论文部分内容阅读
摘 要: 城市自来水给水工程是基础设施项目，同时也是隐蔽工程，施工质量的优劣与广大人民群众的生活息息相关。因而做好城市自来水工程的施工管理，保证其施工质量，具有极其重要的现实意义。本文对自来水给水管道施工中的问题进行分析，并对管道选材方面提出了详细的建议，列举了防止给水管道爆管的措施。
关键词:城市自来水给水管道爆管 措施
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：
一 城市自来水管道施工中的问题
1 连接方式
供水管道采用的刚性接口方式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，尤其是小口徑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。
2 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。
3 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。
4 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；管内水体发生倒流时由排气阀吸入的气体或由于负压产生的水蒸气将随水体流动，气体被压缩在管顶并被水流分割为较大分散的气囊。
二 城市自来水给水管道施工管理措施
1 合理选用管材
1.1随着科学技术发展的不断提高和增加,各种科学技术方式的应用为给水管道的选择提供了合理有序的理论依据,更是为管道应用材料增加了应用模式。目前市政给水常用的管材主要有以下几种:
(1)球墨铸铁管 和灰口铸铁管(普通铸铁管)
(2)钢管
(3)聚乙烯塑料管(PE)、
1.2 选择方法
(1)新埋大口径管道中(管径≥DN100),
目前，球墨铸铁管已成为主要的给水管材。由于灰口铸铁输水管和管件管身脆性大,由于其在应用的过程中不耐抗冲击、对地震和其他各种压强的抵抗能力低,更是在施工中管体组织疏松,又难以消除气孔、墨渣等。内沟、重皮刚好排在管底、管顶或者管道的两侧的受弯区的应力选择较大的地方进行严格合理的控制措施和控制方式,在实际给水管网系统运行中,由于过去灰口铸铁管质量不佳而引起在施工中出现各种管道爆裂现象,从而造成施工质量和隐患问题。故在给水工程中灰口铸铁管已被淘汰。
(2)穿越河道、铁路等特殊地段宜采用焊接钢管。由于在钢管的焊接过程中施工速度快,各种影响和控制因素良好,而且能够适应各种施工条件和环境影响之下的施工形式,受到广泛的关注。
(3)采用非开挖水平定向钻机或顶管施工时,采用PE给水管作为主要的管材施工材料,这是保证施工质量的关键性因素。
2 各类城市自来水给水管材施工时应注意的施工工艺
2.1 球墨铸铁管
(1)DN1000及DN1000以下的球墨铸铁管宜选用型橡胶圈接口,DN1000以上的球墨铸铁管宜选用K型橡胶圈接口。弯管等特殊配件可采用型接口或自锚式接口。
(2)球墨铸铁管安装前应进行检查 ,管道表面不得有裂纹、影响使用、凹凸不平的缺陷,不得有影响接口密封性的缺陷。应进行插口校圆、切管、水泥砂浆内衬的修复及承插口打磨等准备工作。
2.2 焊接钢管
(1)尽量采取加强级防腐措施。焊接钢管内外壁应经喷砂除锈(Sa＞2.5级)。DN500及DN500以下钢管内壁采用水泥砂浆或在工厂内进行PC-17环氧涂塑,漆膜厚度不小于350um。DN500以上钢管内壁采用PC-17环氧涂塑,漆膜厚度不小于350um。明露钢管外壁喷涂底漆氰凝3道,漆膜厚度不小于200um,面漆用有机硅丙烯酸3道,漆膜厚度不小于230um;埋地钢管外壁刷环氧煤沥青漆四油两布。
(2)钢管安装应符合现行《现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-98)的要求。钢管的内外防腐处理应符合设计要求。安装前应检查钢管内外防腐层,有缺陷的地方及焊接点周围应根据原防腐标准进行修复。
3 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。
4 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。
5 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，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，减少环向焊缝带来的应力集中，避免管道发生爆漏。
6 加强管理
对漏水现象应保证修复的及时和质量，避免小漏变为大漏，对管网暗漏现象应化被动为主动，将爆管点尽早消灭，应加强巡检力度，对不正常现象及时发现；在启闭阀门时应尽量缓慢，保证操作顺序正确避免引起水锤造成损害以及因水力状况变化剧烈导致水质突变；应结合实际情况制定相应的防腐蚀对策，可采用防腐涂料、树脂砂浆、水泥砂浆等工艺相互结合以充分保证防腐质量。
三 结语
城市自来水给水系统是城市道路系统的辅助部分，其施工质量的好坏，直接影响到城市道路系统的运营。在施工过程中，要提高给水工程的施工技术水平，加强技术监管力度，注重施工中的技术细节，只有这样，才能保证给水管道工程的施工质量，确保工程在实际投入运行后的使用功能和情况的正常、稳定。
参考文献：
[1] 薛士科、刘万、石风华等：《给水管网爆管原因分析及防治对策》，《冶金能源》，2007，26(1)。
[2] 饶细保：《供水管线爆管原因分析和防治措施》，《有色冶金设计与研究》，2004(6)
[4] 何芳,刘遂庆. 供水管网爆管事故分析与对策探讨[J]. 管道技术与设备. 2004(05)
关键词:城市自来水给水管道爆管 措施
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：
一 城市自来水管道施工中的问题
1 连接方式
供水管道采用的刚性接口方式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，尤其是小口徑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。
2 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。
3 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。
4 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；管内水体发生倒流时由排气阀吸入的气体或由于负压产生的水蒸气将随水体流动，气体被压缩在管顶并被水流分割为较大分散的气囊。
二 城市自来水给水管道施工管理措施
1 合理选用管材
1.1随着科学技术发展的不断提高和增加,各种科学技术方式的应用为给水管道的选择提供了合理有序的理论依据,更是为管道应用材料增加了应用模式。目前市政给水常用的管材主要有以下几种:
(1)球墨铸铁管 和灰口铸铁管(普通铸铁管)
(2)钢管
(3)聚乙烯塑料管(PE)、
1.2 选择方法
(1)新埋大口径管道中(管径≥DN100),
目前，球墨铸铁管已成为主要的给水管材。由于灰口铸铁输水管和管件管身脆性大,由于其在应用的过程中不耐抗冲击、对地震和其他各种压强的抵抗能力低,更是在施工中管体组织疏松,又难以消除气孔、墨渣等。内沟、重皮刚好排在管底、管顶或者管道的两侧的受弯区的应力选择较大的地方进行严格合理的控制措施和控制方式,在实际给水管网系统运行中,由于过去灰口铸铁管质量不佳而引起在施工中出现各种管道爆裂现象,从而造成施工质量和隐患问题。故在给水工程中灰口铸铁管已被淘汰。
(2)穿越河道、铁路等特殊地段宜采用焊接钢管。由于在钢管的焊接过程中施工速度快,各种影响和控制因素良好,而且能够适应各种施工条件和环境影响之下的施工形式,受到广泛的关注。
(3)采用非开挖水平定向钻机或顶管施工时,采用PE给水管作为主要的管材施工材料,这是保证施工质量的关键性因素。
2 各类城市自来水给水管材施工时应注意的施工工艺
2.1 球墨铸铁管
(1)DN1000及DN1000以下的球墨铸铁管宜选用型橡胶圈接口,DN1000以上的球墨铸铁管宜选用K型橡胶圈接口。弯管等特殊配件可采用型接口或自锚式接口。
(2)球墨铸铁管安装前应进行检查 ,管道表面不得有裂纹、影响使用、凹凸不平的缺陷,不得有影响接口密封性的缺陷。应进行插口校圆、切管、水泥砂浆内衬的修复及承插口打磨等准备工作。
2.2 焊接钢管
(1)尽量采取加强级防腐措施。焊接钢管内外壁应经喷砂除锈(Sa＞2.5级)。DN500及DN500以下钢管内壁采用水泥砂浆或在工厂内进行PC-17环氧涂塑,漆膜厚度不小于350um。DN500以上钢管内壁采用PC-17环氧涂塑,漆膜厚度不小于350um。明露钢管外壁喷涂底漆氰凝3道,漆膜厚度不小于200um,面漆用有机硅丙烯酸3道,漆膜厚度不小于230um;埋地钢管外壁刷环氧煤沥青漆四油两布。
(2)钢管安装应符合现行《现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-98)的要求。钢管的内外防腐处理应符合设计要求。安装前应检查钢管内外防腐层,有缺陷的地方及焊接点周围应根据原防腐标准进行修复。
3 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。
4 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。
5 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，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，减少环向焊缝带来的应力集中，避免管道发生爆漏。
6 加强管理
对漏水现象应保证修复的及时和质量，避免小漏变为大漏，对管网暗漏现象应化被动为主动，将爆管点尽早消灭，应加强巡检力度，对不正常现象及时发现；在启闭阀门时应尽量缓慢，保证操作顺序正确避免引起水锤造成损害以及因水力状况变化剧烈导致水质突变；应结合实际情况制定相应的防腐蚀对策，可采用防腐涂料、树脂砂浆、水泥砂浆等工艺相互结合以充分保证防腐质量。
三 结语
城市自来水给水系统是城市道路系统的辅助部分，其施工质量的好坏，直接影响到城市道路系统的运营。在施工过程中，要提高给水工程的施工技术水平，加强技术监管力度，注重施工中的技术细节，只有这样，才能保证给水管道工程的施工质量，确保工程在实际投入运行后的使用功能和情况的正常、稳定。
参考文献：
[1] 薛士科、刘万、石风华等：《给水管网爆管原因分析及防治对策》，《冶金能源》，2007，26(1)。
[2] 饶细保：《供水管线爆管原因分析和防治措施》，《有色冶金设计与研究》，2004(6)
[4] 何芳,刘遂庆. 供水管网爆管事故分析与对策探讨[J]. 管道技术与设备. 2004(05)