阜新老舊住宅區供水設施改造工程分析

譚國政

(阜新水務集團有限責任公司，遼寧 阜新 123000)

市政管網系統是城市發展的重要命脈之一，幾十年的發展讓城市的供水系統也已經有了質的飛躍。許多區域的管網系統已經滿足不了人民日常生活的需要，特別是一些老舊小區的供水系統。這些小區樓齡普遍偏長，管道也嚴重老化，水管口徑也不大，特別是很多老舊住宅區甚至缺乏二次加壓設施，這些都嚴重影響了日常的供水質量及供水系統的正常運行，亟待有效改造與優化。現如今，二次供水改造分階段持續推進，用戶端水質有了明顯改善，理順了二次供水管理體制，取得了顯著的社會效益[1]。“十二五”時期的《阜新市給水工程專項規劃》從水源及水廠建設、供水管網改造與建設、二次供水規劃、水質達標提升、水資源保護、節能降耗信息化建設等方面進行了科學規劃，合理布局并指出了城市供水發展的戰略目標和發展重點。其中在管網改造與完善管網布局建設、節能降耗與信息化建設等方面均提出了具體的目標和實施計劃[2]。

1 項目背景

1.1 城市概況

阜新市位于遼寧省的西北部，地理位置在北緯41°41′～42°56′，東經121°01′～122°56′之間。阜新地區屬溫帶中干旱大陸性季風區，降雨量少且集中，蒸發量大，溫差變化大，主要氣候特征是冬季寒冷少雪，夏季炎熱多雨。阜新地區水文流域由遼河流域和大凌河流域構成，遼河流域包括饒陽河阜新地區水文地質條件簡單，地下水不甚豐富，而且分布極不均勻。

1.2 城市供水設施現狀及存在問題

1.2.1 二次供水加壓泵站現狀

由于阜新市市政供水管網壓力偏低，平均壓力約0.06 MPa，為滿足用戶水壓需求，在每個小區需建二次加壓泵站來二次提升水壓。阜新市到目前共有二次供水加壓泵站218座，最早的加壓泵站建于二十世紀八九十年代，主要服務于阜新市區、清河門區、新邱區的居民二次供水。大部分二次加壓泵站為單機運行，沒有備用機組，且多為工頻運行的高能耗老舊設備，從而導致供水保障率低，二次供水成本明顯提高，局部樓層居民出現“水荒”現象。調節水箱均為鋼板水箱，腐蝕老化、結垢嚴重，時常發生鐵離子指標超標及鐵細菌繁殖的現象[3]，土建設施陳舊、衛生條件較差，很大程度上影響水質的安全問題。

1.2.2 小區供水管網現狀

阜新市現有小區室外一、二次供水管網約980 km，部分二次供水管網因建設年代較長，管徑偏細，且管材大部分為鋼管，造成管路腐蝕老化嚴重，特別是老舊小區二次管網跑、冒、滴、漏事故頻發，二次管網漏失率居高不下[4]。老舊管網的供水材質標準受當時行業水平限制且年久老化，存在著嚴重的二次污染[5]。這些腐蝕老化嚴重、存在二次污染問題的供水管路不僅給居民用戶吃水帶來極大的困難，并存在著水質安全隱患問題，同時也造成了巨大的水資源浪費和經濟損失。目前老舊住宅小區供水設施改造一期工程已改造完成64.87 km老舊小區管網。二期工程計劃改造老舊小區管網87.2 km。

1.2.3 室內供水設施現狀

阜新市居民住宅的室內給水設施是隨著建筑物的建設而安裝的，大部分室內供水設施從未改造更新過。室內管道管材根據建設的不同時期，采用的管材標準也不盡相同。90年代以前，均采用焊接鋼管和鍍鋅鋼管，該種管材使用壽命短、極易腐蝕老化。近年來，隨著管材行業的發展，室內管道已基本采用PPR塑料或UPVC塑料管。據市自來水公司提供的2013年居民用水戶數調查表和用戶供水設施完好情況調整表統計，全市共有居民住宅3 950棟，居民用水戶285 190戶，其中老舊住宅樓2 527棟，居民141 589戶。這些老舊住宅樓建設于二十世紀八九十年代，管材均為焊接鋼管和鍍鋅鋼管。由于物業和產權單位棄管棄修等歷史遺留原因，造成室內管道老化腐蝕、結垢嚴重，跑、冒、滴、漏和停水、吃不上水的現象經常發生，居民怨聲載道。有些小區住戶沒有安裝計量水表，迫使供水企業只能按人口估量收費，有的小區雖有計量水表，但水表老化嚴重，無法正常進行計量。有些不法分子通過私自拆除戶內水表或偷撥表針等方式以達到偷水竊水的目的。還有部分居民阻礙收費人員進戶查表，這些都造成供水企業水費回收率持續下降。

1.2.4 城市供水設施存在的問題

1)二次加壓泵站水泵效率低，能耗高，供水能力低，造成二次供水成本增高，供水保障率低，部分樓層出現水荒。調節水箱腐蝕嚴重，土建設施陳舊，衛生條件差，存在水質超標及二次污染隱患。

2)部分住宅區室內供水設施及室外二次供水管網老化嚴重，供水管道管徑普遍偏小，供水能力過低，管材陳舊落后，部分室內外給水設施因年久失修，腐蝕、結垢現象嚴重，縮小了管道的有效過水斷面，水力條件極差，部分入戶管敷設于室內地溝中，存在嚴重的水質安全隱患，以現有的室內外供水設施狀況，為盡可能滿足居民日益增長的用水需求，只能通過改造二次加壓泵站提高二次管網壓力，但水壓的提高伴隨而來的是管網事故率和漏失量急劇增加，造成了部分地區跑水、停水，居民吃不上水等事故頻繁發生，據自來水公司提供的統計材料顯示，該公司每年要花上幾百萬元用于改造老舊住宅供水設施。

3)大部分居民住宅水表均安裝在室內，居民交費意識較差，經常人為的破壞水表正常計量，或拒交水費，給收費工作帶來了極大的困難，有些居民節水意識很差，采取違法手段進行偷水滴流等。自來水公司雖然采取了很多措施，但仍不能從根本上解決偷水、少交水費或拒交水費的違法現象。

1.3 工程建設的必要性

為滿足居民水質、水壓的要求，機泵及管網的滿負荷運行加大了供水企業的二次供水成本，陳舊落后的土建設施、腐蝕老化的調節水箱、敷設于地溝內的入戶水管嚴重影響到了居民用水的水質安全，頻繁的維修給供水企業的生產運營增添巨大的重擔，居民住戶計量設備老化失靈，部分用戶沒有計量水表，有些用戶交費意識和節水意識極差，通過私自撥動表針、拆除水表等方式達到偷水竊水的目的。從以上多方面分析，老舊住宅給水設施的改造已成為現階段城市供水設施改造工作的重點，因此，老舊住宅供水設施改造工程勢在必行。

2 工程設計

2.1 設計范圍及原則

本次初步設計為阜新市老舊住宅小區供水設施改造二期工程，具體包括二次加壓泵站改造設計、小區供水管網改造設計，室內供水設施及計量水表改造設計，改造區域位于阜新市區和清河門區。

此次需要改造的老舊住宅共計1 231棟65 387戶居民，占全市居民住宅的23%，故該項改造工程任務十分艱巨，涉及的住宅區點多面廣，影響范圍大，因此在初步設計時應結合以下原則：

1)設計方案應與環境影響、實施進度、工程質量、資金合理利用相結合。

2)在設備及材料選用上要貫徹技術先進合理、經濟適用、節能高效的方針。

3)土建裝飾工程中要結合抗震、滿足衛生要求，環保、實用、美觀的方針。

4)管網及附屬設計的布置應滿足《室外給水工程設計規范》及《城市工程管線綜合規劃規范》的要求。

5)改造原則為在預算資金范圍內，不改變原有供水系統，水表出戶，供水設施拆舊換新，改善用戶端水質[6]。

2.2 主要設計工程

2.2.1 二次加壓設施方案設計及主要工程量

此次需要改造的二次供水加壓泵站共35座，均分布于阜新市區，共更新改造DL50,DL65,DL80,DL100,DL150,DL200機泵58套，安裝變頻器34套，更新不銹鋼(食品級)水箱5座，總容積149.25 m3，給水工藝改造29項，土建裝飾35項。

每個加壓泵站的改造設計分別從水箱容積的確定，水泵的選擇，泵站布置和泵站改造工程量幾部分計算來進行。

2.2.2 小區供水管網改造方案及工程量

根據阜新市老舊小區的供水現狀，將此次需要改造的區域共劃分為37片。本次小區二次管網改造設計按小區居民戶數及用水定額重新核定管徑，并按《城市工程管線綜合規劃規范》要求重新布設二次管網，同時根據《室外給水工程設計規范》設置相應數量的消火栓及檢修閥門，消火栓采用SA100/65-1.0型，閥門采用D343X-10型軟密封蝶閥，管材采用PE100給水塑料管。

該項工程共改造老舊小區二次供水管網總長度87 214 m，管徑分別為DN100,DN150,DN200，其中DN100L=64 099 m，DN150L=16 160 m，DN200L=6 955 m。各老舊小區的改造從小區二次管網布置及水力計算和管網改造工程兩部分入手，分區進行計算設計。

惠南小區給水管路改造工程平面圖見圖1。

2.2.3 室內供水設施改造方案及主要工程量

此次需要改造的室內供水設施共計1 231棟住宅樓65 387戶居民，占全市總住宅樓戶數的23%，以上房屋均為二十世紀八九十年代老舊給水設施，分布于阜新市區及清河門區，共45片小區。其中海州區為892棟住宅樓45 426戶居民，太平區為323棟住宅樓28 295戶居民，清河門區為16棟住宅1 100戶居民，受小區住宅結構形式、水表間位置限制，改造方案分為集中式戶表外移改造方式和安裝智能遠傳水表方式，其中集中式戶表外移改造57 775戶，安裝智能遠傳水表7 612戶。經現場勘查并結合小區住宅現狀，對各小區室內供水設施及計量水表進行改造，主要包括室內原有供水設施的拆除或完善，戶表外移，室內管路材料的更換；水表種類的選擇以及水表附件的增設，同時更新改造室內閥門等設施，并對地溝中的進戶管路及埋深淺處管路做保溫、防凍措施。

2.3 管材及設備選擇

根據供水設施發展趨勢，本著節能、環保、降低造價、施工周期短的原則，管材及設備確定如下：

1)二次供水加壓泵站明設的來水、壓水管道采用PCCP管及304不銹鋼管，接口方式為氬弧焊接。

2)室外小區給水管網采用PE100給水塑料管，接口方式為熱熔連接(如遇過障礙處上(下)返管段、橫跨道路管段均采用加強混凝土套管內鋪設鋼管，接口方式為焊接，相應管件為鋼制件)。

3)室內給水管采用PPR給水塑料管(1.25 MPa)；采用熱熔連接作為接口方式。

4)水箱采用食品級不銹鋼水箱(δ=2 mm～4 mm)。

5)水泵采用DL型立式多級離心清水泵(相應配套電機)，泵房內所有閥門等設備均采用不銹鋼材質。

2.4 附屬工程

1)為了管網運行、管理、檢修方便，應根據小區的施工條件和管網布置，在室外二次供水管道按分區、分段設置檢修閥門，閥門采用地下式手動軟密封蝶閥，閥門井砌筑詳見標準圖集07MS101-2-24。根據住宅區的建筑規模并結合消防規范設置相應數量的消火栓，消火栓型號采用SA100/65-1.0型，并在主管道與消火栓之間加設SZ457-1.0型DN100閘閥，閥門井單獨設置。消火栓安裝及消火栓井做法詳見標準圖集07MS101-16。

2)室內主入戶管道在首層設置檢修閥門，閥門采用銅質球閥，每個住戶設自動鎖閉閥一套。

3)二次供水加壓泵站來水管道設SZ4ST-1.0型閘閥，水箱內設浮球閥，壓水管道設多功能水泵控制閥或止回閥及壓力表；泵房內設排水坑一座，并安裝自動液位控制裝置。部分二次加壓設施應結合住宅區軟環境及抗震、防火、防盜等要求統一進行改造或修繕。

4)在管路三通、彎頭、閥門、管堵等處均應按規范要求布設管路支墩(鎮墩、擋墩、壓墩)。

5)管路、閥門、機泵、變頻器、水箱、消火栓等材料設備數量及規格的設計。

2.5 跨越障礙

本次改造的老舊住宅小區現有地下障礙較多，包括給水、排水、熱力、煤氣、電力、通訊等地下管線，新改造的小區管網與地下障礙交叉時，部分地下障礙的具體位置、高程、管徑等情況不詳，施工前需與產權單位、物業單位及設計單位及時溝通聯系，對不能明確的地下障礙物，需現場挖點勘察，確認無誤后根據交叉管道的種類及現場情況，按照《城市工程管線綜合規劃規范》要求確定管線交叉處理間距，并做好防護加固處理措施。

2.6 管溝開挖與回填

1)住宅區內施工地段，由于受地上及地下障礙物影響應采用人工開挖，如需穿越主要交通道路可采用頂管施工，非主要道路采用大開挖施工方法。柏油路采用人工開挖時應分段施工以不影響車輛及行人通行，管線穿越后應立即組織回填恢復路面原狀，保證交通暢通。

2)正常土質時，管溝開挖到設計標高整平下管施工即可。如遇基巖時，應將巖石鑿至設計標高以下200 mm后，做砂墊層基礎；如遇腐殖質土層、淤泥、流砂時需將其清除后做300 mm撼砂墊層，完后方可施工。

3)溝槽不允許挖到溝底的設計標高以下，如局部超挖，則應用相同的土壤填補，并夯實到天然密實度。當溝槽附近有構筑物、管道等障礙時，則應制訂相關的保護措施。

4)正常土質管道基礎采用原土基礎，管道直接敷設在原土基礎之上，基礎采用120°弧基。

5)采用砂基材料作為基礎的，砂基材料采用不得含有雜物的中粗砂、細碎石混合墊層，并進行分層夯實。

6)管基回填區回填土密實度應不低于94%，管側及管頂回填采用分層填筑，每層厚度200 mm～300 mm。

7)人行道500 mm以下采用人工分層夯填，500 mm以上采用撼砂回填，柏油路、混凝土路全部采用撼砂回填，土路及砂石路采用人工夯填。

2.7 施工排水

當地下水位高于溝槽槽底高程時，施工時應采取降低水位措施，防止開挖后溝槽失穩，具體采用發電機與污水泵結合方法進行施工排水污水排入就進污水管道內，在臨近建筑物的地方降低地下水位時應采取預防措施，避免對建筑物產生影響。

2.8 管道試壓與沖洗消毒

管道施工完成后應進行分段沖洗、消毒及水壓試驗，分段長度不大于1 km(PCCP管每個管路接口需做打壓)，試驗壓力為0.8 MPa。沖洗管道后，應用含20 mg/L～30 mg/L的游離氯的水灌滿管道進行消毒，并且保證含氯水在管中留置24 h以上。施工完成后，水樣應送衛生部門檢測合格后，才可交付使用[7]。在二次供水設施改造工程完工后自來水水質應符合GB 5749—2006生活飲用水衛生標準要求[8]。其中，所涉及材料、設備必須符合安全要求，必須具備省級以上的涉水產品衛生許可批件和質量監督部門出具的產品檢驗報告[9]。施工過程中要遵循水壓不大于0.35 MPa是安全用水要求，水壓不大于0.20 MPa是節水設計要求[10]。

3 項目效益分析

3.1 經濟效益

該項工程的實施，將從根本上解決了老舊住宅小區居民供水設施的隱患問題，大大提高了水質安全性和供水保障率，減少物業公司和產權單位維護管理的經濟壓力和負擔，可大幅度降低二次加壓泵站的運行費用，將實現“一戶一表、一戶一閥”的計量方式，可有效杜絕不法居民私接亂挖、不交水費或欠交水費等偷水漏水的不良現象，增強居民交費意識和節約用水意識，從而提高供水企業的水費回收率，降低漏失率，減少水資源的浪費。

3.2 社會效益

城市的供水設施是城市基礎設施的重要組成部分之一。供水設施的安全、可靠、保質、保量關系到千家萬戶的居民用水需求與質量。老舊小區供水設施改造，可以大大緩解居民用水的供需矛盾，解決了部分樓層居民吃水難問題，根除了二次污染事故的嚴重隱患問題，改善了居民用水環境，提高了水質的安全指標，增加了供水的保障率，增強了居民交費意識和節水意識，促進了創建和諧社會和諧的阜新，是城市基礎設施發展改造的必需項目，其社會意義深遠。

4 結論

1)本工程為阜新市老舊住宅小區供水設施改造工程，待工程建成后可以在很大程度上降低供水企業的管網漏失率、產銷差率、二次供水成本，改善了居民的用水環境，提高了居民用水標準及水質質量，杜絕了二次污染事故的嚴重隱患，解決了部分居民吃水難問題，提高了居民對水是商品的認識，對平衡用戶供需矛盾起到了主導作用，其經濟效益、社會效益、環境效益都很突出。

2)本工程在對城市老舊住宅小區供水設施現狀作細致調查的基礎上，提出了與實際情況相適應的建設方案，其管材、設備、管徑、改造區域的劃分是合理的，方案的設計是優化可行的、切合實際的，是保證城市發展，提高居民生活水平的一項重要工程。