試析供水管道漏水原因

【摘要】本文對供水管道破損、斷裂、接口損壞等漏水原因進行初步分析，并對如何防治提出了具體措施。

【關鍵詞】供水管道；接口；管材；水錘；荷載

供水管道是城市發展的命脈，它運行的安全決定了其能否保證晝夜持續地以適當的服務壓力及質量合格的水供給用戶，以滿足居民生活飲用及工廠用水量的需要。因此，保證供水管網的安全運行，最大限度的發揮管網的輸配水能力，降低管網故障率，減少漏水量是供水管網管理工作的首要任務。所以，研究供水管道的漏水原因是保證供水管網安全運行的關鍵。

一、給水管道漏水情況分析兩方面，一是管道本身漏水，二是水表計量與安裝造成的用水。

1、土層土質沉降不均

在一般情況下，天然土的承載能力都能滿足管道的荷載要求，因此，只能將管道敷設在末被擾動，冰凍線以下的自然土層上，地基土可不必進行特殊的加固處理。但是，地質條件是復雜的，而且在管道所經過的路徑上，又是經常變化的。據了解有以下三種情況：一是在管道路徑上局部出現弱土層且未經特殊處理；二是管道基坑表面土質良好，但是在某些地段基坑面10～30cm以下隱藏著腐質土，且在施工過程中尚未發現；三是在管道路徑上出現較長距離的腐質土或含水量較高的淤泥質土層，且在施工過程中，采用了局部剛性基礎處理。在這些情況下，都會產生地層不均勻擾動而破壞管道的現象。這種情況在我市尤為突出。因為我市溫差較大，由于土層中各部分土質的含水率不同，相應的凍脹系數不同，所以在每年的春、秋融凍和封凍季節，給水管道因地層擾動而破損的事故發生的頻率是很高的，此外，如果在溝槽開挖時，忽視質量要求出現超深情況，并用回填土找平，也會引起上述情況。

2、管道內氣體的影響

在地形起伏的地段，給水管道高點處很容易聚氣體，其體積的變化，受溫度的影響較大，低溫下產生的氣體在高溫下體積迅速膨脹，而管內的水可視為不可壓縮流體，這樣必然引起管內局部壓力增大，當設在管道高處的排氣閥失靈時，可引起破壞性的爆管事故。另一種情況是，當管道內水壓發生變化時可引起水中溶解氣體的釋出和溶解，當水壓升高時，氣體被壓縮，并溶入水中，當水壓降低時，氣體釋出并膨脹，這一過程正是管內氣體存儲和釋放能量的過程。隨著壓力的變化，管道內的氣體發生著體積、密度、質量的變化，在氣體釋放能量時，能使管內水壓上升，如果這樣的波動連續發生，就會對管壁形成不斷的瞬時沖擊，一旦沖擊力超出管材的耐壓，就可產生爆管事故。

3、管道內水錘的產生

水錘是隨著管內水流速度發生急劇變化而引起的一系列壓強交替升降的水力沖擊現象。生產這種現象的原因，有電網突然停電、急速開、停水泵、管路布置不合理，管道內底標高相差較大等。給水輸水管線通常與泵站或高位水池相連，在一般情況下，成正壓運行，流速基本恒定，但當需要切換水泵或隨著電網突然停電、拉閘，調相而突然開、停水泵時，如果工作泵出口閥門不關閉，管內流速、壓力都將發生急劇變化，每當工作泵突然停運，靠近水泵出口處管內流速將驟然降低，而水靠慣性卻仍然維持原有流速前進，此時，在管線坡度大的地區，管內會出現負壓，水中的氣體會被析出，氣體發生分離，甚至出現空管段，繼而隨著工作泵的再次啟動，迫使倒回的氣體轉向，使兩股水流劇烈碰撞并再度彌合，此時，管壁受到巨大的沖擊力，其沖擊力對管壁產生超高壓力，以致發生管道爆裂。另外，突然停泵，隨著止回閥的迅速關閉，管內水流速度發生驟降，而管內壓力突然升高，也會造成管道的爆裂。這里還應指出，我市是多水源供水，其管網上閘閥也根據用水戶的需要和各部分管內流量的調節，全部開啟或部分開啟的。在各水源工況正常的情況下，管道中的壓力是穩定的，但是，當某個水源的供水量發生變化或水泵突然停電工作時，在管網中也會產生水錘現象，特別是那些部分開啟閘閥的管段中，更為顯著，因此，多水源供水的管網系統，在某個水源調水壓、水量或突然停電時，都可引起因水錘而產生的破壞事故。

4、管材的影響

鍍鋅管理在地下，鍍鋅層的防腐性能并不理想，特別是其在運輸中和安裝過程中的鍍鋅層不可避免地要受到不同程度的損傷，鍍鋅層受損后，受到腐蝕介質的作用，而鍍鋅層又太薄，只有零點幾毫米。因此，不能形成氧化鋅保護層，加上鍍鋅管管壁有比較薄，這樣時間一長很容易被腐蝕透以至穿孔。同樣道理，鍍鋅管特別是端頭的螺紋部分更是如此。在給水工程上，大量使用的普壓鑄鐵管，這種管材結構是碳在鐵中成片狀存在，削弱了它的強度，造成應力集中，另外，其含P、S較高，易產生熱脆性。因而在使用過程中出現干裂現象，細微裂縫逐步擴張而產生漏水。

5、管道接口的影響

管道接口是管道施工過程中的重要環節之一。也是保證施工質量的重要工序。目前，鐵鑄管破裂以承插式鋼性接口居多。在鋼性接口中，管道破裂又以自應力水泥砂漿與膨脹水泥砂漿的填料居多數。這兩種填料都具有膨脹性，一旦其膨脹強度超過承口強度時，就會使承口破裂。造成這種后果的原因主要是填料中各種配料的比例含量不當，使膨脹率過高。另外，還與氣溫、材料質量、施工環境、操作者的技能有關。

以上是從幾方面對我市供水管道經常發生漏損原因進行初步分析。針對這些管道漏水的原因，我們應采取一些措施，以減少管道漏損的危害。

1、采用柔性管道接口

改變鋼性接口為柔性接口。如橡膠圈接口。這種膠圈接口完全可以消除因溫差、不均勻沉降等不利因素產生的各種應力，是比較理想的管道接口。另外，在舊管道維修或新舊管連接時，應考慮增加管道上的柔口或伸縮口，如管道折管開裂人，維修時，應用采用石棉卡子或柔性伸縮節。而管道口漏時，要把原水泥口全部剔除而改打青鉛接口，以避免該接口或相鄰接口因再次受拉而出現漏水。

2、采用球墨鑄鐵管或PVC管

球墨鑄鐵管同時兼有鋼管的強度、韌性和鑄鐵管的搞腐蝕性能力。應當廣泛地推廣使用。PVC管抗腐蝕性等性能也優于鍍鋅管，也是值得推廣的管材。

3、提高管道排氣系統的質量

應對管線上所有的排氣閥加強維護檢查，應建立必要的定期換閥檢修制度。另外，在條件具備的條件下應建立管線積氣點壓力遙測裝置，隨時觀測管道高點處的積氣情況，發現排氣閥失靈，立即檢修。再則，設計時，應在管道高處設排氣閥。

4、加強管道施工的地質勘察工作

勘察與施工相互協調，當溝槽開挖時，與槽內進行勘察及時發現問題，及時提出補救措施，從實際出發提出管道基礎處理的具體方案。

總之，給水管道漏水的原因是復雜的。我們應該科學地總結經驗教訓，加強這方面的研究，不斷探索減少漏失率的新途徑。

參考文獻：

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