城市供水管道維修施工技術(shù)研究

馬軍

（大同市供水排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西大同 037006）

0 引言

城市中的生活用水全部是通過管道傳輸?shù)接脩艏抑?，由此能夠看出供水管道屬于城市供水系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)施，而確保管道質(zhì)量成為水資源順利傳輸?shù)闹匾胧?，為此需要針對城市供水管道相關(guān)維修技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)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 管道老化問題

當(dāng)前供水管材質(zhì)量顯著提升，但建設(shè)初期主要采用灰鑄鐵等管材，此類管材的抗震性較強(qiáng)，但因重量較大，接口處常常出現(xiàn)漏水情況，導(dǎo)致水管斷裂頻率增加，對日常生產(chǎn)生活用水帶來諸多不便。同時(shí)，舊管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間較長，部分管道使用年限超過設(shè)定壽命，管道老化現(xiàn)象越發(fā)頻繁。此外，漏損率逐漸提升，部分城鎮(zhèn)供水企業(yè)回收率低于50%，不但造成供水成本浪費(fèi)，還會影響本地居民用水質(zhì)量，阻礙供水企業(yè)發(fā)展步伐。

1.2 接頭質(zhì)量問題

通過對國內(nèi)管道工程中的漏水現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)接頭質(zhì)量影響占據(jù)較大比重，如果管道工程處于土層不均勻沉降環(huán)境下，從力學(xué)層面分析水管相當(dāng)于承重梁，在實(shí)際應(yīng)用中，水管的小口徑部位容易產(chǎn)生環(huán)向斷裂問題，而大口徑水管區(qū)域容易出現(xiàn)斷裂問題，針對該種問題，可以選擇柔性接頭實(shí)施處理。處于嚴(yán)冬條件下，整體水文狀態(tài)較低時(shí)，水管出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，如果接頭填料擁有較強(qiáng)的剛性特征，同時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度較大，便會導(dǎo)致某接頭脫離一段距離或水管拉斷，出現(xiàn)水管漏水現(xiàn)象。假如接頭可以承受某種程度縱向位移，便能夠有效避免該問題。

1.3 施工不良

施工不良也是形成水管漏水主要因素之一，其具體表現(xiàn)如下：①機(jī)械超挖，溝底不平、管基不好、導(dǎo)致水管出現(xiàn)不均勻沉降，損壞接頭，折斷管道；②沒有進(jìn)行嚴(yán)實(shí)敷土，影響管道的均勻受力，提高管道爆裂概率；③支墩后座土壤出現(xiàn)松動現(xiàn)象，導(dǎo)致支墩出現(xiàn)位移問題，如果管道存在較大位移，便會直接脫開或損壞接頭；④接口質(zhì)量較差，比如橡膠就位不密實(shí)、不正確，石棉水泥接頭沒有進(jìn)行密實(shí)敲打[1]。

1.4 其他工程影響

在工程附近拔樁、打樁、挖掘深溝、挖掘灌渠、推土、降低地下水位等工程實(shí)踐中，容易導(dǎo)致地下水管被損壞，具體表現(xiàn)如下：①周圍都是深溝挖掘工作，隨著溝底加深，和水管距離越加接近，水管上下土壤出現(xiàn)較大沉陷量；②地下水位降低，水位的不均勻沉降以及土壤條件差異，使管道施工中承受著不均勻沉降所形成的應(yīng)力問題，損壞管道接頭；③打樁與拔樁。打樁操作中，因?yàn)橥寥勒駝雍蛿D壓會對管道附近土壤產(chǎn)生直接影響，最終產(chǎn)生變形。在管道附近實(shí)施深樁施工同樣會使管道出現(xiàn)凸起問題，破壞管道完整性，拔樁操作還會導(dǎo)致反效果。

2 管道修復(fù)更新具體方法

為了提高管道完整性，延長管道使用壽命，提高生活及生產(chǎn)供水穩(wěn)定性和可靠，在管道修復(fù)更新中可以選擇如下處理方法：

2.1 合理選擇管材

管材質(zhì)量對管網(wǎng)運(yùn)行情況具有直接影響，在受損管道修復(fù)時(shí)應(yīng)合理選擇管材，提高管網(wǎng)運(yùn)行效率。大量修復(fù)經(jīng)驗(yàn)表明，管材選擇應(yīng)重視兩個(gè)方面：①注重材料自身性能，包括耐壓性、耐高溫、剛度與耐寒性等，通常上述指標(biāo)越高，說明管材的綜合性能越強(qiáng)，與供水系統(tǒng)一般標(biāo)準(zhǔn)更加貼合，確保管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量；對于高齡管道來說，發(fā)生漏水的概率相對更高，加劇管道污染現(xiàn)象發(fā)生。在管網(wǎng)改造中可引入新型管材，如球墨鑄鐵管、新型塑料管材等，可用PE管替代舊管材，與傳統(tǒng)材料相比，球墨鑄鐵管的強(qiáng)度更高，且壁厚適中，采用柔性橡膠接口可有效提高密封性與耐腐蝕性，且施工操作更加便捷迅速。在柔性管方面，以聚乙烯管材為代表，具有自重較輕、安裝便捷、回收率高等優(yōu)勢，可與環(huán)保目標(biāo)相符；②結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，有針對性地選擇管材。我國城市區(qū)域地理?xiàng)l件不盡相同，在巖體、水文等方面存在差異，管網(wǎng)施工應(yīng)結(jié)合城市區(qū)域特色，在選擇管材時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧到y(tǒng)實(shí)際要求，使管材更加標(biāo)準(zhǔn)可靠，充分發(fā)揮管網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.2 局部修補(bǔ)

在發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)明漏問題后，如果明顯存在朝上冒水的現(xiàn)象，除了需要調(diào)查路面狀況之外，還需要仔細(xì)檢查漏區(qū)管網(wǎng)整體分布狀況。根據(jù)分片、分區(qū)實(shí)施常規(guī)聽查。管道維修技術(shù)是保障管道完整性和促進(jìn)穩(wěn)定供水的主要措施。所實(shí)施的局部修補(bǔ)技術(shù)是針對基本完好供水管道對其中部分缺陷進(jìn)行針對性處理，控制管道滲漏量。如果管道結(jié)構(gòu)完整，僅有局部缺陷，包括接頭損壞和裂隙問題等，可以選擇局部修補(bǔ)的方式進(jìn)行處理。局部修補(bǔ)技術(shù)通常單純用于修復(fù)管道裂紋和結(jié)構(gòu)性損壞等問題。當(dāng)下，針對局部修補(bǔ)擁有較多的方法，具體涵蓋機(jī)器人法、灌漿法、局部完成法、鉸接管法、補(bǔ)丁法和密封法等[2]。此外，還應(yīng)重視管道周圍區(qū)域保護(hù)，全面調(diào)查周圍地質(zhì)、施工與建設(shè)情況，如若管路區(qū)域存在明顯影響管路安全的因素，可在管路周圍設(shè)置保護(hù)設(shè)置。在突發(fā)件發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置可為管路提供有效保護(hù)，有效規(guī)避管路破裂問題。

2.3 注重接口測試

根據(jù)上文分析可知，供水管網(wǎng)泄漏多發(fā)于接口位置，與接口嚴(yán)密性息息相關(guān)。對此，在管道維修時(shí)應(yīng)注重接口測試，有效避免接口問題產(chǎn)生。在實(shí)際測試中應(yīng)注意以下問題：①接口形狀測試，根據(jù)資料分析可知，一旦接口形狀發(fā)生改變不但會導(dǎo)致接口密封性受到影響，還會產(chǎn)生拼接困難、接口脆弱等問題。對此，在實(shí)踐中應(yīng)綜合測試接口形狀，先要明確拼接管路接口標(biāo)準(zhǔn)形狀，再確保接口始終穩(wěn)定；②接口大小測試，如若接口未能嚴(yán)絲合縫，很容易在后續(xù)使用中出現(xiàn)松動、脫落等情況，對此應(yīng)通過測試有效地處理接口缺陷，使供水管網(wǎng)應(yīng)用更加穩(wěn)定可靠。

2.4 優(yōu)化管道搶修方案

管道維修中，可以參考管道型號劃分搶修類型，比如可以分成中等規(guī)模管道報(bào)漏、小規(guī)模管道報(bào)漏搶修施工、大規(guī)模突發(fā)性管道強(qiáng)求等。城市供水管網(wǎng)屬于大型管道，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，當(dāng)發(fā)生爆管現(xiàn)象后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉總閥門，避免事態(tài)惡化。相關(guān)部門應(yīng)制定應(yīng)急方案進(jìn)行優(yōu)化，率先采集管道破裂信息，加大管道的應(yīng)急調(diào)整力度，及時(shí)關(guān)閉閥門，最后順利實(shí)施管道搶修工作。例如，某市發(fā)生嚴(yán)重的突發(fā)性爆管現(xiàn)象，自來水公司接到搶修通知后，技術(shù)人員先對受損管道口徑與爆裂程度進(jìn)行分析，并結(jié)合四周環(huán)境進(jìn)行事故等級評估，制定應(yīng)急搶修方案，使事態(tài)得到有效控制，在最短時(shí)間內(nèi)修復(fù)破裂管道，迅速恢復(fù)供水，將經(jīng)濟(jì)損失降到最低。此外，當(dāng)前高層建筑逐漸增加，單純依靠一次供水，普遍無法滿足生產(chǎn)要求，為此在企業(yè)中開始廣泛應(yīng)用二次加壓方法進(jìn)行供水。針對該種狀況需要重視調(diào)蓄池工程建設(shè)，通常市政管網(wǎng)會在調(diào)蓄池內(nèi)儲存一定水量，并利用變頻調(diào)速水泵組為用戶進(jìn)行供水。在該種供水模式下，不可避免會出現(xiàn)水污染問題，增加管網(wǎng)受損概率。針對上述問題，可以應(yīng)用負(fù)壓管增壓給水系統(tǒng)，確保擁有充足水資源的條件下，形成穩(wěn)定供水壓力，突顯負(fù)壓管網(wǎng)增壓給水系統(tǒng)實(shí)效性和適用性。聚集水的過程中，管網(wǎng)直接疊壓供水能夠發(fā)揮有效價(jià)值功能，降低峰值流量對于管網(wǎng)影響，合理控制水質(zhì)二次污染問題，符合能源節(jié)約要求，提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

2.5 管道更新

對管道進(jìn)行更新，需要技術(shù)人員將原有管道作為導(dǎo)向，在全面破碎原有管道的基礎(chǔ)上，頂入或是拉入全新管道。除特殊情況外，更新后管道直徑均大于原有管道，若以破碎原有管道為主，則管道更新方式可被分為破管頂進(jìn)以及破管外擠兩種方法。

2.6 其他修復(fù)方法

相關(guān)管道修復(fù)方法還包括全斷面修復(fù)，該方法強(qiáng)調(diào)通過添加內(nèi)襯的方式，使管道性能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。而全斷面修復(fù)又分為纏繞、內(nèi)襯以及噴涂法，維修人員可視情況進(jìn)行選擇并加以應(yīng)用，

2.6.1纏繞法

該方法所依托工具為螺旋纏繞機(jī)，具體操作方法如下：①根據(jù)實(shí)際情況利用PE或PVC材料，對加筋條帶進(jìn)行優(yōu)化制作；②借助纏繞機(jī)，均勻纏繞管道內(nèi)壁，形成連續(xù)內(nèi)襯層；③在原有管道和襯管的間隙注入水泥漿，確保二者能夠成為一個(gè)整體。該方法主要被用來對長度較長的管道進(jìn)行修復(fù)，但要面臨過流斷面可能帶來較大損失的問題。

2.6.2內(nèi)襯法

該方法需要技術(shù)人員在原管道內(nèi)部插入直徑與原管道相等或略小的建材管道，通過灌漿的方式，對新舊管道進(jìn)行筑接，隨著管中管結(jié)構(gòu)形成，原管道所具有機(jī)械性能與新管道所具有防腐性能，將得到充分融合，管道性能自然能夠得到改善。該方法的特點(diǎn)是速度快且工序簡單，可用來修復(fù)彎管。但其不足同樣十分明顯，例如，需要對環(huán)形間隙進(jìn)行灌漿處理，較易損傷管道段內(nèi)，因此，主要用來修復(fù)斷面呈圓形的管道進(jìn)行修復(fù)。

2.6.3噴涂法

該方法的作用，除了對管道進(jìn)行防腐處理，還包括為原有管道制作結(jié)構(gòu)內(nèi)襯。在實(shí)際施工時(shí)，由技術(shù)人員操作絞車進(jìn)行勻速后退，與此同時(shí)，經(jīng)由絞車所配備噴頭，使環(huán)氧樹脂、水泥漿均勻覆蓋管道內(nèi)壁。該方法的特點(diǎn)是無須運(yùn)用支管，過流斷面所造成損失較小，對管道形狀、直徑還有彎曲度有良好的適應(yīng)性。但環(huán)氧樹脂要等待一段時(shí)間才能達(dá)到完全固化的狀態(tài)，若管道變形嚴(yán)重，該方法所能取得的效果有限，并且對技術(shù)人員所提出要求較其他方法更為嚴(yán)格。

3 結(jié)語

綜上所述，城市中的供水管道一旦因?yàn)閾p壞而出現(xiàn)漏水問題，便會嚴(yán)重影響城市中的生產(chǎn)生活，同時(shí)還會造成水資源浪費(fèi)。通過深入研究城市供水管道相關(guān)維修技術(shù)，能夠?yàn)槭姓９┧於己帽Ｕ?，促進(jìn)市政管道實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供水。