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摘要:我国水利工程日益发展,各个方面都得到提高,目前,我国水利工程中给水管道爆管现象仍然严重。文章经过对给水管道中爆管现象进行研究,目前我国给水管道存在金属管被腐蚀、地基不均匀陷入地下等现象,这些现象严重阻碍给水管道的正常使用,影响水利工程的发展,因此,文章分析了给水管道爆管的原因,其各个方面处理不当等造成的危害,并针对给水管道存在的问题进行探讨,分析了给水管道爆管情况的治理措施,供线管人士参考。
关键词:水利工程;给水管道;爆管;措施
前言:我国给水管道爆管现象严重,给水管道爆管的原因主要是由于管道材质的问题,一些给水管道采用劣质材料的管道或者金属管道,长时间会因材料问题发生爆管现象,或者由于金属管道长时间经过水的浸泡后逐渐被腐蚀后发生的爆管现象。引起爆管的因素还有一方面是因为地基下沉等因素造成地基浸水,下沉,从而造成管道的压力,引起给水管道爆管。给水管道的接口处理不当也会引起给水管道爆管现象,由于接口没处理好的原因使接口在外力作用下发生弯曲等情况,使接口处漏水,浸泡给水管道。引起管道爆管现象存在的因素还受地表荷载、管道在受内外因素的腐蚀情况与水锤与气囊中存在可流动的液体的突然变化等造成的给水管道爆管现象的发生。严重影响给水管道的正常使用。
一、给给水管道爆管原因分析
1、管道材质国内早期供给水管道材质多为灰口铸铁管,该种管材脆性大、强度低,整个管体组织疏松,难以消除气孔、黑渣和内沟,其在横向受力和外力振动下管顶或两侧受弯曲应力较大的部位易发生纵向破裂。
2、地基沉降管线敷设或维修时基础处理不当、加固不当或扰动原状土等都会导致管道基础强度不一致,季节变化等导致地表土收缩、膨胀和翻浆等导致地基强度弱化以及管道附近管路存在的跑冒滴漏现象使地基浸水变软而产生不均匀沉降,均会引起纵向弯曲应力而导致管道受力不均,造成纵横向产生裂缝,甚至断裂,即使采用柔性接口,当局部不均匀沉降较大导致接口弯转变形超过允许弯转量时也会导致接口漏水。
3、连接方式前期供给水管道多采用刚性接口,该种接口方式具有接口坚硬、不具备抗弯、抗拉和抗剪切能力,其在外力作用下对管道扭转、振动和位移的抵抗能力差,因此易导致漏水现象;采用焊接或承插式连接方法的管路上,由于多为现场施工,焊接完成后进行防腐施工,由于施工难度等原因导致施工质量不易控制,尤其是小口径管路因施工难度大往往不进行防腐施工;承插式接口的可挠性差,易传递侧向力矩和轴向拉力,一旦遇到急剧温差或短期内基础不均匀沉降则会导致水管爆裂。
4、地表荷载地下管道均不可避免的承受一定量的地表荷载,虽管道本身具有一定的抗压能力,其在限值内不会对管道造成破坏,但若遇到较强地表荷载对地面产生巨大扰动时会导致土壤结构发生变化,管道也会随之发生振动,振动过程中所产生的不均匀压力易引起管道渗漏甚至爆管。
5、管道腐蚀埋于地下的管道会受到内外腐蚀的作用,外腐蚀主要为土壤腐蚀,主要因素是土壤微电池、宏观电池、杂散电池以及土壤微生物等引起,一旦管道防腐层施工质量差则会导致局部防腐层破损;内腐蚀则主要是由电化学腐蚀和化学腐蚀,其会导致管道内涂层脱落。
6、水锤与气囊有压管路内流动的液体因某种外界因素导致内部液体流速突然变化,液体动量变化引起压强突然变化,因此在一段时间内升压和降压交替进行直至完全衰减的现象成为水锤,水锤现象发生后一旦管路难以承受则会导致漏水现象;在长距离输配水管路中一般设计流速不大,管路中的气体多以气囊形式存在于管路顶部,在管路刚开始冲水时管路内流态多为层状或波状流,排气也较为容易,而后期则多呈段塞流,该种状态下排气则较为困难,同时由于长距离、大管径、多起伏的管线经过地形起伏高差较大地段若没有安装足够的排气泄水装置则更易导致管内充气,一旦管路排气不彻底则气囊的压缩将导致高强压力振荡和管路剧烈震动现象,严重时并会导致供水中断。
二、管道爆管防治对策
1、合理选用管材
供水管路管材选用应选择承压能力强、使用性能可靠、施工简单、使用年限长,内壁光滑、输水能力强的管材以充分保证给给水管道能够安全运行。在建设水管中,要选择优质的管道材料,治疗的优劣决定其使用年限,在保证材料具有抗压、抗腐蚀等特点。目前一些水利工程中使用球墨铸铁管,这种材质硬度强,抗拉及抗压性好,不易腐蚀;在给水管道中能够长时间使用,具有一定的优势。同时由于该种管材采用T型柔性接口,该种施工工艺具有良好的密封性和可挠性,其埋置于地下可抵抗少量的不均匀沉降,改善管道及周围土壤受力状态,管道本身因水温变化而引起的伸缩在接口处可被吸收而不致漏水。
2、加装伸缩管和排气阀
为避免由于轴向应力导致的断裂,应解除一些部位对管道的约束,即在一定范围内允许管道伸缩,因此应采用伸缩器或套管等措施来释放固定端应力;在地形起伏较大区域应在管道的高点加装自动排气阀,在地形起伏较小的区域也应在挖槽时人为的设计出起伏坡度,使管路呈循环上升或下降,并在一定范围内的最高点加装排气阀。
3、加强阴极保护
当前长距离管线多采用钢管,但其有在自然环境中易腐蚀的缺点,因此应做好其防腐工作方可延长其使用寿命,同时应加强对钢管进行阴极保护的措施,由于钢管在土壤环境中所受腐蚀多为电化学腐蚀,而阴极保护是防止土壤腐蚀性的前提,应在实际应用中通过测量钢管环境土壤电阻率和自然电位来评价土壤腐蚀性,并结合测定值来进行阴极保护措施。
4、改进接口形式
针对于钢管自身抗腐蚀性较差的缺点,应加强对钢管内外防护处理得当,因此可采用承插式焊接接口钢管以代替传统钢管,避免管道发生爆漏。
给水管道中接口处理不当会引起爆管现象,由于管道钢管不具备抗腐蚀性,很容易被谁浸泡发生被腐蚀现象;对此,应该采用焊接的方式代替钢管的接口,即将传统钢管的对接焊缝接口改为搭接焊缝接口,从而提高焊缝质量,避免了接口被腐蚀,同时应该将焊接的质量加强,各个缝隙及时处理,减少环向焊缝带来的应力集中,避免焊接处由于水冲击造成漏水,使管道爆管。
5、加强管理对漏水现象
水利部门应该加强管理措施,方式漏水现象的发生。为了使漏水现象逐渐减弱现象,避免爆管现象的出现,应及时对水管进行质量的加强,及时进行检测维修;在动和关闭阀门时尽量缓慢进行,使水对于水管的冲击力变小,避免水的冲击给水管带来的破坏。通过管理制度的制定,将操作顺序合理安排,保证操作正常进行。在水质发生问题或者出现腐蚀的现象时,应及时检查并维修,及时更换水管,避免水管爆管造成的严重后果。
三、结语
目前,市政给水管道爆管现象仍然严重,给水管在出现爆管现象时会严重影响给水智联与安全,爆管的发生也可能引起其他现象的出现,由于水的冲击造成其他事故,给人类带来威胁。爆管现象的出现原因主要是管道本身材质及适量、接口质量及抗腐蚀、抗压、抗拉性的优劣、内外因素的压力、管理体系的不完善、股难道内液体具有的腐蚀性等。这些问题的解决依靠市政的严格管理,经过对管理体制的规划,对材质质量的加强,对接口处的处理以及应用防腐蚀性强的管道材质。通过一些列处理措施的应用以及严格的管理,不仅增加管道质量,避免给水管道爆管现象的发生,还能够延长管道的使用寿命,增加市政的良好控制,从而促进给水管的正常供水。
参考文献:
[1]屈鲲.供给水管道破损漏水情况研究分析[J].供水技术.2010(05)
[2]王天奎,张德林,黄巧霞.给给水管道腐蚀现象原因分析及预防[J].内蒙古煤炭经济.2010(03)
关键词:水利工程;给水管道;爆管;措施
前言:我国给水管道爆管现象严重,给水管道爆管的原因主要是由于管道材质的问题,一些给水管道采用劣质材料的管道或者金属管道,长时间会因材料问题发生爆管现象,或者由于金属管道长时间经过水的浸泡后逐渐被腐蚀后发生的爆管现象。引起爆管的因素还有一方面是因为地基下沉等因素造成地基浸水,下沉,从而造成管道的压力,引起给水管道爆管。给水管道的接口处理不当也会引起给水管道爆管现象,由于接口没处理好的原因使接口在外力作用下发生弯曲等情况,使接口处漏水,浸泡给水管道。引起管道爆管现象存在的因素还受地表荷载、管道在受内外因素的腐蚀情况与水锤与气囊中存在可流动的液体的突然变化等造成的给水管道爆管现象的发生。严重影响给水管道的正常使用。
一、给给水管道爆管原因分析
1、管道材质国内早期供给水管道材质多为灰口铸铁管,该种管材脆性大、强度低,整个管体组织疏松,难以消除气孔、黑渣和内沟,其在横向受力和外力振动下管顶或两侧受弯曲应力较大的部位易发生纵向破裂。
2、地基沉降管线敷设或维修时基础处理不当、加固不当或扰动原状土等都会导致管道基础强度不一致,季节变化等导致地表土收缩、膨胀和翻浆等导致地基强度弱化以及管道附近管路存在的跑冒滴漏现象使地基浸水变软而产生不均匀沉降,均会引起纵向弯曲应力而导致管道受力不均,造成纵横向产生裂缝,甚至断裂,即使采用柔性接口,当局部不均匀沉降较大导致接口弯转变形超过允许弯转量时也会导致接口漏水。
3、连接方式前期供给水管道多采用刚性接口,该种接口方式具有接口坚硬、不具备抗弯、抗拉和抗剪切能力,其在外力作用下对管道扭转、振动和位移的抵抗能力差,因此易导致漏水现象;采用焊接或承插式连接方法的管路上,由于多为现场施工,焊接完成后进行防腐施工,由于施工难度等原因导致施工质量不易控制,尤其是小口径管路因施工难度大往往不进行防腐施工;承插式接口的可挠性差,易传递侧向力矩和轴向拉力,一旦遇到急剧温差或短期内基础不均匀沉降则会导致水管爆裂。
4、地表荷载地下管道均不可避免的承受一定量的地表荷载,虽管道本身具有一定的抗压能力,其在限值内不会对管道造成破坏,但若遇到较强地表荷载对地面产生巨大扰动时会导致土壤结构发生变化,管道也会随之发生振动,振动过程中所产生的不均匀压力易引起管道渗漏甚至爆管。
5、管道腐蚀埋于地下的管道会受到内外腐蚀的作用,外腐蚀主要为土壤腐蚀,主要因素是土壤微电池、宏观电池、杂散电池以及土壤微生物等引起,一旦管道防腐层施工质量差则会导致局部防腐层破损;内腐蚀则主要是由电化学腐蚀和化学腐蚀,其会导致管道内涂层脱落。
6、水锤与气囊有压管路内流动的液体因某种外界因素导致内部液体流速突然变化,液体动量变化引起压强突然变化,因此在一段时间内升压和降压交替进行直至完全衰减的现象成为水锤,水锤现象发生后一旦管路难以承受则会导致漏水现象;在长距离输配水管路中一般设计流速不大,管路中的气体多以气囊形式存在于管路顶部,在管路刚开始冲水时管路内流态多为层状或波状流,排气也较为容易,而后期则多呈段塞流,该种状态下排气则较为困难,同时由于长距离、大管径、多起伏的管线经过地形起伏高差较大地段若没有安装足够的排气泄水装置则更易导致管内充气,一旦管路排气不彻底则气囊的压缩将导致高强压力振荡和管路剧烈震动现象,严重时并会导致供水中断。
二、管道爆管防治对策
1、合理选用管材
供水管路管材选用应选择承压能力强、使用性能可靠、施工简单、使用年限长,内壁光滑、输水能力强的管材以充分保证给给水管道能够安全运行。在建设水管中,要选择优质的管道材料,治疗的优劣决定其使用年限,在保证材料具有抗压、抗腐蚀等特点。目前一些水利工程中使用球墨铸铁管,这种材质硬度强,抗拉及抗压性好,不易腐蚀;在给水管道中能够长时间使用,具有一定的优势。同时由于该种管材采用T型柔性接口,该种施工工艺具有良好的密封性和可挠性,其埋置于地下可抵抗少量的不均匀沉降,改善管道及周围土壤受力状态,管道本身因水温变化而引起的伸缩在接口处可被吸收而不致漏水。
2、加装伸缩管和排气阀
为避免由于轴向应力导致的断裂,应解除一些部位对管道的约束,即在一定范围内允许管道伸缩,因此应采用伸缩器或套管等措施来释放固定端应力;在地形起伏较大区域应在管道的高点加装自动排气阀,在地形起伏较小的区域也应在挖槽时人为的设计出起伏坡度,使管路呈循环上升或下降,并在一定范围内的最高点加装排气阀。
3、加强阴极保护
当前长距离管线多采用钢管,但其有在自然环境中易腐蚀的缺点,因此应做好其防腐工作方可延长其使用寿命,同时应加强对钢管进行阴极保护的措施,由于钢管在土壤环境中所受腐蚀多为电化学腐蚀,而阴极保护是防止土壤腐蚀性的前提,应在实际应用中通过测量钢管环境土壤电阻率和自然电位来评价土壤腐蚀性,并结合测定值来进行阴极保护措施。
4、改进接口形式
针对于钢管自身抗腐蚀性较差的缺点,应加强对钢管内外防护处理得当,因此可采用承插式焊接接口钢管以代替传统钢管,避免管道发生爆漏。
给水管道中接口处理不当会引起爆管现象,由于管道钢管不具备抗腐蚀性,很容易被谁浸泡发生被腐蚀现象;对此,应该采用焊接的方式代替钢管的接口,即将传统钢管的对接焊缝接口改为搭接焊缝接口,从而提高焊缝质量,避免了接口被腐蚀,同时应该将焊接的质量加强,各个缝隙及时处理,减少环向焊缝带来的应力集中,避免焊接处由于水冲击造成漏水,使管道爆管。
5、加强管理对漏水现象
水利部门应该加强管理措施,方式漏水现象的发生。为了使漏水现象逐渐减弱现象,避免爆管现象的出现,应及时对水管进行质量的加强,及时进行检测维修;在动和关闭阀门时尽量缓慢进行,使水对于水管的冲击力变小,避免水的冲击给水管带来的破坏。通过管理制度的制定,将操作顺序合理安排,保证操作正常进行。在水质发生问题或者出现腐蚀的现象时,应及时检查并维修,及时更换水管,避免水管爆管造成的严重后果。
三、结语
目前,市政给水管道爆管现象仍然严重,给水管在出现爆管现象时会严重影响给水智联与安全,爆管的发生也可能引起其他现象的出现,由于水的冲击造成其他事故,给人类带来威胁。爆管现象的出现原因主要是管道本身材质及适量、接口质量及抗腐蚀、抗压、抗拉性的优劣、内外因素的压力、管理体系的不完善、股难道内液体具有的腐蚀性等。这些问题的解决依靠市政的严格管理,经过对管理体制的规划,对材质质量的加强,对接口处的处理以及应用防腐蚀性强的管道材质。通过一些列处理措施的应用以及严格的管理,不仅增加管道质量,避免给水管道爆管现象的发生,还能够延长管道的使用寿命,增加市政的良好控制,从而促进给水管的正常供水。
参考文献:
[1]屈鲲.供给水管道破损漏水情况研究分析[J].供水技术.2010(05)
[2]王天奎,张德林,黄巧霞.给给水管道腐蚀现象原因分析及预防[J].内蒙古煤炭经济.2010(03)