塑料供水管網滲漏原因分析與漏水檢測方法探究

曾鳴

摘 要：針對某大學教學區內塑料供水管網漏水問題，詳細分析此類軟土地質、大管徑塑料供水管道漏水產生的原因，建議從問題產生的諸方面查找，逐個排除，由原因入手找出漏水嫌疑管段并提出一種綜合分析方法確定漏水點位置，以減少因漏水產生的經濟損失。

關鍵詞：塑料供水管 大管徑 漏水原因 打釬聽音 綜合分析

中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0093-02

給排水塑料管是目前國內大力發展和廣泛應用的化學建材，它具有質量輕、耐化學腐蝕性能強、輸送流體阻力小、不易堵塞、安裝方便、省鋼、節能等優點。某大學教學區安裝使用以塑料管為主供水管的供水管網，使用幾年之后，教學區計量水量出現異常，懷疑是漏水導致。現針對該大學校園的塑料供水管道疑似滲漏水問題，分析其產生的原因并提出針對塑料管漏水相應的檢測方法。

1 學校供水概況

該學校自來水供水分別由教學區南門和北門的兩條DN200的市政自來水供水管道供入，分別有一級水表計量，環形管網。自來水供入環形管網后，經過安裝在圖書館的無負壓供水系統加壓，供水管網壓力加至0.40MPa后通過校內環形管網供往教學區內各個用水點。該校教學區內供水管道均為高密度聚乙烯管（HDPE），埋地深度在1.5～2.0m。

2 塑料供水管滲漏原因分析

2.1 塑料供水管簡介

塑料管一般是以塑料樹脂為原料，加入穩定劑、潤滑劑等，以“塑”的方法在制管機內經擠壓加工而成。從2000年6月1日起，我國城鎮新建住宅中禁止將冷鍍鋅鋼管使用于室內給水管道，推廣使用硬聚氯乙烯（UPVC）給水管、鋁塑復合管、交聯聚乙烯（PE-X）管、改性聚丙烯（PP-R）管等新型塑料管材；同時禁止使用排水鑄鐵管于室內排水管道，推廣使用UPVC排水管[1]。使用范圍廣、占比大的塑料管材主要有PE管、PVC-U管和PP-R管3類。

2.2 塑料供水管滲漏現狀

2.2.1 滲漏情況統計

通過對該大學塑料供水管網現場逐段排查和統計，得出滲漏情況（已確定）如下：該學校區域內塑料供水管滲漏主要集中在DN300的主供水管及DN50至DN300間的二級供水管；滲漏點大部分位于管道接頭處和管道中段；供水管滲漏均為暗管滲漏；滲漏發生點以道路下位置居多；滲漏均發生在加壓后的高壓供水管網。

2.2.2 滲漏原因分析

通過對該校供水管網現狀排查及相關資料查詢、研究分析發現，造成滲漏水的原因主要有以下幾個方面的因素。

（1）地質環境影響的問題。

該大學城所在地的軟土主要是淤泥和淤泥質土。統計均值表明，大學城的軟土含水量高、孔隙比大、飽和度高、壓縮性高、滲透性小、為極弱透水、抗剪強度低、地基承載力低、靈敏性高，具有很強的結構性和流變特性[2]。因此大學城的工程地質性質差，易對埋地供水管網造成不良影響。現場查看發現有多處埋地管道所在區域有沉降現象，沉降和流變容易對管網作用，產生拉伸力，導致管線受力出現裂縫。

（2）管道附件導致的漏失。

管件發生漏水多數是由管件自身質量的原因造成的。管網中閥門的漏水次數較多，其中閥門漏水最為常見，主要表現為閥桿周圍密封問題、閥門底座內部凹槽堵塞等。

（3）埋深與外荷載原因。

由于道路和管道線路設計不合理原因，使原本鋪設在綠化帶或人行道下面的管道變成了鋪設在機動車道下面，埋深隨之不夠，當外界荷載過大時，造成路面不均勻沉降后，導致管道受力不均勻，在薄弱環節處易產生漏水，如發現的教學樓旁道路下的漏水點。

通常規定在非機動車道或者綠化帶下，金屬管道覆土厚度應不小于0.3m，機動車道下，金屬管道覆土厚度應不小于0.7m，非金屬管道覆土厚度應不小于1～1.2m[3]。

3 塑料供水管漏水檢測

3.1 供水管網漏失檢測常用方法

供水管網漏點檢測方法主要分為被動檢漏法和主動檢漏法兩種。被動檢漏法中除了明顯的爆管現象外，當管網附近有路面局部下陷、綠化帶植物生長特別茂盛，閥門井內長期積水等現象時，就可判斷此處可能存在漏水點。主動檢漏法主要包括音聽檢漏法、相關分析檢漏法、區域檢漏法、區域裝表法、區域裝表兼區域檢漏復合法、區域全面聲音檢漏法、不間斷流量、最小夜間流量法、應力波法、壓力調整法和水利分析法等[4]。

3.1.1 被動檢漏法

國內目前普遍采用被動檢漏方法。通過檢查地面返水特征、水壓偏低區域、雨污水管道內水流狀況等漏水異常現象來被動地發現漏水。該類方法的缺點是漏水自發生到被發現往往間隔很長時間既造成大量的水資源浪費同時還可能造成一些大的塌方危及到管網、交通和建筑物的安全。

3.1.2 主動檢漏法

（1）相關儀檢測。

相關檢測法通常是將兩個傳感器放置在供水管線疑似泄漏點的兩側，同時啟動采集，通過比較兩個信道間的信號相關性，判定漏點位置。其中關鍵參數是表示具有漏點信息的聲信號在自來水管道中的傳播速度，它由管道的材質、管徑和管道埋設環境等參數決定。這就導致相關儀器具有以下限制：①必須在適當的范圍內有兩處管件暴露點（消火栓、閥門）；②對大口徑管徑的金屬管道或塑料管的測試距離較短；③需要清楚測試管道的材質、管徑和實際長度[5]。

該校供水管網兩個閥門之間的距離大部分均超過200m，因此相關儀并不適合該校的漏水檢測。

（2）噪聲分析法。

現在國內普遍采用聽漏儀地面聽音方法定位漏點。這種方法使用簡便也較為有效，其適宜用于探測水壓和土壤漏水噪聲較大的淺埋深（1.7m以內）管道且僅宜用于硬質地面和管道上方不存在河流、建筑等障礙物的環境。對于該學校大埋深、軟土地質的管道環境，使用聽漏儀地面聽噪音方法的應用受到較大限制。非金管道漏水產生的聲音頻率較低，傳播的距離也較近。管道漏水產生的聲音在不同管道中的傳播距離依次是鋼管>鑄鐵管>水泥管>塑料管[6]，而且長距離、大埋深、非金屬管道和小漏點常常要依賴于漏水探測人員的經驗，因此對該學校主供水管網直接使用噪聲分析法是無法有效地對漏水點進行判斷的。endprint

3.2 該校塑料供水管網檢測方法

針對該校的現狀，首先使用被動檢漏法。基本掌握了學校區域內供水管網運行情況，依照學校區域內供水管網的竣工圖，進行現場踏勘后，開始進行管網尋線和管網附屬設施的復核工作，從而全面掌握了該學校區域供水管網的實際鋪設位置、主要供水方向、鋪設管道的管徑、管長和管材等基礎信息，初步制定檢漏方案，隨后進行現場踏勘，對需要查看的井蓋進行圖紙標記，計劃按照管網走向一一檢測。先對學校主供水管網的管井進行了查看，對埋地管道區域均進行巡查，巡查過程中發現理科7棟旁供水管有漏水溢出馬路，通過聽音桿測試初步判定漏水點位于附近2m范圍，后經過學校節水工作人員挖掘，確定確實為1個漏水點。

使用被動檢漏法檢測過所有主供水管網后，再使用主動檢漏法逐段對懷疑區域進行檢測。

通過以上的判斷與分析得出：塑料供水管道漏水檢測不能單一使用某種測漏方法，也不能按照金屬管道等漏水檢測的流程一步一步進行，而需要使用綜合分析的方法進行檢測，省去不必要的步驟，將被動檢漏法與主動檢漏法有機結合。

綜合分析的方法其實就是針對管網的特點、地質的特點等要素綜合分析后，確定最有可能漏水的管段，然后直接進行打釬聽音，省去不必要的步驟。也就是說通過綜合分析后，在路面聽聲已經找到漏水點或者說懷疑程度高但又不能確定準確位置時，就能通過打釬聽音的定位方法。打釬聽音是指將管道上方路面打穿，將聽音棒插入管道的上方或附近位置進行聽聲，就能十分準確地判斷漏水點位置（圖1）。

打釬聽音必須注意以下幾點。

（1）找準管道位置，觀察管道埋深，既要將聽音棒插入管道附近，又要避免打釬時損壞管道，特別是塑料管。

（2）現在城市地下管網錯綜復雜，除了供水管道，還有煤氣管道、電纜管、下水管等，因此打釬前一定要了解附近管網情況，避免對其他管道造成損壞。

（3）在高級路面必須進行打釬聽聲時，應盡可能減少對路面的損壞。

（4）在車輛、行人較多的場合還應做好相應的安全保護措施。

針對高級道路，如水泥地面、柏油地面下方的管段，適宜打釬聽音的方法是先使用管線探測儀將管道的位置精確測出并測出其埋深，使用沖擊鉆垂直對硬質地面鉆孔、打穿路面，注意不要將管道打破，然后用聽音棒插到管壁上直接聽音，反復比較，有水聲則為漏水。此方法可以最大限度地減少打釬對地面的損壞，后期的修補比較容易，而且可以短時間內進行精確的聽音，判斷管段的漏水狀況。鉆孔后打釬聽音確定漏水點的準確率可以達到100%。

在實際的供水管道漏水過程中，檢漏工作流程并不是一成不變的，要根據各個用水區域管道的材質、埋設情況、地質情況和天氣情況等靈活應用，不能照本宣科，如該校教學區由于管道為塑料管道且埋設較深、地質松軟、管徑較大，路面聽音效果不佳，應采用被動檢漏法進行分析，排除不適宜使用的方法，綜合分析之后使用效果好、漏水點確認準確的打釬聽音法進行檢漏，可以避免不必要的嘗試，提高效率，起到良好的效果。

參考文獻

[1] 翟學紅.淺談建筑給水管的選擇[J].黑龍江科技信息，2011（13）：315.

[2] 闕金聲，陳劍平，石丙飛.廣州大學城軟土的工程地質性質統計分析[J].煤田地質與勘探，2007，35（1）：49-52.

[3] 李杰，宋麗珍，陳剛.地下管道漏水調查簡述[J].城市勘測，2010（1）：154-156.

[4] 王富東，殷啟超，劉西濤，等.石化企業地下水管網泄漏檢測方法的探究[J].甘肅科技，2012，28（6）：21-22.

[5] 耿雪.供水管道漏損的聲波檢測實驗研究[D].天津：天津大學，2013.

[6] 周晨，王志軍，萬眾華.供水管網漏損控制的技術[J].建設科技，2011（23）：56-57.endprint