城市供水系统是重要的基础设施, 对保证城市经济的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用。供水管网漏损率是反映供水企业管理水平的重要标志之一, 降低供水管网漏损率蕴藏着巨大的经济效益、环境效益和社会效益。为此, 加强漏损控制已成为供水企业普遍关注的问题, 也构成了企业管理的重要内容之一。
作为一项强制性标准, 《城市供水管网漏损控制及评定标准》 (CJJ92-2002) 中提出城市供水管网的基本漏损率不应大于12%。但从有关的统计数据来看, 国内600余个城市供水管网的平均漏损率超过15%, 最高达70%以上;目前, 国内供水企业普遍存在着管网漏损过大、产销差率过高、维护费用过重的问题, 管网漏损问题能否得到有效控制, 已经逐渐成为制约供水企业发展的一个“瓶颈”。从企业经营角度来看, 加强漏损控制是提高经营管理水平、降低供水成本、增加经济效益的重要前提;从宏观政策要求来看, 搞好漏损控制是确保城市供水安全的一个主题, 同时也是实现水资源保护和可持续利用的必要途径。基于以上问题, 本文主要从技术角度对管网漏损的成因及预防控制途径进行了粗浅的分析, 以期与大家共同探讨。
1 供水管网漏损的成因分析
造成供水管网漏损的原因有很多。不考虑城市消防等公益性用水未计量水量、水表计量误差、抄收管理的制度缺陷及用户人为干扰因素的影响, 管网漏损主要是由以下几个方面造成的。
1.1 管材质量存在缺陷
近年来, 新型供水管道材料层出不穷, 并陆续得到了应用, 但限于城市供水的特殊性, 供水管网的更新改造只能分期分批推进, 不可能一步到位, 其中老旧管材仍占相当大的比例。此前应用较多的有水泥管、铸铁管和镀锌管, 这几种管材自身都存在一定的性能缺陷, 即使未超过其使用寿命, 安装使用不当同样会带来跑、冒、滴、漏等诸多问题。
(1) 水泥管:多用于管径DN800以上的管线, 其自重较大, 接头一般采用橡胶圈柔性接口。存在的隐患主要是如果基础处理失当, 会因地面的不均匀沉降造成管道下沉、移位而漏水, 甚至因钢筋抗拉强度降低而造成管身环向裂缝导致爆管;另外橡胶圈易老化变形, 水压过高时也易冲出。
(2) 铸铁管:管径通常在DN100-600之间, 有两种连接方式, 即橡胶圈柔性接口、石棉水泥或膨胀水泥刚性接口, 后者实际应用较多, 在使用一定年限后接口易受气候、地形变化而发生变形或破损。同时铸铁管特别是灰口铸铁管本身含磷、硫成份, 有热脆性, 受拉应力影响, 一旦外力作用不均匀, 就可能导致环向、纵向断裂, 造成漏水。
(3) 镀锌管:一般应用于DN50以下的小口径管道, 采用套丝连接, 现在已禁止用作供水用途。其镀层在运输装卸过程中易损伤, 如防腐处理不到位, 使用中极易氧化、锈蚀;另外接口套丝时镀层受损, 很容易日久锈空, 特别是冷镀管, 锈蚀程度更为严重, 易引发接口管箍断裂及管壁锈蚀剥落造成漏水。
1.2 施工安装质量不高
供水管网是地下隐蔽设施, 主要管线深埋于地下, 如果施工安装时没有严格按照设计及施工规范标准操作, 即使出现了质量问题, 短期内也不易暴露。安装时比较常见的问题有三类。
(1) 不重视施工前的管材质检。无论是砼管还是金属管, 在进入施工场地前都经过了多次搬运和装卸, 很容易受损 (如铸铁管在安装施工前的损伤率可达5%~10%) 。但在实际安装过程中, 施工人员很少对管节进行探伤筛选, 使得新铺设或改造的管线也存在漏损隐患。
(2) 一些管线施工选址失当。主要表现在支管施工时, 易受窄小街巷的施工环境限制, 为降低作业难度因陋就简, 将管道沿路边沟渠铺设, 这样一方面管内壁受管道内余氯腐蚀会逐渐变薄, 管外壁又受到地面积水或地下污水的侵蚀, 易形成大面积的锈蚀层, 抗压能力降低, 形成漏损;另一方面管线一旦发生暗漏, 漏水将直接进入沟渠, 难以及时发现。可以说是图一时之便, 留无穷之患。
(3) 施工规范标准执行不到位。受安装及维修的工程管理体制以及施工人员技术素质的影响, 管道施工时大都未能严格按照设计及施工规范标准操作。比较典型的表现有:安装前不检查胶圈接口, 接口的承插部位没有进行必要的打磨和清洁;接口插入深度不到位;管槽开挖深度不足及开挖时标高控制不一致, 基础加固处理不到位, 回填土未夯实;管道弯头、三通、变头等部位未采用砼 (管道支墩) 加固等等。
1.3 规划设计不够完善
随着城市用水量的快速增长和城市面积的逐步扩大, 相应地提高了对城市供水的要求, 同时也暴露出我们在管线规划设计方面存在的一些普遍问题。
(1) 对城市发展的速度预测不够, 加上受资金等客观因素的制约, 管网的规划设计缺少前瞻性。如很多原来形成的配水管线, 设计配置口径时只考虑了当时的用水规模, 现在普遍偏小, 如增大供水压力, 管道内的流速过高, 易产生水锤现象, 对管道造成破坏。
(2) 供水管道是有压管道, 尤其是在长距离、大管径或多起伏的管线中, 水流常处于气水相间的状态, 有时会形成分散的气囊, 阻滞水流, 严重时还会因管道内压力的急剧升降形成水锤, 造成爆管。而我们在管线设计时通常只考虑在地形峰点设置排气阀, 有的甚至没有设置排气阀, 这样就会造成通水不畅或诱发爆管。
(3) 对管线受环境温度影响而产生的伸缩变量认识不够, 特别是金属管材。另外, 供水企业受自身客观条件限制, 在向新建成区延伸管网时较少考虑形成环状网的需要, 通常只是根据用水量的大小和用水点与供水主管的距离, 自某处主管向用水点作枝状延伸, 待该处管网逐步扩展至其他主管位置后才作环状连接。这样既不利于保持延伸段管网的恒压, 也在一定程度上降低了局部管网的运行安全性。
2 供水管网漏损控制措施
供水管网漏损控制是一项系统工程, 在实际操作中一般遵循“规划设计是前提, 管理是基础, 检漏是关键, 管网改造是长期性根本措施”这一原则。要做的工作关系到方方面面, 结合近几年我司的工作情况, 主要从以下几个方面着手。
2.1 管材的选用
对于新敷设的给水管道工程和维修工程, 必须严格按国家规定执行, 从设计选材、接口形式都要精心研究, 探索采用新型材料。从目前来看, 球墨铸铁管是广泛推广的优质管材, 从其材质的特性上看, 有强度高、延伸率大、抗腐蚀、抗老化等优点, 使用寿命可达50年以上, 其接口采用柔性橡胶圈接口, 安装方便, 应力释放能力强。为了节约金属消耗, 国家建设部等有关部门早已提出推广使用新型管材, 如PPR、PE等管材, 该类型管材具有重量轻、运输、安装方便、造价?低、耐压强度、流体阻力小、耐腐蚀性强, 不影响水质, 受到广大用户喜爱。
2.2 向柔性接口发展
过去采用的刚性接口, 在管道受压后, 极易引起开裂、断裂;特别是在气温变化较大时, 产生的热胀冷缩现象后, 接口漏水尤为明显。故采用柔性接口, 大力使用柔性接口的管材, 能减少这方面因素而造成的漏水。
2.3 加强施工质量管理
做好管道基础处理工作。管道基础一定要平整, 管道周围不得有硬块或尖状物, 遇软地基时要回填沙石分层夯实处理;支墩的后背必须紧靠原状土, 若有空隙要用相同材料填实;管道回填土必须按管道施工及验收规范要求选择回填土级配、分层、对称回填夯实, 密实度应达到管道施工及验收规范要求。
严格原材料的验收、检查制度。管道在搬运、存放时要按要求执行。钢管及钢制件按规范严格进行内外防腐施工。严格按照施工图和管道施工及验收规范施工, 不可随意变更设计。
做好管道试水试压工作, 严格按管道施工及验收规范进行, 认真做好管道施工竣工图绘制, 及时归档备案, 方便管网维护维修和管理。
2.4 加强管网检漏工作
检漏的精力应放在供水管网中预期可能发生问题的部分, 主要包括: (1) 一个有大量漏水率及爆管率纪录的区域; (2) 一个漏水及爆管可能导致最严重损失的区域; (3) 管网压力相对较高的区域; (4) 主干管交错的区域; (5) 管网供水能力远大于设计能力的区域; (6) 管线布置较无规则的城中村。加强管网巡检维护工作, 及时发现及时处理漏点。成立专业的检漏部门, 配备先进的检测设备 (如噪音记录分析、相关仪等) , 充实相应的技术人员, 实行经济责任制, 合理安排检漏时间, 有效地开展检漏工作。
2.5 加强持续的管网更新改造
管网更新改造是降低漏损的长远性基本措施, 必须每年有计划地投入大量管网改造资金。管网改造工作应该统筹考虑, 建议编制专项改造规划。管网改造的目的应是提高水质、水压和供水可靠性, 改善管网中不合理环节, 更换漏水频率较高的管道, 特别是爆管率比较高的供水管道。管网改造过程中应重视新旧管割接、旧管报废等工作。新管道建成投入使用后, 旧管应及时报废, 避免造成极大的漏水隐患。
3 结语
供水管网的漏损不仅为供水企业造成了极大的经济损失, 也造成了水资源浪费。控制城市供水管网漏损是个系统工程。从当前的现状来看, 一是要求供水企业提高对管网漏损控制重要性的认识, 积极开展技术研究, 完善主动检漏的措施和手段, 提高检漏技术水平;二是要对城市管网进行合理规划和科学管理, 加大对超期服役管网的更新改造力度, 逐步推广应用新型环保材料;三是建立和完善城市管网的基础数据 (如完善管网GIS、水力模型建设) , 逐步形成严格而完整的漏损控制程序, 加强管网管理力度、探漏力度;加强与各供水企业交流技术经验, 才能提高公司管网的管理水平和技术, 尽力把供水管网漏损率减少到最小。
摘要：城市供水管网漏损控制是个系统工程, 必须在合理规划和科学管理的基础上, 采取必要的技术措施和管理手段进行综合治理。供水管网是整个供水系统的主要组成部分, 管道、管件及其一些附属设施都有发生漏水的可能, 引起管网漏损的原因主要体现在管材及配件质量;管道施工安装质量;管道老化腐蚀;外力破坏等几个方面。文章结合本人多年工程施工经验对城市供水管网漏损控制措施进行探讨分析。
关键词：城市供水,管网,漏损,成因,控制