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城市管道常见问题
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  • 更新时间:2018/09/20 10:04:45

随着社会经济的发展,居民生活水平不断提高,在现代的城市,人们对水的要求也越来越高,如果断水一天,甚至是几个小时人们都难以接受。因而作为城市的血脉——供水系统的正常运转显得尤为重要,其中管道是供水系统的关键环节,如果管道发生问题,对城市的生产、生活将会产生不可估量的影响,甚至可能带来混乱。因此对管道的常见问题做到心中有数并且有意识地采取一些适当措施是相当重要的。一般比较常见的管道问题分为以下3类:施工过程中的问题、试运行时的问题及使用过程中的问题。

1 管道施工中的问题及防治措施
 
给水管道的施工方法有开挖沟槽施工法和不开挖沟槽施工法,在施工中一般使用的是开挖沟槽施工法,施工流程为:
沟槽开挖→下管→稳管→管口安装→试压→回填
管道施工中出现的问题,主要是由设计问题、施工质量和材料质量不良引起的。这些问题轻则影响工程的正常使用,重则造成重大的质量或安全事故。以下重点介绍由施工质量不良引起的问题及防治措施。
1.1 沟槽开挖
(1)存在问题:基坑下沉,造成管口开裂。
(2)原因分析:沟槽开挖时没有按照设计要求的开挖深度进行,或者在开挖过程中遇到了不良地质而没有进行地质加固措施,造成管基的下沉,导致管道接口的开裂或变形而影响其正常使用。
(3)预防措施:一是严格按照设计及规范要求的开挖深度及要求的地基承载力进行,遇到不良地质与设计单位协商进行变更设计,确保管道基座处于合乎要求的承载面上。二是在雨水季节里,做好基坑排水工作,严禁基坑被水浸泡,导致基坑下陷。
1.2 下管和稳管
(1)存在问题:管道铺设不顺直。
(2)原因分析:施工测量、定线控制不严格,沟槽开挖后未经复测或修整即开始铺管。铺管时,未采用龙门板、中线桩、平桩等措施控制轴线和标高,仅凭操作人员目测进行铺管,或中线桩、平桩布置间距过大。下管方法不正确。
(3)预防措施:一是施工测量、定线严格加以控制,沟槽开挖后,认真进行复测并进行修整,验槽合格后方可铺管。二是铺管前设置龙门板、中线桩、平桩等措施控制轴线和标高,其间距以10m为宜。三是下管要采取正确的方法进行。
1.3 管道安装和试压及回填
1.3.1 钢管焊接接口
(1)存在问题:钢管接口开裂、漏水。其表现为:钢管对接焊口全断面或部分开裂,裂缝宽度一般为上宽下窄,螺旋焊接钢管焊缝漏水。
(2)原因分析:一是管道安装后没有及时回填,由于受温度变化的影响较大,使钢管产生纵向温度应力,造成管道接口开裂。二是管道回填密实度达不到设计要求,或覆土厚度过小、回填土土质不良,由于车辆等荷载的外力作用,造成管道接口开裂。三是在坚硬岩石的管基条件下,铺设管道没有进行管基处理,管道直接铺在坚硬的岩石上,造成管道应力集中,而使接口开裂。四是焊接环境温度控制不当或焊接材料选用不正确,焊接质量达不到要求。
(3)预防措施:管道焊接时,应选择在温差变化较小的时间进行。管道安装完毕后,应及时回填,并应使回填土的密实度(管道两侧尤其重要)和覆土厚度达到设计要求。认真做好管基处理,特别是坚硬岩石的管基,应铺设砂垫层。焊接材料应符合规定,焊接人员必须有相应的操作合格证,并严格按照焊接技术规定进行施焊。焊后进行无损探伤检验,凡不合格的焊缝必须返修,返修后仍按原规定方法进行探伤检验,但返修的次数不得超过3次。
(4)治理方法:管道出现裂缝后,可采用外加板焊接加固。
另外,类似的问题还有钢管螺纹接口、石棉水泥接口、铸铁管膨胀水泥接口、预应力混凝土管橡胶圈接口等,在此不再一一赘述。
1.3.2 硬聚氯乙烯(UPVC)管
(1)存在问题:UPVC开裂、爆管或接口漏水,UPVC管道上浮。
(2)原因分析:一是管材尺寸误差超标,插口端部倒角不合格,顶挤橡胶圈产生位移或扭曲,插口无插入深度标线,致使管子插入不到位而造成漏水;管壁厚度不均匀,受力后造成开裂或爆管现象。二是硬聚氯乙烯管材质地较脆,且容易变形。在运输、贮存中受到碰撞、挤压、日晒雨淋,管材会破损、开裂、老化。另外,误铺受到损伤的管材很容易发生漏水、开裂、爆管情况。三是UPVC管的密度一般在1.35~1.46之间,由于其重量轻,铺管时容易造成位移,使橡胶圈发生扭曲而造成漏水。由于管轻,铺设管道时如不及时覆土,在雨季如果有大量的水流入沟槽且达到一定高度时,就有可能造成管道上浮,使管道位移而损坏。四是管基不平整有块石等硬物时,或覆土不密实有块石硬物易造成损坏。
(3)防治措施:严格管材的进场检查验收,不合格的材料严禁使用。管材的运输、装卸及贮存应按操作规程进行,管材摆放整齐,贮存期不宜过长,一般不超过一年,且应避光、避雨贮存,以防止管材变形、老化。铺管时插入阻力过大,则应拔出管子检查、调整,重新安装;若管子插口倒角不合格时,应加以修整,再行安装,以保证插入到位,橡胶圈不扭曲。认真做好管基的处理,不可将管直铺在岩石上或未经处理的软弱地基上。管道铺设后,应及时回填,如果来不及回填,可采用管内灌水的方法,以防止管子被损坏或遇水漂浮。回填土最初应采用人工从两侧进行,管腔两侧及管顶以上0.5m要回填砂或无块石的细土,分层进行填实,一般避免使用机械回填。
1.3.3 管道试压
(1)存在问题:管道试压时,管段两端封堵板接口或管道转角处的接口漏水或脱口。
(2)原因分析:管端封堵板支撑不牢固,或后座受力变形、位移。管段转角处未设支墩或墩过小,或支墩不牢固。土体松弱,回填不密实。
(3)防治措施:后座支撑应牢固,后座与土壁间隙应用砂填塞密实。当作为后背墙手土体松软时,应对土体进行加固。按规范要求设置管道转角支墩,并确保质量,当转角处土体松软时,应采取加固措施。
2 管道试运行时的问题
 
2.1 管道堵塞
(1)存在问题:管道通水量不足或不通水。
(2)原因分析:接口填料掉入管内造成堵塞。铺管时未对管子进行清理,使杂物留存在管内,或铺设停顿时工具等物放入管内,继续铺设时未取出而留在管内,或铺设停顿时未将管口封堵,小动物进入管内。在管道凸起点有空气存在,形成气囊。
(3)预防措施:管道接口施工应按操作规程进行,防止填料掉入管内。管口铺设前,将管内杂物清理干净,铺设停顿时应将管口封堵好,但不能将工具等物品置于管内存放。管道凸起处的排气装置必须按要求设置并保证其工作状态良好。
(4)治理方法:在发生故障的管段,拆除一节管子,清除杂物后,重新接通。
2.2 管道断裂
(1)存在问题:管道在施工过程中或输水过程中发生断裂。
(2)原因分析:管材质量不符合技术标准,或运输、装卸、安装不当受到损伤。管道地基产生不均匀沉降,引起管道断裂。当管道施工充水作业时,未排净的空气混合在水流中,还有溶解的空气由于压力变化可能释出等原因,使管内有气囊存在,减少了水流的过水断面,增加了输水过程中的水头损失,在气囊处压缩的空气产生较大的瞬时压力,引起管道的破裂。管道回填土质不良,含有块石或密实度不符合要求。在土层中有不同的土质,其冻涨系数差异较大,在春秋融冻和封冻季节,由于土层的涨缩力,造成管道断裂。
(3)预防措施:加强管材质量的检查验收工作,在运输、装卸、堆码、铺设过程中应采取相应的保护措施,并做到轻装轻卸,防止管材受到损坏。下管前应逐根进行检查,受损伤的管材严禁下沟铺设。沟槽开挖后应及时进行验槽,对软弱地基应进行处理,经验槽合格后方可下管铺设。在高差较大的管段设置减压装置或在管路的高处安装放气阀,以避免管路造成气囊,形成水锤力对管道造成损坏。同时应保证减压装置安全可靠。管道回填应采取无块石、硬物的土;回填时先从管道两侧对称进行,分层进行夯实,以保证其密实度符合要求。寒冷地区的管道埋设深度必须符合规范规定。
3 使用过程中的问题
 
3.1 管道破裂
(1)存在问题:水锤现象导致管道破裂。
(2)原因分析:当阀门或水泵突然开闭时,由于水的惯性大,撞在管壁、弯头、阀门上产生水击现象,使管道震动,产生噪音,造成管道中的局部压力很大,超过正常水压力的几倍甚至几十倍,致使管道破裂。
(3)预防措施:在水泵附近供水管道上装水锤消除器或安全阀,进行泄水减压;在水泵的出水管道上安装缓闭逆止阀,延长时间,进行缓闭减压。
3.2 UPVC管的变形及爆裂
(1)存在问题:UPVC管在使用过程中出现变形及爆裂。
(2)原因分析:UPVC管由于重量轻、耐腐蚀、内壁光滑、输水能力大、安装方便、造价低廉等突出优点,在自来水管道中得以广泛应用。但当温度变化较大时,很容易变形。另外,管道的热胀冷缩也容易使管道接口破裂漏水。
(3)预防措施:安装管道时,在承插接口处,插入深度留一点空隙,充分利用接口胶圈的弹性作用,以保证管节在温度升高时有伸展的余地;每隔300m~500 m安装一段伸缩节。
3.3 钢管和铸铁管的腐蚀与结垢
(1)存在问题:由于管道的腐蚀及结垢造成管道泄漏和水质恶劣。
(2)原因分析:在给水管道中,老管道一直沿用传统的钢管、铸铁管和预应力混凝土管,金属管材埋在土壤中,金属与水和土壤接触极易发生化学和电化学作用。特别是在有些地方土壤酸度高,腐蚀性强,这样致使管材寿命缩短造成泄漏。而且使用年限较长的金属管内壁腐蚀、结垢、沉积锈蚀物中含大量的铁、锰和各种细菌,使管网中的铁、锰、浊度、色度、细菌等指标值上升,水质恶化,影响居民生活。另外,靠螺栓使法兰盘压紧橡胶垫的接口,即使一根螺栓腐蚀、断裂或松动,也会造成法兰受力不均,导致漏水。
(3)防治措施:对管径较小(DN<300mm),压力没有特殊需求的尽量采用UPVC管;施工时采用石油沥青或环氧煤沥青对金属管道的外表面进行防腐处理,而对金属特别是钢管的内壁上均匀地涂一层水泥砂浆,以防止金属内壁腐蚀结垢,延长管道的使用寿命,并能保护水质,保持或提高管道的输水能力。阴极保护。
3.4 管道负荷大和压力过高
(1)存在问题:旧管道破裂。
(2)原因分析:随着社会飞速发展,人民生活水平不断提高,需水量不断加大,旧管道超负荷运行。水厂泵房加压,旧管道年久失修,很容易造成管道破裂,使管网失去应有的功能。
(3)预防措施:设计时按照城市规划分析近期的用水量,把管道合理分布在供水区域内;有计划地视管网情况,按轻重缓急每年按管道总长的1%~2%进行管网改造,优化组合。
3.5 环境改变造成的管道问题
(1)存在问题:施工时的环境与运行时环境差异较大,致使管道破裂漏水。
(2)原因分析:管道铺设完毕后,由于城市规划有了变更,如道路拓宽改建或有建筑设在管道上。在改造管网时由于考虑拆迁管道费用大,旧管道未动,而铺设新路时,新建路基进行夯实,造成新旧路基沉降不均,同时,机械的操作使路基的震动很大,严重影响旧管道的接口质量,致使多处漏水。
(3)防治措施:管道施工时考虑到城市的规划,尽量做到一次到位。道路改造时,根据城市规划,一定要把原来的老管挖出来,放到指定的位置上,不要贪图一时的经济利益而忽视长远的危害。

综上所述,要想有效地防治各种管道问题的发生,确保居民生活、生产的正常进行,就要对管道从设计到施工到管理,都层层把关,对可能发生的问题要做到心中有数,有意识地加以预防。设计施工要按规范标准进行,要定期检修,防患于未然。

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