塑料供水管網(wǎng)滲漏原因分析與漏水檢測方法探究

曾鳴

摘 要：針對某大學(xué)教學(xué)區(qū)內(nèi)塑料供水管網(wǎng)漏水問題，詳細(xì)分析此類軟土地質(zhì)、大管徑塑料供水管道漏水產(chǎn)生的原因，建議從問題產(chǎn)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(diǎn)位置，以減少因漏水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(nèi)大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用的化學(xué)建材，它具有質(zhì)量輕、耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、輸送流體阻力小、不易堵塞、安裝方便、省鋼、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。某大學(xué)教學(xué)區(qū)安裝使用以塑料管為主供水管的供水管網(wǎng)，使用幾年之后，教學(xué)區(qū)計量水量出現(xiàn)異常，懷疑是漏水導(dǎo)致?，F(xiàn)針對該大學(xué)校園的塑料供水管道疑似滲漏水問題，分析其產(chǎn)生的原因并提出針對塑料管漏水相應(yīng)的檢測方法。

1 學(xué)校供水概況

該學(xué)校自來水供水分別由教學(xué)區(qū)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(huán)形管網(wǎng)。自來水供入環(huán)形管網(wǎng)后，經(jīng)過安裝在圖書館的無負(fù)壓供水系統(tǒng)加壓，供水管網(wǎng)壓力加至0.40MPa后通過校內(nèi)環(huán)形管網(wǎng)供往教學(xué)區(qū)內(nèi)各個用水點(diǎn)。該校教學(xué)區(qū)內(nèi)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(wěn)定劑、潤滑劑等，以“塑”的方法在制管機(jī)內(nèi)經(jīng)擠壓加工而成。從2000年6月1日起，我國城鎮(zhèn)新建住宅中禁止將冷鍍鋅鋼管使用于室內(nèi)給水管道，推廣使用硬聚氯乙烯（UPVC）給水管、鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)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(nèi)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(xiàn)狀

2.2.1 滲漏情況統(tǒng)計

通過對該大學(xué)塑料供水管網(wǎng)現(xiàn)場逐段排查和統(tǒng)計，得出滲漏情況（已確定）如下：該學(xué)校區(qū)域內(nèi)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(diǎn)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(fā)生點(diǎn)以道路下位置居多；滲漏均發(fā)生在加壓后的高壓供水管網(wǎng)。

2.2.2 滲漏原因分析

通過對該校供水管網(wǎng)現(xiàn)狀排查及相關(guān)資料查詢、研究分析發(fā)現(xiàn)，造成滲漏水的原因主要有以下幾個方面的因素。

（1）地質(zhì)環(huán)境影響的問題。

該大學(xué)城所在地的軟土主要是淤泥和淤泥質(zhì)土。統(tǒng)計均值表明，大學(xué)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(qiáng)度低、地基承載力低、靈敏性高，具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性和流變特性[2]。因此大學(xué)城的工程地質(zhì)性質(zhì)差，易對埋地供水管網(wǎng)造成不良影響?，F(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)有多處埋地管道所在區(qū)域有沉降現(xiàn)象，沉降和流變?nèi)菀讓芫W(wǎng)作用，產(chǎn)生拉伸力，導(dǎo)致管線受力出現(xiàn)裂縫。

（2）管道附件導(dǎo)致的漏失。

管件發(fā)生漏水多數(shù)是由管件自身質(zhì)量的原因造成的。管網(wǎng)中閥門的漏水次數(shù)較多，其中閥門漏水最為常見，主要表現(xiàn)為閥桿周圍密封問題、閥門底座內(nèi)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(shè)計不合理原因，使原本鋪設(shè)在綠化帶或人行道下面的管道變成了鋪設(shè)在機(jī)動車道下面，埋深隨之不夠，當(dāng)外界荷載過大時，造成路面不均勻沉降后，導(dǎo)致管道受力不均勻，在薄弱環(huán)節(jié)處易產(chǎn)生漏水，如發(fā)現(xiàn)的教學(xué)樓旁道路下的漏水點(diǎn)。

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

3 塑料供水管漏水檢測

3.1 供水管網(wǎng)漏失檢測常用方法

供水管網(wǎng)漏點(diǎn)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(xiàn)象外，當(dāng)管網(wǎng)附近有路面局部下陷、綠化帶植物生長特別茂盛，閥門井內(nèi)長期積水等現(xiàn)象時，就可判斷此處可能存在漏水點(diǎn)。主動檢漏法主要包括音聽檢漏法、相關(guān)分析檢漏法、區(qū)域檢漏法、區(qū)域裝表法、區(qū)域裝表兼區(qū)域檢漏復(fù)合法、區(qū)域全面聲音檢漏法、不間斷流量、最小夜間流量法、應(yīng)力波法、壓力調(diào)整法和水利分析法等[4]。

3.1.1 被動檢漏法

國內(nèi)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(qū)域、雨污水管道內(nèi)水流狀況等漏水異常現(xiàn)象來被動地發(fā)現(xiàn)漏水。該類方法的缺點(diǎn)是漏水自發(fā)生到被發(fā)現(xiàn)往往間隔很長時間既造成大量的水資源浪費(fèi)同時還可能造成一些大的塌方危及到管網(wǎng)、交通和建筑物的安全。

3.1.2 主動檢漏法

（1）相關(guān)儀檢測。

相關(guān)檢測法通常是將兩個傳感器放置在供水管線疑似泄漏點(diǎn)的兩側(cè)，同時啟動采集，通過比較兩個信道間的信號相關(guān)性，判定漏點(diǎn)位置。其中關(guān)鍵參數(shù)是表示具有漏點(diǎn)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(zhì)、管徑和管道埋設(shè)環(huán)境等參數(shù)決定。這就導(dǎo)致相關(guān)儀器具有以下限制：①必須在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)有兩處管件暴露點(diǎn)（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(zhì)、管徑和實(shí)際長度[5]。

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

（2）噪聲分析法。

現(xiàn)在國內(nèi)普遍采用聽漏儀地面聽音方法定位漏點(diǎn)。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(nèi)）管道且僅宜用于硬質(zhì)地面和管道上方不存在河流、建筑等障礙物的環(huán)境。對于該學(xué)校大埋深、軟土地質(zhì)的管道環(huán)境，使用聽漏儀地面聽噪音方法的應(yīng)用受到較大限制。非金管道漏水產(chǎn)生的聲音頻率較低，傳播的距離也較近。管道漏水產(chǎn)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(diǎn)常常要依賴于漏水探測人員的經(jīng)驗(yàn)，因此對該學(xué)校主供水管網(wǎng)直接使用噪聲分析法是無法有效地對漏水點(diǎn)進(jìn)行判斷的。endprint

3.2 該校塑料供水管網(wǎng)檢測方法

針對該校的現(xiàn)狀，首先使用被動檢漏法?；菊莆樟藢W(xué)校區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)運(yùn)行情況，依照學(xué)校區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)的竣工圖，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘后，開始進(jìn)行管網(wǎng)尋線和管網(wǎng)附屬設(shè)施的復(fù)核工作，從而全面掌握了該學(xué)校區(qū)域供水管網(wǎng)的實(shí)際鋪設(shè)位置、主要供水方向、鋪設(shè)管道的管徑、管長和管材等基礎(chǔ)信息，初步制定檢漏方案，隨后進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，對需要查看的井蓋進(jìn)行圖紙標(biāo)記，計劃按照管網(wǎng)走向一一檢測。先對學(xué)校主供水管網(wǎng)的管井進(jìn)行了查看，對埋地管道區(qū)域均進(jìn)行巡查，巡查過程中發(fā)現(xiàn)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(diǎn)位于附近2m范圍，后經(jīng)過學(xué)校節(jié)水工作人員挖掘，確定確實(shí)為1個漏水點(diǎn)。

使用被動檢漏法檢測過所有主供水管網(wǎng)后，再使用主動檢漏法逐段對懷疑區(qū)域進(jìn)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(jìn)行，而需要使用綜合分析的方法進(jìn)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(jī)結(jié)合。

綜合分析的方法其實(shí)就是針對管網(wǎng)的特點(diǎn)、地質(zhì)的特點(diǎn)等要素綜合分析后，確定最有可能漏水的管段，然后直接進(jìn)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(jīng)找到漏水點(diǎn)或者說懷疑程度高但又不能確定準(zhǔn)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(jìn)行聽聲，就能十分準(zhǔn)確地判斷漏水點(diǎn)位置（圖1）。

打釬聽音必須注意以下幾點(diǎn)。

（1）找準(zhǔn)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(xiàn)在城市地下管網(wǎng)錯綜復(fù)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(wǎng)情況，避免對其他管道造成損壞。

（3）在高級路面必須進(jìn)行打釬聽聲時，應(yīng)盡可能減少對路面的損壞。

（4）在車輛、行人較多的場合還應(yīng)做好相應(yīng)的安全保護(hù)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(zhì)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(fù)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(bǔ)比較容易，而且可以短時間內(nèi)進(jìn)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(diǎn)的準(zhǔn)確率可以達(dá)到100%。

在實(shí)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(jù)各個用水區(qū)域管道的材質(zhì)、埋設(shè)情況、地質(zhì)情況和天氣情況等靈活應(yīng)用，不能照本宣科，如該校教學(xué)區(qū)由于管道為塑料管道且埋設(shè)較深、地質(zhì)松軟、管徑較大，路面聽音效果不佳，應(yīng)采用被動檢漏法進(jìn)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(diǎn)確認(rèn)準(zhǔn)確的打釬聽音法進(jìn)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(xiàn)

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