談自來水給水管爆裂施工技術(shù)

冉旭宇

摘 要：自來水給水管爆裂因素多樣、復(fù)雜，是由多方面的主客觀因素造成的，要控制管網(wǎng)的爆裂，必須從多個角度去考慮，綜合考慮管網(wǎng)的管材材質(zhì)、連接方式、受力以及承壓情況。

關(guān)鍵詞：自來水；水管；爆裂；管材

內(nèi)蒙古通遼市自來水廠，自1978年成立演變至今歷史，現(xiàn)最高日供水量為22萬立方米/日，大于等于DN100供水管線長約740公里。輸配水管網(wǎng)，現(xiàn)在還有100公里的砼管，30公里的灰口鑄鐵管。由于灰口鑄鐵的脆性，經(jīng)常在管道試壓和投產(chǎn)運行后發(fā)生爆管、斷裂現(xiàn)象，影響公司正常供水服務(wù)，有時還會造成災(zāi)害性后果，經(jīng)濟(jì)損失和社會影響很大。

1 水管爆裂原因分析

埋地給水管道爆裂的原因主要與以下幾個因素有關(guān)。

溝槽沒有按規(guī)定開挖，對于石塊較多，槽底不平且有凸起石頭的，比是按照相關(guān)規(guī)定先清除石頭再鋪設(shè)15cm以上的沙土，只有做到這些才能繼續(xù)鋪設(shè)管道，如果在施工的時候偷工減料，沒有做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備，在 回填完畢通水運行后，管線上部土壤、管道本身以及管線上的車輛載荷就有可能只是由一些凸起的石塊來支撐，時間久了，就容易造成在支撐點破裂，這就是人們常說的“刻痕效應(yīng)” 。如2013年底解放中路DN300給水管線爆管，就是這一典型。

在進(jìn)行地下輸水管的鋪設(shè)時，必須先考察輸水管下面土壤的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，如果地基主要為承載力較強(qiáng)的粘土、砂質(zhì)粘土，地下水較低，需要使用天然土把地基鋪平，把地下管道鋪設(shè)在沒有擾動的原土上；對于一些承載力不好的地基，則必須做好前期處理，如果鋪設(shè)地下管道的溝槽地基不做處理，很容易造成在施工完成后，因受到各種載荷力作用而受力不均，造成局部斷裂。雖然T型接口具有很好的柔性，但是當(dāng)局部沉降相差較大，超過了接口允許的彎轉(zhuǎn)量，就會造成接口處漏水，在所有造成接口漏水的原因中，沉降不均是個重要的原因。如2013年底東新公路DN600管線爆管就是這一原因造成。

2 水管爆裂對應(yīng)措施

2.1 管材選擇的重要原則

管材選擇的重要原則管材必須性能可靠、能夠承受大壓力、耐使用，內(nèi)外壁光滑，在輸水過程中保持不變點，可同時應(yīng)用于埋地鋪設(shè)、過河倒虹、頂管施工以及跨越架空，鋼管雖然在輸水管中使用較多，可鋼管有其天生的缺陷，就是容易腐蝕，因此在使用時，務(wù)必做過鋼管的防腐，以最大限度地延長水管的使用壽命。國標(biāo)（GB50268--97）關(guān)于防腐《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》中并沒有提及如何對鋼管道陰極保護(hù)施工的問題，不過在我國的供水領(lǐng)域，已經(jīng)開始得到越來越多的重視，這主要得益于國外輸水管道和國內(nèi)石油天然氣管道的成功應(yīng)用，目前在我國的上海、成都、深圳、大連寧波、廈門等城市開始在實際中使用輸水鋼管陰極保護(hù)，腐蝕原電池是鋼制管道在土壤環(huán)境中腐蝕的基本形式，因此必須首先正確評價土壤的腐蝕性，目前對土壤腐蝕性評價主要是通過測量土壤電阻率和自然電位，一般來說，土壤電阻率大，自然電位負(fù)值越小，則土壤的腐蝕性越弱。如果土壤測定為強(qiáng)腐蝕性，就必須對鋼制管做好陰極保護(hù)。在瑞安東片供水區(qū)域，有的小作坊廠家環(huán)保意見不強(qiáng)，經(jīng)常排放出較強(qiáng)腐蝕性的酸堿性液體，如莘塍新興路DN300給水鑄鐵管就被強(qiáng)酸性排污腐蝕，像這些地段我們要進(jìn)行陰極保護(hù)。

2.2 水管盡量使用球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管具有其他材質(zhì)的水管無法比擬的優(yōu)勢，在抗彎、延伸率、耐沖擊性、抗拉、硬度以及水壓試驗等方面都要強(qiáng)于混凝土壓力管和灰口鑄鐵管，在抗腐蝕性以及使用壽命方面又遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋼制管。從力學(xué)性能方面來看，在抗壓強(qiáng)度以及抗拉方面，球墨管要比灰口鑄鐵管高出一倍以上，比鋼制管也要強(qiáng)許多。與其他材質(zhì)的水管相比，球墨鑄鐵管具有以下特點：

（1）與一般灰口鑄鐵管相比，抗拉強(qiáng)度高出3倍左右；

（2）一般灰口鑄鐵管延伸率為0，而球墨鑄鐵管具有較好的韌性，延伸率高，為5%～15%；

（3）球墨鑄鐵管可以工作較大壓力下，其最高工作壓力可達(dá)2145MPa，而一般的灰口鑄鐵管最高工作壓力為0174MPa；

（4）在用材方面，由于球墨鑄鐵管較灰口鑄鐵管薄1/3，因此用材要少，球墨鑄鐵管使用的是T型柔性接口，有比較好的可撓性和密封性，此外由于管材具有較好的柔性，在施工時，可以接受少量的不均勻沉降，如果管內(nèi)水溫變化時，T型柔性接口可以吸收一部分因溫度變化引起的伸縮，而不至于漏水。

2.3 抓好管道工程施工安裝

在給水管道的安裝工程中，保證其施丁質(zhì)量是防止接口漏水，使管網(wǎng)安全、可靠運行的關(guān)鍵。在實際設(shè)計中，對管道的埋置深度、管道地基、夯實覆土的密度、接15的施工工藝等都有具體的規(guī)定和要求。在管道施工中應(yīng)嚴(yán)格按照要求施工，提高施工技術(shù)，保證施工質(zhì)量。

2.4 改進(jìn)接口形式提高接口質(zhì)量

在很多特殊情況下要安裝鋼管作為供水管，如穿越鐵路、橋梁、公路、涵洞、河渠等， 鋼管具有機(jī)械強(qiáng)度好、承受能力強(qiáng)，焊接方便等特點，如果能很好處理鋼管的防腐，鋼制水管也能獲得較強(qiáng)的使用年限。目前國外已普遍使用承插式焊接接口鋼管，它是傳統(tǒng)鋼管的第二代產(chǎn)品，它把傳統(tǒng)鋼管的對接焊縫接口改為搭接焊縫接口，提高了接口焊縫的質(zhì)量，使環(huán)向焊縫減少應(yīng)力集中，避免管道發(fā)生爆漏。

2.5 增加水管排水閥和伸縮管

研究表明，水管的脆弱處在接口處，市政給水水管爆裂的重要原因就是在接口處。為了減少軸向應(yīng)力，應(yīng)允許管道伸縮，解除一些部位對管道的約束。伸縮管的作用是補(bǔ)償輸水管道因熱脹冷縮而引起的錯位、撓曲、位移等功能，是目前國內(nèi)外使用較多的管道附件。在直管道上，安裝伸縮器能有效釋放固定端的應(yīng)力，在地勢不平的地方，在管道到高位，必須安裝自動排氣閥，有時候在地勢平坦的地方，開挖排水管槽時有必要把管線設(shè)計出起伏，呈循環(huán) 上升或下降，坡度不小于1/500，在每千米的最高處設(shè)計1～2個排氣閥。安裝排汽閥不但有利于減少管道中的氣阻，增加管道過流量，而且有利于保護(hù)管道安全，管道接口不被氣阻擠壓而滲漏。

2.6 立法保護(hù)供水管網(wǎng)設(shè)施

加強(qiáng)城市規(guī)劃及管理，嚴(yán)厲打擊破壞城市供水管道設(shè)施的行為，嚴(yán)禁在管線上違法修建圍墻及房屋。

3 結(jié)論與建議

綜上所述，城市給水管爆管因素往往不是單一的，而是由各種主客觀因素多方面造成的，因此對管段的分析應(yīng)從整體的角度出發(fā)，收集區(qū)域管網(wǎng)的爆管資料，把區(qū)域管網(wǎng)作為一個有機(jī)整體，對管網(wǎng)的連接形式、管材材質(zhì)、承壓、受力等情況進(jìn)行綜合分析，確定各影響因子之間的相互關(guān)系，對管網(wǎng)爆裂進(jìn)行綜合控制。