王 技术 浅析城市供水管网现状及技术改造 徐宇琪 宁夏六盘山水务有限公司 宁夏固原【摘要】目前城市供水管网存在的主要问题有：供水漏损率逐年增 加，爆管事故频繁，二次污染严重，供水服务压力难以保证，问题的主要原 因：一是管网老化；二是厂网不匹配；三是管材低劣超负荷运行；四是管道 向。 ７５６０００ ３．１要循序渐进，突出重点。城市供水管网改造区域面 改造工程 量大，涉及到其他市政基础设施，应当与城市改造、城市道路建设、其他 腐蚀严重，管网漏失。水质下降的问题是目前困扰供水企水一大难题，也是 市政管线的建设统筹协调进行，要认真做好城市供水管网普查工作，建 要彻底解决的现实问题，现结合本人实践和固原市城区供水管网改造建设 立管网技术档案，制定管网改造规划，有计划的对使用年限超过合理使 谈几点体会。 用年限和严重老化的管网进行改造，加快管网改造规划的实施，要优化 管网布局和工程技术方案，加强对工程项目的协调和监管，保证工程的 顺利实施和质量安全。 【关键词ｌ管道腐蚀；二次污染；管网改造；管网漏失 城市供水管网是城市重要的基础设施，是赖以生存和发展的物质 具体实施时，根据调查及群众对水质水压不足反映强烈的管网尽 基础，被称为城市的“生命线”，其维护管理水平的高低直接影响到市 旱改造，并结合市政供水管网分布的具体情况，制定详细的改造实施规 民的日常生活、工厂企业的生产运转。在经济发展、城市化建设日益加快 划。老城区范围内管网改造难度大，老管道使用年限长并且带的用户较 的今天，供水管网存在的问题不但影响居民的用水安全，也影响了供水 多，支线管道的分布具体位置不能确定，其他管线密布地下，沟槽开挖 企业的社会和经济效益。 会影响道路交通及工期等实际问题，所以必须制定详细设计施工方案。 目前我公司现有西门一水＿厂＝试验区二水厂两座，日供水能力２．１万 供水管道改造前必须仔细勘察现场，与规划部门密切配合出地下管线 方，供水主管网１２０多公里。城市供水管网存在的主要问题有：供水漏损 分布图，合理选择管道埋设位置，了解老管道供水用户区域，查看管网 率增加，爆管事故频繁，部分区域供水服务压力难以保证。问题的主要 图，分析主、支管道、过路管道的走向及具体分布情况，通过用水量计算 原因：一是管网老化，二是厂网不匹配，三是管材低劣超负荷运行，四是 确定新管道管径，制定新旧管道碰接的具体措施。管道埋设时，沟槽开 管道腐蚀严重，水质下降、水压水量受老管网的问题是目前困扰我 挖需对沿线用水分支管道的具体位置做好标记，并积极争取各隐蔽管 市供水企业的一大难题，也是必须要抓且要彻底解决的现实问题。它对 线单位的有效配合，通过查看、探测、推断、询问、现场跟踪等方式周密 提高居民的健康生活水平，减少企业的生产成本，保证企业的可持续发 的进行管道改造施工，主管道铺设完成并合理预留好各分支三通后，集 展，都具有重大的现实意义。由于过去在设计、施工、管材等方面的种种 中力量对沿线用户管道进行对接安装，完成后再报废原供水管道启用 原因，供水系统目前存在亟待解决的问题。原敷设的无内衬管已基本腐 新管道，在进行新旧管道对接时要做好合理的沿线停水计划，避免大 蚀，管道内壁结垢现象严重，当水压水量波动时就容易形成铁锈水，严 面积停水给居民生活造成过多的不便。 重影响了企业和居民的生产生活，随着居民生活水平的不断提高，要求 ３．２综合考虑技术经济因素，积极采用新型管材。按照因地制宜的 改善水质、提高市政管网供水压力的呼声越来越强烈。 原则，推广使用球墨铸铁管、各类给水塑料管以及质量好的给水钢筋混 凝土管，保证安全供水和防止水质二次污染，满足城市供水需要。加强 对陈ＩＥｌ老化的供水区域管道维修、改造更新，减少漏水。大ＩＺＩ径的供水 管，宜采用球墨铸铁管或钢管，运输方便和施工现场宽敞的也可选用预 应力砼管，玻璃钢管由于易老化而应该慎用；中小口径的供水管，宜经过 １ 供水管道腐蚀的现状 自来水在输送过程中侵蚀管道受到管道的“二次污染”，引起“二 次污染”的主要原因是管道腐蚀产生的锈蚀物及水垢，为此，我们对全 市的供水管道，根据不同的使用年限、不同的管材、管径等因素，选择 了几个点调查，凡是没有做内衬的管材，使用５年以上均百分之百地被锈 蚀，尤其是普通灰口铸铁管材更为严重。 供水管道内部严重的腐蚀结垢，在流速偏低或滞留水的管网末端， 旦管内水流改向或突然加快时会引起水浑浊、发黄。内壁沉积结垢会 造成管道过水断面缩小，严重影响管网水质、水压及输水能力，使计量 水表堵塞，计量不准等现象，从而加大了管网运行负荷。 早期敷设的供水管道使用的管材大部分都以灰ＩＺｌ铸铁管和镀锌钢 管为主，很少有内衬。这些管道容易受腐蚀、结垢，使城市供水管道水质 一技术经济比较选用球墨铸铁管、ＰＥ管、ＰＶＣ管、ＰＰＲ管。应淘汰灰口铸 铁管、冷镀锌钢管等易爆、易锈、易污染的劣质管材。 ３．３采用新施工技术。一是管道必须考虑环氧树脂或水泥砂浆内衬 等防腐措施；二是尽可能采用柔性接１３：，焊接钢管要考虑安装伸缩节； 三是施工时应积极采用非开挖技术。 ３．４优化管网设计。一是要结合市政管线发展情况，合理进行地下 管线的综合规划设计，有条件的宜发展市政综合管廊；二是进行管网优 化设计，改善供水服务压力。 受到“二次污染”。 ２．管道内壁锈蚀对供水水质的影响 由于长期受水的腐蚀作用，管道内壁形成含有多种成分的锈垢和细 菌，它们溶于水中，使供水水质受到“二次污染”，并且加速了管道腐蚀， 从而缩短了管道使用寿命，降低了供水能力，久而久之会导致供水水质 超标。因此加强给水管道的科学管理，正确解决管内的沉积锈蚀，是提 ３．劝口强管理，保证管道设计和施工。由于设计和施工的原因，造成 管道安装后导致管道发生位移而爆管。这种位移包括管基础不均匀沉 降的影响和受到外部压力的影响，特别是需回填土的道路，因回填土密 度达不到标准，产生纵向弯曲，导致管道失稳，在接口、腐蚀点等最薄弱 处产生破裂而漏水。加强管理，抓好管道工程施工的各环节，要特别注 意的事项：做好管基处理，且基础一定要平整，管道周围不得回填硬块 高效益、节约资金，提高供水服务的一项重要措施，它既能改善供水水 或尖状物，遇松软地基时要回填砂石且分层夯实；支墩的后背必须紧靠 质，又可延长管道使用寿命，有不容忽视的经济和社会效益。 原状土，若有空隙要用相同材料填实，回填必须分层夯实，密度应达到 设计要求・严格材料的检查、验收制度，主材必须按照要求存放，钢管及 ３ 供水管网改造技术要点 目前我市管网现状是依据若干年前规划和建设积累而成的，管网 钢制件按要求严格进行防腐；管道因水锤造成的爆管事故时有发生，所 与城市发展速度相比相对滞后。对供水企业来说，就涉及到长远利益 以阀门要按要求设计施工，特别是在主干管、地势落差大的输水管道上 与当前利益的取舍问题，是争取资金加大投资力度改善供水能力，还是 的阀门更应该认真对待，要严格按照施工图及规范要求安装，不可随意 “缝缝补补又三年”，过几年再说。随着城市发展速度的不断加快，最 变更设计。严格按验收规程做好管道水试压工作，做好其竣工图绘制并 好能结合城市改造的步伐，逐步调整输、配水管网的不利点，不利管 及时归档备案，以方便以后维修运行管理。 ３．６加强供水管网监测，提高城市供水管网的漏损检测水平。供水 段。这需要对供水管网监测提出要求，在技术条件允许的情况下，要对 城市管网进行动态监测，对本地的管网状况做到了解，以便为合理调 管网埋设于城市道路下，涉及千家万户，它应该是封闭、循环、承压的连 （＞ 下转第２０４页） 整、优化管段提供依据。这也是供水企业科技转化为生产力的一个方 技术 元模型，并分析桥梁的受力情况，提取出布置测点的理论值，将理论值与 （＞ 上接第２０２页） 实际顶升过程中的实测值对比，防止实际顶升过程中梁板由于受力不均 （４）混凝土进场后，由质检员对砼的标号、合格证、配合比进行验 匀发生开裂，影响工程质量。顶升千斤顶局部受压计算时，假定局部荷载 收，并由试验员进行砼坍落度的控制。 为千斤顶分担重力的ｌ盘倍。桥梁模型见图２，桥梁载受力云图见图３。 （５）桥面铺装施工验收程序：基层清理验收一测量定位、找坡验收 基层胶灰结合层验收一钢筋网片及剪力键间距、保护层、焊接等验收 砼面层标高控制线一砼浇注令一砼进场验收一面层收面验收一覆膜 一。 甓 嚼露 ∞ 一养护一路面切纹验收一伸缩缝处理验收。 ３．安全措施 参加制作的人员必须熟悉并严格执行本工种的安全操作规程，特 通过有限元模拟分析，桥梁在空载状态下箱型截面的上下边缘均 种人员必须持证上岗。 是受压，值在一８．３ＭＰａ至－０．７５ＭＰａ之间，考虑Ｃ５０混凝土抗拉强度标 设立专职安全检查员，每天进行班前安全技术交底，提醒并及时制 准值为２．６５ＭＰａ，抗压强度标准值为３２．４ＭＰａ，为了防止桥梁顶升过程 止各种违章操作。 中引起混凝土开裂，应力监测主要以控制拉应力为主。通过模型的细部 分析可以查看桥梁在测点处的应力理论值，然后与施工实测值对比，各 个截面混凝土应力见图４。 箨测点应力值 图２ Ｍｉｄａｓ桥梁模型 图３桥梁空载应力云图 在施工过程中，要选派专人负责施工区域内的安全及保通管理。 汽车吊必须认真检查起吊用钢丝绳、索夹具，确认安全合格后方可 使用。在起吊时，吊车旋转半径内严禁站人，配备专人负责吊车的指挥 及吊车旋转半径内的交通疏导。 电焊工施焊时要穿戴好安全防护用品，电焊机要可靠接地。 为防止天桥施工时高空落物，须在天桥栏杆外侧固定围挡对桥面 施工区域进行全封闭施工。 夜间吊装应保证良好的照明，封锁道路应用红色的警示灯和专人看 管。 每个梯段入口处设立围挡进行封闭并挂牌标识，并配备保通人员， 非施工人员不得进入。 图４各测点应力值（ＭＰａ） ４．环保措施 １）每日应清理现场，保持现场清洁；２）桥面的施工垃圾，采用袋装 由于两联的受力情况基本一样，这里列出的测点结果只选取其中 运出场外；３）施工现场应设警戒线，严禁非作业人员进入现场；４）桥面 联三跨的应力值，通过与理论值的对比发现大部分应力值基本相差 作业人员不得乱抛杂物，工具应用绳固定确保安全；５）进场材料摆放有 不大，误差均在允许范围内，没有超出预警值。经过分析认为理论值与 序、合理、利于吊装；６）夜间施工时，对砼浇筑区域采用围档进行封闭 实测值的差别主要由以下几个原因： 处理，防止噪音超标。 一（１）结构本身方面。在进行桥梁顶升时会对支座的附近进行大量 的支撑，而这部分支撑对整片梁的应力分布产生影响。顶升过程中标高 参考文献 与线形的改变，导致了应力重分布。 【１］孔宪辉，高春雷．武汉绕城高速公路钢箱梁桥面铺装施工工艺研究 （２）外界环境方面。温度效应的影响；凤、周围汽车振动等；非顶 ［Ｊ］．公路交通科技（应用技术版），２００６（１２）． 升梁段对顶升梁段的影响。 ［２】刘丽莎．深圳市红桂路一洒布路钢箱梁桥面铺装层材料设计及施工 （３）有限元模拟方面。有限元模型中支座的模拟与实际支座的差 工艺研究［Ｊ］．城市道桥与防洪，２０１１（Ｏ８） 别；材料参数的设置。 （４）施工及设备方面。施工队伍的业务水平，施工中测量的误差， 设备自身的精度。 从主桥整个顶升的过程来看，整个过程中没有出现过超安全报警 （＞ 上接第２０１页） 值的数据状况，本次调坡顶升工程竣工主要得益于以下几个方面： 通管道，但由于管道年久失修或其他隐蔽管线施工的干扰，供水管网的 首先是施工方法的合理选择以及施工人员、设备的水平，其次是测点布 漏水现象始终是存在的。据统计我市供水管网漏损率在２０％以上，这是 置合理，监测数据的范围 最后是施工过程中误差的控制以及合理科 项不可低估的水资源损失。在我市这么一个水资源相对紧缺的地区， 学的施工组织和管理。 节省水资源尤为重要，作为供水管网行业的工作者，应不断地把降低管 ７ 结论 网漏损率作为检验管理水平的一项主要指标，应采取先进设备和检测 相对于桥梁拆除重建，桥梁顶升技术重建节约很多成本，有重大的 手段降低管网漏损率，促使企业管理工作提升。 经济效益，施工中只有选好施工方法，合理布置测点，运用高水平的技 开展管网漏损研究，进行区域性检漏，提高暗漏检测的准确率，特 术人员，做好施工组织与管理，以及控制好施工过程中误差，才能达到 别是配水干线和分支供水管网，是管网漏损的主要发生范围。供水管道 预期效果。 埋设较浅的，容易确定暗漏点位置，但仍有不少漏点因地理条件等原因 随着顶升设备的不断智能化和施工技术的不断提升，桥梁顶升技 需要再三检测才能确定位置，甚至有些漏点没有漏到路面而没能及时 术在以后工程中应用将会越来越普遍。 测定、修复，而当我们找到漏电点时，漏水情况已经扩大或已造成的一 定经济损失。通过开展漏水检查，提高暗漏探测的准确率，从而减少漏 一点，及时修复，能有效的控制管网漏损。成立专业的检漏队伍，配备先 进的检测设备，充实相应的技术人员，有效的开展检漏、修复工作。加强 【１】林耿雄，姜海波．桥梁顶升技术的探讨［Ｊ］．广东建材，２００８ 管网巡检工作，把管网分区域落实到人，定期巡检、维护；同时也要发放 ［２】单成林，奉翔．桥梁加固改遣中的整体顶升施工［Ｊ】．中南公路工 有关相关材料，充分调动群众的积极性，把发现漏水问题及时上报水务 程．２００２ 公司，在一定程度上能有效降低管网漏损率。 参考文献 ［３】封建武．高速公路上跨桥整体顶升技术Ｐ１．城ｌ市道桥与防洪，２００８ ［４】周振兴．吴淞大桥北引桥整孔顶升、加宽的设计与施工．《中国市政工 程》，２Ｄ０５ 参考文献 【１］中国供水节水报 【２］中国水利报 ［５】韩振勇，张振学，张玉明，侯清，金树法，井润胜．桥梁改造工程中同步 顶升技术的应用［Ｊ】冲国市政工程，２００７
