淺析鐵路站區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的改造

孫志強(qiáng)

（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(qū)用水的成本，全面提高水資源綜合利用效率，加強(qiáng)供水設(shè)施改造及運(yùn)行維護(hù)。實(shí)施供水管網(wǎng)更新改造工程，可最大限度減少“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，努力降低漏損率。下面就鐵路某站引入自來水為例進(jìn)行分析。

2 某站區(qū)供水管網(wǎng)現(xiàn)狀及問題

某站鐵路地區(qū)給水管網(wǎng)始建于20世紀(jì)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(wǎng)富余水量補(bǔ)入供給水塔。

2.1 室外供水管網(wǎng)組成

現(xiàn)有室外供水管網(wǎng)管徑規(guī)格為DN20-DN200鑄鐵管或鋼管。供水管道鋪設(shè)狀況為支狀管線，重點(diǎn)單位用水戶及居民生活區(qū)沒有形成環(huán)網(wǎng)補(bǔ)水能力，且管徑偏小，管道敷設(shè)覆蓋面積較小。

2.2 室內(nèi)供水管網(wǎng)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(nèi)，居民戶內(nèi)水量、水壓穩(wěn)定。

2.3 室外供水管路存在的主要問題

①管內(nèi)腐蝕嚴(yán)重，影響供水水質(zhì)安全。小區(qū)內(nèi)的供水管道于20世紀(jì)90年代以來陸續(xù)建成，采用鑄鐵管，至今已運(yùn)行近30年，管道運(yùn)行年代較長(zhǎng)，管道剝蝕老化嚴(yán)重；鑄鐵管管道內(nèi)壁微生物的大量繁殖、管道腐蝕等造成供水水質(zhì)的二次污染，嚴(yán)重影響了小區(qū)供水管道的水質(zhì)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(yán)，不能止水。因此，管材及配件質(zhì)量差帶來了管網(wǎng)漏失率高的惡果。

③消防系統(tǒng)老化，現(xiàn)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(jīng)核算，現(xiàn)有管道供水量不滿足一次火災(zāi)用水量需求。

④枝狀配水管網(wǎng)布局不合理，供水保障性差。配水管網(wǎng)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(shí)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(nèi)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(zhèn)區(qū)域水務(wù)一體化項(xiàng)目的唯一實(shí)施和管理的主體，負(fù)責(zé)該區(qū)域供水、污水收集和處理、雨污水回用、管網(wǎng)維護(hù)等，具備供水、排水、防汛和物業(yè)管理等相關(guān)能力和條件。

某公司供水廠位于某鎮(zhèn)某村南，某路交叉口，距某站區(qū)約1.5 km。供水水源為深井地下水，地下水經(jīng)處理各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家規(guī)定的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）后，通過變頻水泵對(duì)外供水。供水廠日供水能力約5000m3/d，供水水壓最大可達(dá)約0.4Mpa。某站區(qū)最高日用水量為 1200m3/d（約14L/s），現(xiàn)有供水能力滿足某站區(qū)用水需求。

4 施工改造的原則

①采用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，提高供水保障水平，優(yōu)選經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)的工藝方案，減少工程投資，降低供水及運(yùn)行維護(hù)成本，滿足供水區(qū)域水量、水壓、水質(zhì)需求。

②現(xiàn)狀和規(guī)劃相結(jié)合，給水立管的改造及該地區(qū)給水管網(wǎng)改造，根據(jù)供水需求，充分調(diào)查現(xiàn)狀供水情況，結(jié)合某站區(qū)給水系統(tǒng)總體規(guī)劃統(tǒng)一考慮，因地制宜，合理擬定給水管道改造系統(tǒng)方案，力求做到布局合理可行、工程投資省、運(yùn)行能耗低、安全可靠性高。

③供水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）及《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T206-2005），保障居民用水安全。

④貫徹節(jié)能的原則，以先進(jìn)、適用、合理、經(jīng)濟(jì)為原則，降低運(yùn)行成本，改善勞動(dòng)環(huán)境，提高管理水平，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)益[1]。

5 供水管網(wǎng)優(yōu)化改造方案

5.1 管網(wǎng)改造原則

管網(wǎng)改造設(shè)計(jì)總體原則為：以現(xiàn)狀供水量為基礎(chǔ)，并考慮遠(yuǎn)期用水需求，因地制宜，合理擬定給水管網(wǎng)系統(tǒng)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(yùn)行能耗低、安全可靠性高，便于實(shí)施管理。

①單獨(dú)給茶塢鐵路生活小區(qū)提供供水干管，并將小區(qū)內(nèi)供水管網(wǎng)布置成環(huán)狀網(wǎng)。布置時(shí)應(yīng)考慮配水管網(wǎng)分期建設(shè)的可能，留有充分的發(fā)展余地。合理設(shè)置檢查井、閥門井，消火栓井，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，降低影響范圍，維修方便[2]。

②對(duì)某站區(qū)供水管道使用超過30年的原則上進(jìn)行更新改造。

③對(duì)某站區(qū)生活小區(qū)內(nèi)1374戶居民用戶進(jìn)行智能水表的改造，實(shí)行一戶一表，計(jì)量出戶。

④加強(qiáng)智慧水務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，引進(jìn)供水管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，降低管網(wǎng)漏損率和產(chǎn)銷差率。

5.2 工程內(nèi)容

①包括供水廠至某站區(qū)的輸水干管、站區(qū)內(nèi)供水管網(wǎng)工程溝槽開挖、管道敷設(shè)、回填土、消防系統(tǒng)、閥門井砌筑、管道安裝及其附件施工。

②某站區(qū)生活小區(qū)居民樓內(nèi)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(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。

5.3 實(shí)際供水主管徑的確定

該地區(qū)原有管徑目前無(wú)法滿足遠(yuǎn)期規(guī)劃及消防用水的需求，本設(shè)計(jì)結(jié)合收費(fèi)企業(yè)的水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及新設(shè)計(jì)的消防用水量，同時(shí)考慮到該地區(qū)遠(yuǎn)期的綜合規(guī)劃，在原有管徑的基礎(chǔ)上，進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，最終確定供水主管徑為De200。

5.4 供水管網(wǎng)管材選擇

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的極大發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料更多地應(yīng)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(diǎn)及經(jīng)濟(jì)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(duì)六種管材的性能和造價(jià)進(jìn)行比較：

5.4.1 球墨鑄鐵管特點(diǎn)

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

②球墨鑄鐵管承受壓力水壓強(qiáng)高，最大可達(dá)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(qiáng)度高，抗水沖擊力大。

④球墨鑄鐵管規(guī)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(yīng)力能力好。

5.4.2 鋼管

鋼管的優(yōu)點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度高，易加工，管材及配件規(guī)格齊全。缺點(diǎn)是剛度小，容易受復(fù)雜地形的影響而產(chǎn)生變形，防腐力差，使用壽命短，成本較其他管材造價(jià)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(chǎn)應(yīng)用技術(shù)，經(jīng)濟(jì)性、安全性上具有許多優(yōu)點(diǎn)。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(zhì)決定了其有很好的耐腐蝕性及經(jīng)濟(jì)性，使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上，使用成本價(jià)格低。其內(nèi)壁光滑，不結(jié)垢，不滋生細(xì)菌；重量輕，容易搬運(yùn)和安裝，已廣泛地應(yīng)用到給水工程領(lǐng)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(diǎn)：

①耐腐蝕、不結(jié)垢、衛(wèi)生、無(wú)毒，使用PPR管可免去使用鍍鋅鋼管所造成的內(nèi)壁結(jié)垢、生銹而引起的水質(zhì)“二次污染”。由于PPR組分單純，基本成分為碳和氫，符合食品衛(wèi)生規(guī)定，無(wú)毒，更適合于飲用水輸送。

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

③輕質(zhì)高強(qiáng)、流體阻力小，PPR管密度僅為金屬管的1/8，耐壓力試驗(yàn)強(qiáng)度高達(dá)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(shí)安裝方便，連接穩(wěn)固。

5.4.5 管材的確定

在充分了解各種管材的性能特點(diǎn)基礎(chǔ)上，還需根據(jù)不同的使用場(chǎng)合、不同的口徑要求，優(yōu)化選擇性價(jià)比較高、方便安裝及維護(hù)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(qū)可采用PE管（原料等級(jí)為PE100），DN〈200時(shí)主要選用聚乙烯給水管（原料等級(jí)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(qiáng)保護(hù)的位置采用鋼制套管。

②室內(nèi)管材的選擇：室內(nèi)改造工程新增管道管材統(tǒng)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(yīng)做好相應(yīng)的防護(hù)套管措施。

5.5 智能水表計(jì)量系統(tǒng)確定

智能水表是一種對(duì)普通水表加裝了現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型水表。具備了電子抄表計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和控制開關(guān)的功能。極大地節(jié)省人力成本，有效解決了傳統(tǒng)機(jī)械水表存在的計(jì)量數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確、無(wú)法實(shí)時(shí)傳輸?shù)葐栴}；其次，更精準(zhǔn)的計(jì)量監(jiān)控可減少貿(mào)易糾紛，提升社會(huì)治理效率與民生服務(wù)質(zhì)量，提高水務(wù)企業(yè)的品牌形象；應(yīng)用智能水表是供水企業(yè)降低供水成本、降低供水損失率的一種有效的手段；并對(duì)用戶節(jié)約用水方面有著積極的促進(jìn)作用。

本次水表計(jì)量系統(tǒng)的改造擬選用具有聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程抄表功能的遠(yuǎn)傳集抄智能水表。

5.6 管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

實(shí)施安裝管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)站區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的供水流量和壓力具備實(shí)時(shí)掌握和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；并可及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)供水異常，在管路跑水發(fā)生時(shí)，可測(cè)算出局部漏水范圍，幫助人工找出漏水點(diǎn)。

擬在某站區(qū)內(nèi)供水管網(wǎng)的主要位置節(jié)點(diǎn)上加設(shè)壓力和流量傳感器，通過無(wú)線（GPRS）的方式將供水管網(wǎng)的壓力和流量參數(shù)數(shù)據(jù)上傳至中控服務(wù)器。這些數(shù)據(jù)為日常管道的維護(hù)及搶修提供了數(shù)據(jù)支持，掌握了供水管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，及管網(wǎng)發(fā)生漏損時(shí)幫助人工及早發(fā)現(xiàn)問題癥結(jié)，進(jìn)而提高管網(wǎng)維護(hù)效率，降低管道損失率，保障供水質(zhì)量和安全。為考慮減少井室布置，壓力、流量傳感器可設(shè)置在閥門井內(nèi)[3]。

6 效益分析

①本工程的實(shí)施，可提高某站區(qū)的供水能力，滿足生產(chǎn)用水和居民生活用水的需要，提高供水水質(zhì)，改善供水質(zhì)量，促進(jìn)居民節(jié)約用水意識(shí)，杜絕浪費(fèi)水資源。

②本工程實(shí)施后可降低管網(wǎng)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，降低生產(chǎn)成本，有效節(jié)約供水成本。