淺析鐵路站區供水管網系統的改造

孫志強

（大秦鐵路股份有限公司大同西供電段，山西 大同 037005）

1 引言

為了降低鐵路站區用水的成本，全面提高水資源綜合利用效率，加強供水設施改造及運行維護。實施供水管網更新改造工程，可最大限度減少“跑、冒、滴、漏”現象，努力降低漏損率。下面就鐵路某站引入自來水為例進行分析。

2 某站區供水管網現狀及問題

某站鐵路地區給水管網始建于20世紀80年代末，管材類型為鑄鐵管，正常使用情況下，供水管直接給用戶供水，管網富余水量補入供給水塔。

2.1 室外供水管網組成

現有室外供水管網管徑規格為DN20-DN200鑄鐵管或鋼管。供水管道鋪設狀況為支狀管線，重點單位用水戶及居民生活區沒有形成環網補水能力，且管徑偏小，管道敷設覆蓋面積較小。

2.2 室內供水管網組成

配水管管徑為DN15-DN50鍍鋅管（其中立管為DN50，住戶水表接入管為 DN20，龍頭支管為 DN15），水表安裝在居民室內，居民戶內水量、水壓穩定。

2.3 室外供水管路存在的主要問題

①管內腐蝕嚴重，影響供水水質安全。小區內的供水管道于20世紀90年代以來陸續建成，采用鑄鐵管，至今已運行近30年，管道運行年代較長，管道剝蝕老化嚴重；鑄鐵管管道內壁微生物的大量繁殖、管道腐蝕等造成供水水質的二次污染，嚴重影響了小區供水管道的水質安全。

②管材及配件老化，管道漏失率高，管道配件（主要是閥門）存在年久失修的問題，如閥門密封不嚴，不能止水。因此，管材及配件質量差帶來了管網漏失率高的惡果。

③消防系統老化，現有供水量不滿足消防用水需求，消防管線、消防栓等老化，急需更換；室外消火栓與供水共用主管線，經核算，現有管道供水量不滿足一次火災用水量需求。

④枝狀配水管網布局不合理，供水保障性差。配水管網為枝狀布局，且管徑偏小，供水保障可靠性差，難以保證消防和事故時的用水要求，且部分干道上布管較凌亂，不利于地下管線綜合布置。樓內供水豎管及水表均位于居民家中，不便于管理。

3 引入自來水水源公司情況

引入的某公司是某鎮區域水務一體化項目的唯一實施和管理的主體，負責該區域供水、污水收集和處理、雨污水回用、管網維護等，具備供水、排水、防汛和物業管理等相關能力和條件。

某公司供水廠位于某鎮某村南，某路交叉口，距某站區約1.5 km。供水水源為深井地下水，地下水經處理各項指標符合國家規定的《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）后，通過變頻水泵對外供水。供水廠日供水能力約5000m3/d，供水水壓最大可達約0.4Mpa。某站區最高日用水量為 1200m3/d（約14L/s），現有供水能力滿足某站區用水需求。

4 施工改造的原則

①采用新技術、新設備、新材料，提高供水保障水平，優選經濟合理和技術先進的工藝方案，減少工程投資，降低供水及運行維護成本，滿足供水區域水量、水壓、水質需求。

②現狀和規劃相結合，給水立管的改造及該地區給水管網改造，根據供水需求，充分調查現狀供水情況，結合某站區給水系統總體規劃統一考慮，因地制宜，合理擬定給水管道改造系統方案，力求做到布局合理可行、工程投資省、運行能耗低、安全可靠性高。

③供水水質達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）及《城市供水水質標準》（CJ/T206-2005），保障居民用水安全。

④貫徹節能的原則，以先進、適用、合理、經濟為原則，降低運行成本，改善勞動環境，提高管理水平，發揮經濟效益與社會益[1]。

5 供水管網優化改造方案

5.1 管網改造原則

管網改造設計總體原則為：以現狀供水量為基礎，并考慮遠期用水需求，因地制宜，合理擬定給水管網系統改造方案，以維修為主、改造為輔，力求做到布局合理可行、工程投資省、運行能耗低、安全可靠性高，便于實施管理。

①單獨給茶塢鐵路生活小區提供供水干管，并將小區內供水管網布置成環狀網。布置時應考慮配水管網分期建設的可能，留有充分的發展余地。合理設置檢查井、閥門井，消火栓井，當發生事故時，降低影響范圍，維修方便[2]。

②對某站區供水管道使用超過30年的原則上進行更新改造。

③對某站區生活小區內1374戶居民用戶進行智能水表的改造，實行一戶一表，計量出戶。

④加強智慧水務管理系統的建設，引進供水管網漏損監測系統，降低管網漏損率和產銷差率。

5.2 工程內容

①包括供水廠至某站區的輸水干管、站區內供水管網工程溝槽開挖、管道敷設、回填土、消防系統、閥門井砌筑、管道安裝及其附件施工。

②某站區生活小區居民樓內立管、入戶支管的安裝；智能水表的安裝更換。

③智能水表及供水管網漏損監測系統建設。

5.3 實際供水主管徑的確定

該地區原有管徑目前無法滿足遠期規劃及消防用水的需求，本設計結合收費企業的水量統計數據及新設計的消防用水量，同時考慮到該地區遠期的綜合規劃，在原有管徑的基礎上，進行調整與優化，最終確定供水主管徑為De200。

5.4 供水管網管材選擇

隨著現代科學技術的極大發展，各種新技術、新材料更多地應用在了供水工程管道的制造上。為用戶在供水管道使用和選擇上帶來更多的參考比較。管材的選擇主要考慮管材的自身特點及經濟性。目前用于供水的管材有球墨鑄鐵管、鋼管、UPVC管和PE管、PPR管等。以下對六種管材的性能和造價進行比較：

5.4.1 球墨鑄鐵管特點

①球墨鑄鐵管內襯做了高分子水泥護漿，提高了鑄鐵管的耐腐蝕性、使用壽命可達30年以上。

②球墨鑄鐵管承受壓力水壓強高，最大可達到2.0Mpa，完全滿足輸水主供水管道的壓力要求。

③球墨鑄鐵管的延伸率、剛度、抗拉、抗壓強度高，抗水沖擊力大。

④球墨鑄鐵管規格齊全，適合作為供水主要管路使用。

⑤球墨鑄鐵管接口為柔性連接，安裝拆卸方便，承受外部應力能力好。

5.4.2 鋼管

鋼管的優點是抗拉強度高，易加工，管材及配件規格齊全。缺點是剛度小，容易受復雜地形的影響而產生變形，防腐力差，使用壽命短，成本較其他管材造價高。

5.4.3 PE管及 PVC管

PVC管是聚乙烯管，PE管是高密度聚乙烯管；兩種管材在生產應用技術，經濟性、安全性上具有許多優點。施工連接上方便可靠，與其他管道采用法蘭連接，方便快捷；聚乙烯的材質決定了其有很好的耐腐蝕性及經濟性，使用壽命長達50年以上，使用成本價格低。其內壁光滑，不結垢，不滋生細菌；重量輕，容易搬運和安裝，已廣泛地應用到給水工程領域。

5.4.4 三型聚丙烯管（PPR管）

PPR管作為一種新型的管材，具有以下性能特點：

①耐腐蝕、不結垢、衛生、無毒，使用PPR管可免去使用鍍鋅鋼管所造成的內壁結垢、生銹而引起的水質“二次污染”。由于PPR組分單純，基本成分為碳和氫，符合食品衛生規定，無毒，更適合于飲用水輸送。

②使用范圍廣，壽命長。工作溫度可滿足不大于95℃的介質材料，工作壓力可達(P.N)1.0MPa，使用壽命可達50年以上；極限壽命可達100年以上。

③輕質高強、流體阻力小，PPR管密度僅為金屬管的1/8，耐壓力試驗強度高達5MPa，且韌性好、耐沖擊。

④PPR具有良好的焊接性能，可使用熱熔或電熔連接，施工時安裝方便，連接穩固。

5.4.5 管材的確定

在充分了解各種管材的性能特點基礎上，還需根據不同的使用場合、不同的口徑要求，優化選擇性價比較高、方便安裝及維護管理的管材。

①室外埋地管材的選擇：原則上管徑≥DN200選用球墨鑄鐵管，施工困難地區可采用PE管（原料等級為PE100），DN〈200時主要選用聚乙烯給水管（原料等級為 PE100），局部可以選用球墨鑄鐵管，部分穿越車行道或者需要加強保護的位置采用鋼制套管。

②室內管材的選擇：室內改造工程新增管道管材統一選擇三型聚丙烯管（PPR）作為本工程使用管材，穿墻和樓板處應做好相應的防護套管措施。

5.5 智能水表計量系統確定

智能水表是一種對普通水表加裝了現代微電子技術、現代傳感技術、物聯網技術的新型水表。具備了電子抄表計費、遠程數據采集和控制開關的功能。極大地節省人力成本，有效解決了傳統機械水表存在的計量數據不夠準確、無法實時傳輸等問題；其次，更精準的計量監控可減少貿易糾紛，提升社會治理效率與民生服務質量，提高水務企業的品牌形象；應用智能水表是供水企業降低供水成本、降低供水損失率的一種有效的手段；并對用戶節約用水方面有著積極的促進作用。

本次水表計量系統的改造擬選用具有聯網、實時監測的遠程抄表功能的遠傳集抄智能水表。

5.6 管網漏損監測系統

實施安裝管網漏損監測系統能對站區內節點的供水流量和壓力具備實時掌握和實時監測；并可及時發現供水管網供水異常，在管路跑水發生時，可測算出局部漏水范圍，幫助人工找出漏水點。

擬在某站區內供水管網的主要位置節點上加設壓力和流量傳感器，通過無線（GPRS）的方式將供水管網的壓力和流量參數數據上傳至中控服務器。這些數據為日常管道的維護及搶修提供了數據支持，掌握了供水管網的運行狀況，及管網發生漏損時幫助人工及早發現問題癥結，進而提高管網維護效率，降低管道損失率，保障供水質量和安全。為考慮減少井室布置，壓力、流量傳感器可設置在閥門井內[3]。

6 效益分析

①本工程的實施，可提高某站區的供水能力，滿足生產用水和居民生活用水的需要，提高供水水質，改善供水質量，促進居民節約用水意識，杜絕浪費水資源。

②本工程實施后可降低管網跑、冒、滴、漏現象，降低生產成本，有效節約供水成本。