淺析鐵路站區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的改造

孫志強(qiáng)

【摘 要】論文以某站區(qū)為樣本，通過大修改造、引入專業(yè)管理模式，達(dá)到對降低鐵路站區(qū)供水成本和站區(qū)水損率進(jìn)行了分析。

【Abstract】The paper takes a station region as a sample， analyzes that through the overhaul and transformation and the introduction of professional management mode， the water supply cost and the water loss rate in the railway station region are reduced.

【關(guān)鍵詞】鐵路站區(qū)；供水管網(wǎng)；系統(tǒng)；改造

【Keywords】railway station region； water distribution network； system； transformation

【中圖分類號】U291.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）08-0146-03

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，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(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。

④ PPR 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（原料等級為 PE100），DN〈200 時(shí)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(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)測系統(tǒng)

實(shí)施安裝管網(wǎng)漏損監(jiān)測系統(tǒng)能對站區(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；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，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。

【參考文獻(xiàn)】

【1】中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集[M].北京：中國計(jì)劃出版社，2007.

【2】GB50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2009年版）[S].

【3】GB50282-2016城市給水工程規(guī)劃規(guī)范[S].