市政給水管道爆管原因分析及對策

吳曉榮

在城市中進(jìn)行給水管道的鋪設(shè)時，需要通過前期工程的開展和良好的設(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)對其工藝的優(yōu)化。同時，當(dāng)城市中出現(xiàn)給水管道爆管事故時，其產(chǎn)生的原因通常不具有規(guī)律性，所以在進(jìn)行給水管道爆管問題分析時，必須要從多起事故中進(jìn)行有效的排查，這樣才能夠針對管道爆管問題進(jìn)行全面的分析，進(jìn)而找到問題的關(guān)聯(lián)之處，從而在進(jìn)行預(yù)防和控制的過程中，針對現(xiàn)存問題進(jìn)行有效的處理，有效提高市政給水管道的使用壽命和使用質(zhì)量。

一、市政給水管爆炸的原因分析

1.水錘導(dǎo)致的給水管爆炸

在市政工程進(jìn)行給水管道鋪設(shè)的過程中，針對平原地區(qū)而言，一般會選擇直長管來進(jìn)行鋪設(shè)，這樣能夠有效地保證水流的速度，同時也能夠通過水壓的控制來確保水資源在運(yùn)送的過程中不會出現(xiàn)阻滯。但是，過于直長的管道在水壓加大后，水流流速過快會使得門閥無法對其進(jìn)行有效控制，特別是在突然停泵或者停電時，很容易導(dǎo)致水錘破壞，即水錘在下落的過程中所產(chǎn)生的沖擊力使得管道內(nèi)壁產(chǎn)生了高壓的環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致爆管現(xiàn)象的發(fā)生。

2.管道內(nèi)部氣體過多導(dǎo)致的爆炸

根據(jù)資料顯示，管道內(nèi)部并不是完全的實(shí)心狀態(tài)，而是具有一定的空氣流動，所以當(dāng)開展管道的直長水運(yùn)輸?shù)倪^程中，如果遭遇了地形起伏較大的地段，則會導(dǎo)致管道在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中，其彎管處就容易聚集氣體，并且隨著溫度的不斷升高，氣體也會發(fā)生膨脹的現(xiàn)象，這時如果管道內(nèi)部的熱脹冷縮情況較為嚴(yán)重，那么也會使得在密閉的環(huán)境下其壓力增大，這時如果無法進(jìn)行有效的排氣處理，就會導(dǎo)致給水管爆管現(xiàn)象。此外，在一些管道剛剛鋪設(shè)完畢后，在投入使用時必須保證沖水的速度較慢，或者是保證排氣閥的設(shè)置能夠有效保證水流的速度能夠不被氣體所影響，這樣才能夠降低爆管的風(fēng)險產(chǎn)生。但是，如果不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的處理，那么管道的排氣不暢就必然會引起水錘現(xiàn)象，這也會導(dǎo)致管道由于氣壓的變化而產(chǎn)生爆管現(xiàn)象。

3.結(jié)構(gòu)焊接不良導(dǎo)致的爆炸

在進(jìn)行管道焊接的過程當(dāng)中，不少管道的接口都存在著焊接失誤的問題，這種問題其實(shí)并不是由于技術(shù)工人的技術(shù)能力不足而導(dǎo)致的，而是由于很多管道的接口處都存在著填料過硬或者是剛性不強(qiáng)的問題，進(jìn)而使得管道的受力方向不同，從而在進(jìn)行流水作業(yè)的過程當(dāng)中，其內(nèi)部與外部的壓力差較大，這時其接口處就會受到一定的拉力影響，致使其自身在長時間的侵蝕下產(chǎn)生問題。并且，針對于老舊的鑄鐵管而言，其自身就存在著抗拉性強(qiáng)度較差的問題，而且其焊接工藝也比較老舊，因此在長時間使用下必然會導(dǎo)致一部分的爆管現(xiàn)象。除此之外，在進(jìn)行地下管道鋪設(shè)的過程中，可能會使用水泥漿沙或者是膨脹水泥沙來進(jìn)行填料的處理，這些材料雖然有一定的膨脹性，但是如果其膨脹的強(qiáng)度超過了接口的強(qiáng)度，那么其膨脹過程就會加劇管道的破裂；甚至有可能由于填料自身存在的抗壓性能較高而導(dǎo)致的位移偏移現(xiàn)象發(fā)生，從而使得管道自身的拉力不足以承受，最終出現(xiàn)了爆管問題。

4.溫壓過大導(dǎo)致的給水管爆炸

在一些給水管的鋪設(shè)過程中，針對于部分接口而言必須要通過剛性接口來保證其整體安裝的完整性，但是由于剛性接口的管道會受溫度的變化產(chǎn)生一定的熱力效應(yīng)，進(jìn)而由于這種熱力效應(yīng)也會導(dǎo)致爆管現(xiàn)象的發(fā)生。并且不同的土壤其自身的膨脹系數(shù)也不一樣，因此在進(jìn)行管道鋪設(shè)的過程中，必須要依據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行選擇，這樣才能夠有效降低爆管問題的產(chǎn)生。特別是在東北地區(qū)和西北地區(qū)以及新疆的北部地區(qū)，其晝夜溫差較大，如果無法對其進(jìn)行及時有效的溫度處理，那么就會導(dǎo)致管道爆裂的事故產(chǎn)生。一般情況下，在這些地區(qū)進(jìn)行管道鋪設(shè)時，通常會給管道加設(shè)防凍外衣，這樣就能夠有效保證管道的恒溫性。此外，如果管道預(yù)埋過淺或者是沒有在冰凍線以下進(jìn)行鋪設(shè)，那么也會由于溫差過大而導(dǎo)致熱力效應(yīng)產(chǎn)生。

5.管道老化導(dǎo)致的給水管爆炸

在進(jìn)行給水管鋪設(shè)的過程當(dāng)中，老舊的施工工藝都采取了鋼管進(jìn)行鋪設(shè)，因而隨著年限的增長，鋼管必然會面臨著腐蝕問題，特別是一些軟水管，其軟水與其他水具有一定的區(qū)別，因此其自身更容易腐蝕管道，從而也會導(dǎo)致管道由于長年腐蝕而產(chǎn)生爆管現(xiàn)象。并且，部分地區(qū)的土壤也具有一定的強(qiáng)堿腐蝕性或強(qiáng)酸腐蝕性，這也會導(dǎo)致內(nèi)外憂患下而產(chǎn)生爆管現(xiàn)象的問題。值得注意的是，由于管道在長時間應(yīng)用后會出現(xiàn)結(jié)垢問題，當(dāng)結(jié)垢達(dá)到一定面積時，必然會產(chǎn)生減小過水?dāng)嗝娴膯栴}，從而使得通水能力變差，進(jìn)而就需要通過加壓才能夠滿足水的供給。但是，如果大力進(jìn)行水壓的增加，必然也會導(dǎo)致其運(yùn)行負(fù)荷增大，從而在薄弱點(diǎn)處就會產(chǎn)生爆管問題的現(xiàn)象發(fā)生。

6.給水管的材質(zhì)與土壤性質(zhì)不符

在城市建設(shè)的過程當(dāng)中，早期階段對于給水管的鋪設(shè)而言，一般都采用灰口鐵進(jìn)行鑄管，此種管道的鋪設(shè)與鋼管相比更易被腐蝕，而且其自身還具有一定的脆性問題，從而致使其強(qiáng)度無法得到有效保障。同時，就實(shí)際的應(yīng)用效果來看，這種管道在應(yīng)用過后其自身具有疏松的性質(zhì)，因此也無法通過人工手段來進(jìn)行氣孔的消除，這也使得當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況較為特殊時，會使得給水管在長時間使用后出現(xiàn)銹跡剝離的問題，加之在進(jìn)行給水管道應(yīng)用的期間內(nèi)，必然會受到水壓對水管的恒力沖擊，其脆性問題就會使得管道外部跟隨震動，進(jìn)而導(dǎo)致管道斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，這也是導(dǎo)致給水管道爆管現(xiàn)象產(chǎn)生的原因之一。

7.施工挖槽時深度不足或清理不佳

在開展給水管道溝渠挖鑿的過程中，如果其地段是較為豐富的碎石區(qū)，那么就會導(dǎo)致此地段的溝槽開掘存在不平整，或者是深度不足的問題，同時也會導(dǎo)致很多石頭突出的情況，如果無法及時進(jìn)行磨平處理，那么在后期應(yīng)用的過程中，勢必會由于壓力過大而導(dǎo)致管道振蕩從而與石塊進(jìn)行長時間的接觸、觸碰，使得其管道也會遭受損傷。對此，在實(shí)際施工時，施工人員必須要將其溝槽底部的石頭進(jìn)行完全移除，甚至還要鋪墊15厘米厚度以上的沙土層或者是松土層，然后再開展管道的鋪設(shè)，這樣才能夠保證管道的鋪設(shè)與周邊地質(zhì)環(huán)境相融合。但是，很多施工人員在實(shí)際施工的過程中，卻不能夠按照此要求進(jìn)行處理，特別是部分施工人員在清除砂石之后，只是象征性地對其進(jìn)行填埋物的填充，甚至完全不會對其進(jìn)行處理就將其進(jìn)行回填，這也使得在縱向壓力下，或者是在震蕩的過程中，加劇管道爆裂現(xiàn)象的發(fā)生。

二、有效降低市政給水管爆炸的方式

1.降低水錘對給水管產(chǎn)生的不良作用

針對于水錘所導(dǎo)致的給水管破裂問題而言，可以通過降低水錘對于水管的沖擊，從而有效避免出現(xiàn)水錘斷裂的現(xiàn)象發(fā)生，以此有效保證在進(jìn)行管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，通過分散受力的方式來降低水錘的破壞作用。對此，在其整體的操作過程中，則必須要保證施工團(tuán)隊(duì)能夠依據(jù)實(shí)際的施工情況進(jìn)行施工工藝的選擇，然后擴(kuò)大管道的內(nèi)部直徑，并在進(jìn)行水流放測的檢測過程中，也要減緩水流的流速，這樣通過開閥門以及水龍頭的協(xié)同減速下，能夠有效降低由于壓力過大而產(chǎn)生的水錘沖擊斷裂的問題。此外，通過此種方式也能夠徹底取消掉底閥以及回閥的應(yīng)用，并保證在進(jìn)行裝置停水消除器的過程中，可以有效實(shí)現(xiàn)提高其整體的回水效果，這樣同步應(yīng)用微阻緩閉回水閥時，就能夠通過安裝蓄水池來保證當(dāng)其出現(xiàn)突然停泵的問題時，可以實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部的高速排氣，進(jìn)而就能有效地消除水錘的破壞性作用。

2.提升給水管的排氣能力

首先，在進(jìn)行給水管的排氣閥安裝時，必須要保證其位置安裝的合理性，然后通過對其整體的布局控制來確保在不同位置上安裝滿足整體供水需求的排水閥，這樣才能夠有效提高其排氣的速度。其次，在進(jìn)行放置完畢后，通過首次排水測試可以對其進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)收集，這樣也能夠保證在使用的過程中對其進(jìn)行及時的調(diào)整。并且，在長時間的使用下必然會對排氣閥產(chǎn)生一定的影響，因此也需要對其進(jìn)行定期的數(shù)據(jù)測試，以此才能夠保證排氣閥的靈活性。最后，針對于排氣閥而言，其自身需要長時間在水下作業(yè)，所以其自身的質(zhì)量必須要得到有效的保證，這樣才能夠滿足工程整體的需求。但是，由于我國整體排氣設(shè)備都是機(jī)械性設(shè)備，其靈敏度相對較低，因而在完善其整體排氣閥結(jié)構(gòu)的同時，也必須要解決靈敏度不足的問題，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)提高給水管排氣系統(tǒng)的建設(shè)，從而減少由于排氣系統(tǒng)不足而導(dǎo)致的給水管爆管問題。

3.提高管道自身抗溫變能力

在給水管的選擇上，標(biāo)準(zhǔn)要求是必須保證給水管的厚度不得低于7厘米，而且在進(jìn)行底層的厚土鋪設(shè)時，必須要保證底層不低于15厘米，且上層不得低于8厘米，這樣才能夠保證其自身的恒溫性。而且，如果處于較為寒冷的地帶，那么在其凍土層的處理上，必須要保證其給水管能夠在最大凍土層位線下的20厘米處，這樣才能夠有效保證給水管埋設(shè)的恒溫性。值得注意的是，由于水管會受到溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮的效果，因此在冬天進(jìn)行施工的過程中，更要做好給水管的防凍措施，這樣才能夠有效通過保溫處理來降低熱脹冷縮效應(yīng)影響。針對于其內(nèi)部的壓力測試而言，必須要進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，這樣才能夠保證其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以防止后續(xù)產(chǎn)生不良問題。

4.提升管道接口焊接的施工工藝

在進(jìn)行管道口的拼接過程中，必須要保證焊接工藝的良好應(yīng)用，這樣才能夠提高其整體的應(yīng)用質(zhì)量，同時也能夠提高其管線鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。針對于焊接口而言，除了施工工藝的選擇外，也必須要保證在焊接完畢后能夠?qū)ζ浜附涌谶M(jìn)行及時處理，這樣才能夠提高其整體的焊接強(qiáng)度。一般而言，如果使用石棉水泥進(jìn)行接口的處理，則必須要保證處于常溫地帶，否則石棉水泥自身的導(dǎo)熱性能較好，因此在進(jìn)行應(yīng)用時，就很容易產(chǎn)生溫差效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致給水管爆管現(xiàn)象的發(fā)生。此外，在進(jìn)行接口處的焊接過程中，也必須要保證能夠依據(jù)實(shí)際工程的需求來進(jìn)行選擇合理的方式開展接口處理。

5.做好老舊管道的更換和維護(hù)工作

進(jìn)行老舊管道的清理過程當(dāng)中，必須要加強(qiáng)對其整體的檢驗(yàn)，這樣才能夠?qū)σ呀?jīng)無法使用的管道進(jìn)行及時更替，從而防止爆管現(xiàn)象的產(chǎn)生。對于還在服役年限的管道而言，在其檢測后如果沒有較大的問題，那么則需要對其管道表面進(jìn)行防腐處理，這樣才能夠保證在其使用壽命的年限內(nèi)，都能夠有效實(shí)現(xiàn)其整體的良好運(yùn)作。此外，在進(jìn)行建設(shè)的過程中，如果發(fā)現(xiàn)了部分老舊管道出現(xiàn)了漏水現(xiàn)象，也可以通過建立測壓點(diǎn)的方式來對其整體的泵運(yùn)能力進(jìn)行檢測，這樣也能夠有效避免由于高壓而導(dǎo)致的漏水點(diǎn)爆管問題的產(chǎn)生。

6.選擇優(yōu)質(zhì)的施工管材

在進(jìn)行給水管的鋪設(shè)之前，必須要對其管材進(jìn)行良好的擇優(yōu)處理，這樣才能夠提升其整體的鋪設(shè)質(zhì)量。而針對于管材的選擇而言，必須要保證管材自身的實(shí)用性能較高，且耐壓能力較好，這樣才能夠保證施工的質(zhì)量，同時也能夠在其施工完畢后，在其服役的年限內(nèi)保證其自身輸水能力可以基本保持不變。對此，針對于當(dāng)前的發(fā)展而言，比較推薦的鋼材就是球墨鑄鐵管，此種鑄鐵管需要通過離心處理來進(jìn)行澆筑，其自身在澆筑完畢后有著良好的抗彎性、抗拉性以及延展性，其自身在使用過程中，抗沖擊性以及耐壓性都比傳統(tǒng)施工方式有著較大的提升，而且其使用年限又優(yōu)于普通鋼管，所以在進(jìn)行管材的選擇時，則可以擇優(yōu)選擇此種鑄鐵管。

7.做好施工安裝監(jiān)督工作

在進(jìn)行管道安裝的過程中，必須要有效落實(shí)管理人員自身的監(jiān)督管理責(zé)任，這樣才能夠保證對其比較容易出現(xiàn)爆管問題的地方進(jìn)行著重處理。例如，針對于接口處的漏水問題而言，可以通過一系列措施手段的應(yīng)用來對其進(jìn)行加固，或者在其運(yùn)行時可以對其進(jìn)行壓力點(diǎn)的設(shè)置，這樣也能夠有效分散其接口處的壓力。同時，在進(jìn)行監(jiān)督管理的過程中，更要針對其整體的施工工藝進(jìn)行有效的甄別，以防止在施工的過程當(dāng)中，由于施工人員自身施工質(zhì)量的不足而導(dǎo)致的爆管問題發(fā)生。

三、結(jié)語

市政的給水管道之所以會發(fā)生嚴(yán)重的爆管現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因已經(jīng)通過詳細(xì)的分析進(jìn)行了闡述，因此在進(jìn)行治理的過程中，并不能夠僅僅依靠單純的防治來進(jìn)行處理，而是要保證在進(jìn)行施工的過程中，能夠針對上述問題進(jìn)行有效的處理，從而在后期運(yùn)行中再通過科學(xué)預(yù)防就能提高其整體的管道質(zhì)量。