;再次,還要有翔實準確的供水管網(wǎng)技術(shù)檔案資料,包括竣工圖紙、供用水情況、地勢高差、管徑、管材、鋪設(shè)年份、水壓、漏點、檢修記錄資料、管網(wǎng)改造結(jié)果等,以便準確、及時地確定事故管道的位置、管徑。

參考文獻:

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