論長距離輸水管道漏水原因及控制策略

于坤榮

摘要：作為引水工程中最為突出的問題之一，長距離輸水管道滲漏會影響工程的正常運(yùn)行，而出現(xiàn)滲漏的原因有很多，如土壤凍融、壓力、基礎(chǔ)沉降、膠圈、水錘等。針對這種情況，必須要從實(shí)際情況出發(fā)，科學(xué)控制運(yùn)行的水壓，加大巡線工程管理的力度，強(qiáng)化工程運(yùn)行管理，做好施工管理和設(shè)計工作，有效解決城市的飲水問題，提高輸水質(zhì)量和水資源利用率。

關(guān)鍵詞：長距離；輸水管道；漏水原因；控制策略

一、長距離輸水管道漏水原因分析

（一）鋼管滲漏

在正常施工的前提下，鋼管基本不會出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象，而在引青管長達(dá)12年的運(yùn)行過程中，只出現(xiàn)過一次鋼管滲漏，究其原因，大量建筑材料堆積在管道上面，管道受荷過大而引起變形，卸載后鋼管出現(xiàn)回彈情況，撕裂焊接處。

（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管滲漏

通常情況下，我國的長距離大管徑引水工程在水壓要求不高且地質(zhì)條件允許的前提下，基本都選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，但其也會出現(xiàn)一些滲漏問題，具體表現(xiàn)為：

①土壤凍融。南方管道很少出現(xiàn)土壤凍融的情況，而北方管道則易出現(xiàn)該問題，如管道在凍融交替季節(jié)比較容易出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，特別是在寒冷的冬季。一般而言，管道埋得越深，土壤凍融對其影響越小，但鋼筋混凝土管道在設(shè)計中考慮管道變形，一般管道最高覆土要低于4m。而實(shí)際施工中，[1]由于諸多因素的影響，例如引青濟(jì)秦管道部分管道都處于凍土層內(nèi)，冬季結(jié)凍時周邊的凍土對管道產(chǎn)生環(huán)向壓力，擠壓管道，這時不會引發(fā)漏水；而春季土壤解凍時，基礎(chǔ)下陷會引起不均勻沉降，對承插口造成影響而出現(xiàn)漏水。

②壓力。管道出現(xiàn)漏水的原因之一就是壓力的變化，而長距離輸水管道的運(yùn)行水量是以城市用水量為依據(jù)予以確定。根據(jù)管道閥門的調(diào)節(jié)來控制水量，通過調(diào)節(jié)閥門開度減少水頭損失或減少（增加）運(yùn)行管道的數(shù)量來控制。由于漏水現(xiàn)場多發(fā)生于閥門啟閉后，而閥門的啟閉會改變管道內(nèi)的壓力，使管道內(nèi)的水體出現(xiàn)振蕩，一旦壓力出現(xiàn)較大變化，則會破壞管道上受力最為薄弱的承插口，引起漏水。

③基礎(chǔ)沉降。因基礎(chǔ)沉降而造成的破壞多是在大雨過后，對于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管而言，其接口用膠圈進(jìn)行密封，在地基方面的要求不高，根據(jù)設(shè)計要求可直接埋于基槽內(nèi)，若巖基采用0.1～0.2m的砂墊層，則能與敷設(shè)要求相符。[2]引青濟(jì)秦管道的某一節(jié)管道，其兩端基礎(chǔ)會連降大雨，增加了沉降量，加上管段的中間屬于基巖，會折斷管道而淹沒農(nóng)田，造成不可估量的損失。

④膠圈。鋼筋混凝土管道施工過程中，膠圈的安裝是選擇滾動就位的方式，其直徑以不同的管道直徑為依據(jù)予以選擇，而施工中要求適當(dāng)壓縮膠圈。由于水自重和管道自重的影響，下部膠圈的壓縮量會在輸水運(yùn)行中不斷增加，頂部膠圈的壓縮量則有所變小，致使頂部密封不嚴(yán)，一旦管道受水壓變化的影響，頂部往往會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。可以說，漏水多發(fā)生于承插口最為薄弱的部位，吸進(jìn)或擠出管道上部膠圈后，致使管道因運(yùn)行壓力變化而出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

⑤水錘。長距離輸水管道運(yùn)輸過程中，需要攻克的一項技術(shù)問題就是水錘，如某水廠蓄水池蓄滿后且沒有通知，利用電子閥門操作來關(guān)閉管道閥門，不久即出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，鋼筋斷開，管的腹部出現(xiàn)大面積斷裂。

二、長距離輸水管道漏水的控制策略

長距離輸水管道工程具有復(fù)雜的情況和較長的線路，管道滲漏不僅涉及管理、施工、設(shè)計等部門，也與氣候條件、地質(zhì)狀況密切相關(guān)，要想避免管道滲漏情況的出現(xiàn)，必須要從多個角度出發(fā)，加強(qiáng)管理，盡可能減少人為滲漏事故的發(fā)生。

第一，科學(xué)控制運(yùn)行的水壓。在滿足水產(chǎn)出口流量與進(jìn)廠水位的前提下，管道的運(yùn)行水壓要盡可能保持低壓運(yùn)行，尤其是老舊工程，管道運(yùn)行的時間較長，設(shè)備基本處于老化狀態(tài)，高壓運(yùn)行極其危險。[3]如果出現(xiàn)水量變化的情況，必須要對閥門進(jìn)行合理調(diào)整，避免壓力變化過大而造成滲漏問題；同時采用人工的方式慢慢操作閥門，嚴(yán)禁采用電子閥門。

第二，加大巡線工程管理的力度。以引青濟(jì)秦管道的運(yùn)輸為例，市政府頒布了《引青濟(jì)秦輸水管線管理辦法》，旨在保護(hù)輸水管道。該方法要求嚴(yán)禁在管線兩側(cè)的5m之內(nèi)建造或堆積各種建筑物，10m內(nèi)不得開展大型機(jī)械作業(yè)；同時不得在管道兩側(cè)挖砂取土，或者是在管線上進(jìn)行作業(yè)。在城市建設(shè)發(fā)展過程中，逐漸顯現(xiàn)出用地的各種矛盾及沖突，因交叉工程而造成的破壞問題也不斷增多，如大量建筑材料長期堆積于管線上，管道負(fù)重變形而造成鋼管滲漏。鑒于此，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定來保護(hù)管線，做好巡線工作，及時消除因交叉工程而引起的滲漏隱患。

第三，強(qiáng)化工程運(yùn)行管理。對于長距離輸水工程而言，其屬于隱蔽工程，管道大都埋設(shè)在地下，設(shè)井保護(hù)地面上的排泥閘閥、排氣閘閥、閘閥、蝶閥等閥門。[4]同時在春秋兩季及時檢修閥門，特別是排氣閥門，使其處于正常穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，冬季做好保溫工作，避免凍裂情況的發(fā)生。

第四，做好施工管理和設(shè)計工作。由于長距離輸水線路較長，線路敷設(shè)過程中會遇到不同的地質(zhì)情況，因此在設(shè)計勘察選線時，應(yīng)該盡可能避開地質(zhì)斷裂帶、大面積流沙和淤泥、地震帶等地質(zhì)情況不佳的地段。當(dāng)然對管道的埋深進(jìn)行控制時，需要將其埋至凍土層以下，施工過程中及時清除大塊的巖基，注意槽底的土質(zhì)均勻與否，避免出現(xiàn)不均勻沉降。

三、結(jié)語

綜上所述，長距離輸水工程屬于一項復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，具有隱蔽性、大流量、多目標(biāo)等特點(diǎn)，一旦輸水管道出現(xiàn)漏水等問題，則會影響輸水工程的穩(wěn)定運(yùn)行，對人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響。所以在長距離輸水工程中，需要及時分析管道漏水的原因，做好突發(fā)事件的應(yīng)急處理工作，高效實(shí)施事故搶修工作，從而減少事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，更好地維護(hù)社會穩(wěn)定與公共安全。本文以引青輸水管道為例，分析長距離輸水管道漏水的原因，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的控制策略，以保障輸水管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王金陸.PCCP管長距離輸水管線漏水處理預(yù)案[J].東北水利水電，2014，32（05）：25-27.

[2]葉永，謝作為，羅威.農(nóng)村長距離輸水管道設(shè)計[J].中國高新科技，2017，1（04）：22-24.

[3]李常虹，徐世斌，姚宇新.沈陽市輸配水管道漏水事故分析及對策研究[J].供水技術(shù)，2015，9（02）：32-36.

[4]陳雪峰.長距離倒虹吸重力輸水管線過流能力影響因素[J].山西建筑，2012，38（05）：134-135.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院）