嘉峪關(guān)市給水管道更新改造的探析

孫穩(wěn)

嘉峪關(guān)市供水管理處 甘肅嘉峪關(guān) 735100

城市是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，其用水包括工業(yè)用水，居民生活用水和城市綠化生態(tài)用水，在城市人口和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，水資源的缺乏會嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并使環(huán)境惡化，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)建設(shè)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，作為城市的血脈一一供水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，顯得尤為重要，如果城市供水中斷，將給城市的生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響，供水管道作為供水系統(tǒng)的“血管”，承擔(dān)著非常重要的角色，筆者多年從事供水管道工程的維護(hù)與運(yùn)行，本文將以嘉峪關(guān)市為例，淺析給水管道的更新改造相關(guān)問題。

近年來，嘉峪關(guān)市的發(fā)展帶動了工業(yè)和生活用水量的增加，而部分早期鋪設(shè)的管道隨著時間的推移，運(yùn)行負(fù)荷越來越重，供水能力已不能適應(yīng)用水量不斷培長的需要，有些地方出現(xiàn)了水壓不足和水量欠缺的情況，在一定程度上影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。因此，除了設(shè)法提高現(xiàn)有供水設(shè)施的生產(chǎn)能力外，應(yīng)及時對舊管道進(jìn)行更新改造[1]。

1 管道更新改造的必要性

1.1 管道漏水嚴(yán)重

管道漏水一般有以下幾種原因：第一，管道運(yùn)行年久，管材質(zhì)量低造成漏水；第二，原有管道安裝工程質(zhì)量差，未經(jīng)過灌水試壓檢驗就投入使用，第三，市政施工造成對既有管網(wǎng)的破損或下沉移位；第四，管道長期受腐蝕造成漏水。給水管道漏水量的大小與管材質(zhì)量、施工狀況、維護(hù)管理、鋪設(shè)年限、管道壓力等因素有關(guān)。部分管道，尤其是舊城區(qū)管道使用年限長、管材質(zhì)量差、施工不合理，管內(nèi)腐蝕嚴(yán)重，使管壁變薄，引起局部穿孔漏水，嚴(yán)重的側(cè)發(fā)生爆管現(xiàn)象，使水大量流失，以我市為例，嘉峪關(guān)市供水管理處，酒鋼貴友公司分別于2009年，2008年委托蘭州雷力探測公司對所屬區(qū)城內(nèi)給水管線進(jìn)行了別繪及漏電探測，根據(jù)所做的探測及調(diào)查資料表明，在引起城市漏水諸多因素中，由管道腐蝕老化造成的漏水量占35%，由此數(shù)據(jù)可見舊管道漏水之嚴(yán)重。

1.2 管道老化、供水單位運(yùn)行動力費(fèi)用增加

有的進(jìn)戶管使用年久失修，管內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重，加上管道使用彎頭多，不僅導(dǎo)致管道的水頭損失增大，還嚴(yán)重地影響了管道的輸水能力。據(jù)有關(guān)資料研究，一般鑄鐵管和鋼管在使用10-20年后，粗糙系數(shù)n由原來的0.012增加到0.016-0.018，個別未涂襯的鑄鐵管高達(dá)0.025，水流阻力大大增加，能耗增大，動力費(fèi)用增加，但嘉峪關(guān)市的供水為重力流供水，尤其西部區(qū)域與水廠高差小，管道阻力增大將導(dǎo)致西部區(qū)域水壓進(jìn)一步下降，二次加壓泵站工作量增大、直接反映就是耗能費(fèi)用增大。

1.3 管網(wǎng)水質(zhì)惡化

管材是影響供水水質(zhì)的主要因素之一，近年來普遍存在出廠水合格而用戶水質(zhì)差的現(xiàn)象。新的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求擰開出龍頭就可以直接飲用，但是由于管道老化或舊材質(zhì)影響水質(zhì)，出廠自來水發(fā)生二次污染，因此要達(dá)到用戶可以直飲的標(biāo)準(zhǔn)必須對供水舊管進(jìn)行改造。在給水管道中，老管道一直沿用傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管和預(yù)應(yīng)力混凝上管，金屬管材埋在土壤中，金屬與水和土壤接觸極易發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，在土壤酸度高，腐蝕性強(qiáng)的情況下使管材壽命縮短造成泄漏，而且使用年限較長的金屬管內(nèi)壁腐蝕、結(jié)垢、沉積銹蝕物中含大量的鐵、錳和各種細(xì)菌，使管網(wǎng)中的鐵、錳、濁度、色度、細(xì)菌等指標(biāo)值上升，水質(zhì)呈現(xiàn)一定程度的惡化，可造成水質(zhì)事故。故在管網(wǎng)改造過程中，為防止管道腐蝕，可采取的措施有：一是對管徑較?。―N＜300），壓力沒有特殊需求(如綠化管網(wǎng))盡量采用UPVC管、PE管；二是盡量選用非金屬材料如油漆、水泥、砂漿、瀝青等涂在金屬管內(nèi)外表面上的管材、以防止金屬與水接觸。

1.4 管網(wǎng)布局不夠合理、有的管段已經(jīng)成為“瓶頸”，或超負(fù)荷運(yùn)行

城市建設(shè)初期，給水管道多數(shù)按近期規(guī)劃設(shè)計，沒有考慮長遠(yuǎn)發(fā)展需求。隨著城市的發(fā)展，新的建筑小區(qū)在不斷地產(chǎn)生，使供水管網(wǎng)難于及時跟上區(qū)域發(fā)屐的步伐，用水量的增加，當(dāng)初鋪設(shè)的管道就顯得緊張滯后，超負(fù)荷運(yùn)行，不少地區(qū)水壓不足，水量不足，影響了正常的生產(chǎn)、生活。

1.5 市政建設(shè)和地塊開發(fā)于擾供水管

新項目建設(shè)會造成對鄰近供水管線的改移、拆建和動遷。例如2009年，因城市發(fā)展、嘉峪關(guān)市芳馨苑小區(qū)、碧水綠洲小區(qū)原地貌為戈壁灘，現(xiàn)開發(fā)為住宅校區(qū)，部分建筑物在設(shè)計布局時坐落于城市主供水管線上（DN800鑄鐵管），后經(jīng)協(xié)調(diào)整改后移動建筑物、城市主管道橫穿生活小區(qū)

2 管道更新改造的原則

面對舊管道已無法滿足當(dāng)前用水需求的情況，針對其存在的不足，必須對其進(jìn)行改造，以推動城市建設(shè)的不斷發(fā)展。在改造過程中，應(yīng)循以下原則：

2.1 符合城市發(fā)展規(guī)劃要求，立足近期發(fā)展、考慮遠(yuǎn)期發(fā)展需求

我們各相關(guān)參加管線布置的單位應(yīng)根據(jù)供水區(qū)范圍內(nèi)總用水量來確定?？傆盟堪üI(yè)用水、居民生活用水和城市綠化生態(tài)用水，而這些與城市的人口，工業(yè)發(fā)展，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)劃有關(guān)。管通的位置與走向要符合城市的長期規(guī)劃要求，盡可能沿現(xiàn)有道路和規(guī)劃路鋪設(shè)，市政給水管道通?？裳亟值阑蚬蜂佋O(shè)、鋪設(shè)在人行遒、非機(jī)動車道成綠化帶下，并合理分布于供水區(qū)內(nèi)[2]。

2.2 盡可能發(fā)揮現(xiàn)有管道的供水能力，降低造價

管網(wǎng)建設(shè)投資巨大，試用期，投資回收期長，為節(jié)省費(fèi)用，對一些仍有使用價值的管段要充分利用，發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 因地制宜，切實可行

管網(wǎng)改造要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)，環(huán)境角度綜合考慮，制定切實可行的計劃，逐步實施，從日常工作來看，我市也正在有計劃地視管網(wǎng)情況，按輕重緩急每年按管道總長的1%-2%進(jìn)行管網(wǎng)改造，優(yōu)化組合。

2.4 滿足用戶對水質(zhì)，水量和水壓的要求

嘉峪關(guān)市的供水為重力流供水，尤其東部區(qū)城高程低，在用水低谷管網(wǎng)呈靜壓狀態(tài)時，供水管網(wǎng)承受了更大的供水壓力，老管道超負(fù)荷返行，老管道年久失修，很容易造成管道事故，使管網(wǎng)失去應(yīng)有的功能。管網(wǎng)改造設(shè)計時，應(yīng)按照城市規(guī)劃分析近期的用水量、把管道合理分布在供水區(qū)域內(nèi)：并充分利用嘉峪關(guān)市重力流供水的特點，對低壓區(qū)進(jìn)行分區(qū)加壓供水，高壓區(qū)在主管道設(shè)置減壓閥，并在高壓區(qū)對管道改造過程中逐步更換耐壓等級更高的管道，以延長使用壽命。

3 管道更新改造的基本方法

3.1 適合進(jìn)行更新改造的管道

（1）輸水能力已不能滿足需求，而適宜更換為更大口徑的管道。

（2）因街道拓寬等原因，該段管道的位置及埋深需做調(diào)整。

（3）管道內(nèi)壁腐蝕影響水質(zhì)，或動力費(fèi)用增加，按理論講應(yīng)更換新管，但工作量很大，只能重點對腐蝕嚴(yán)重的進(jìn)行恢復(fù)輸水能力。

3.2 更新改的基本方法

（1）拆舊換新、對第一、二種情況常采用拆除方法，拆除原有管道后鋪設(shè)新管，其村質(zhì)、接口及防腐要求按新管道要求安裝。

（2）增鋪平行管線。原有管線仍然使用，在其附近新再鋪設(shè)一條管線。相對于第一方法，新鋪的管道直徑可能小一些，相對經(jīng)濟(jì)一些。

（3）刮管涂襯。后幾種情況的更新改造方法可分為兩類：刮管涂襯和穿管法。如果原來管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍滿足要求的，宜采用管涂襯方式，先把管內(nèi)結(jié)垢清除掉，然后涂上水泥砂漿等涂料。如鋼管從強(qiáng)度上已滿足要求。即使有部分漏水小孔，適當(dāng)增加強(qiáng)度和使用壽命。但該方法需停水作業(yè)，改造后效果不佳，我市一般不采用這種改造方案。

（4）內(nèi)穿管法。原有管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，可在原管道內(nèi)插較小口徑的管道，這種方法比拆舊換新方法經(jīng)濟(jì)得多，但是由于管徑變小，輸水能力也變小了，能否采用還要根據(jù)工程實際情況確定。

4 管道更新改造的實施步驟

4.1 搜集現(xiàn)狀資料或做調(diào)查研究

管網(wǎng)系統(tǒng)包括管網(wǎng)，系站，水池，高位水箱等在使用過程中，其工作狀況不斷發(fā)生變化，因此必須搜集現(xiàn)狀資料，做調(diào)查研究，包括：用戶的組成和分布；近期和遠(yuǎn)期的用水量；管道的材料，管徑，水力摩阻和使用年限；調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的類型，數(shù)量，位置，泵站工作狀況，水系型號；水處理工藝；在不同用水量時，管網(wǎng)中具有代表性地點的水壓；原水水質(zhì)和管網(wǎng)水質(zhì)；管網(wǎng)漏水情況，這些材料有些是技術(shù)檔案材料，有些必須到現(xiàn)場實測。只有掌握了給水管網(wǎng)現(xiàn)狀資料后，才能對管網(wǎng)具備的輸配水能力，其是否與凈化設(shè)施處理相配套，影響供水的瓶頸部位等進(jìn)行綜合分析判斷。我市每天都對水廠出水口、供水管網(wǎng)末端具有代表性的取水點進(jìn)行水質(zhì)檢測，兩組數(shù)據(jù)的對比能反映輸水管聞的材質(zhì)變化、管網(wǎng)破損等情況，通過一年兩次對管網(wǎng)不同點測量水壓，得到全市管網(wǎng)壓力分布圖，通過對二次加壓水泵站的用電量與往年同比，消除季節(jié)影響、新增建筑面積影響進(jìn)行對比分析，這一系列的工作都將為我市管網(wǎng)改造積累原始數(shù)據(jù)，為決策提供依據(jù)。

4.2 整理調(diào)查資料

把搜集的資料和調(diào)查的結(jié)果加以整理，得出：給水系統(tǒng)工況圖，例如給水管網(wǎng)水壓線圖，在圖中顯示出有代表性的用水情況下（如最高、最低用水時）的水壓分布，以顯示水壓不足的地區(qū)及流量和水頭損失過大的管段；分析水管內(nèi)結(jié)垢和引起故障的原因；顯示管網(wǎng)的實際用水情況及泵站在供水時所起的作用：確定水泵和管網(wǎng)的聯(lián)合工作點，并可發(fā)現(xiàn)供水時電能是否有浪費(fèi)的情況；了解取水構(gòu)筑物的工作狀況，分析行過程中供水量變化的原因。

4.3 進(jìn)行管網(wǎng)水力計算

根據(jù)上敘整理的資料，提供至管網(wǎng)改造的設(shè)計中位，使其準(zhǔn)確繪制管網(wǎng)系統(tǒng)的計算圖，并確定近期和遠(yuǎn)期的節(jié)點流量。根據(jù)管村、管徑和使用年限，確定管段的水力阻力增長系數(shù)，計算各管段的實際摩阻。使用計算機(jī)進(jìn)行管網(wǎng)水力計算、校正各管段摩阻和節(jié)點流量，直到計算結(jié)果符合現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果。考慮用水性質(zhì)、用水比例，將集中流量和管段流量綜合計算為節(jié)點流量，要求節(jié)點流量準(zhǔn)確地反映供水管網(wǎng)實際流量的分布狀況。管段的流速應(yīng)控制在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)[3]。

4.4 改造方案并付諸實施

根據(jù)實測和計算結(jié)果，出改造的方案。如水壓線過密的管段，因流量超過正常輸水能力，一致水頭損失過大，可出放大管徑、增設(shè)平行管線、的方案。然后對各種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，力求經(jīng)濟(jì)、合理、可行、安全。

4.5 加強(qiáng)后期運(yùn)行管理

管網(wǎng)改造完成后，給水管道運(yùn)行維護(hù)單位要做好完整詳細(xì)的竣工圖，存檔保存，以備今后查用；重視用戶對水質(zhì)、水量、水壓的反饋意見；生產(chǎn)中注意防止產(chǎn)生水錘；加強(qiáng)管網(wǎng)檢漏工作。

4.6 加快管網(wǎng)改造，抓好施工質(zhì)量

進(jìn)行管網(wǎng)改造，是降低漏損、改善水質(zhì)的根本方法。供水管理單位應(yīng)有計劃、視管網(wǎng)情況，按輕重緩急，每年安排區(qū)段進(jìn)行管網(wǎng)改造.將漏水較頻繁或造成影響較嚴(yán)重的管道，作為改造的重點，改進(jìn)管網(wǎng)不合理環(huán)節(jié)，使管網(wǎng)年優(yōu)化。管網(wǎng)改造前，管材選型應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面因素，管網(wǎng)改過程中建議選用優(yōu)質(zhì)管材，多采用橡膠圖密封的柔性接口。近年來，我市供水主管道的管材、閥門選型主要做法如下：嘉峪關(guān)市供水管理處選擇內(nèi)襯水泥外涂塑的球墨鑄鐵管鑄鐵管（公稱壓力1.6MPa）作為供水主管線，選擇村質(zhì)為鑄鋼閥門，傳動桿為銅桿、無封水壓蓋的閥門、這些材料都能延長使用壽命，前期投入資金較大，但后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低。改造后的管網(wǎng)應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50242-2002、《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-2008施工，抓好施工質(zhì)量。保證新改造的管道良好返行，無事故發(fā)生，使供水行業(yè)健康發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，給水管道改道要做好，各級政府職能部門和參建管理施工單位都必須能按照項目法定程序和科學(xué)合理的途徑對所屬的供水管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計和施工。具體過程是：必須先由供水單位日常積累管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提供至設(shè)計單位、規(guī)劃部門合理布局給水管線，為前期設(shè)計提供管線路由確保地下管線有序排布，相互不影響.。設(shè)計單位依據(jù)現(xiàn)有積果的數(shù)據(jù)資料。代化新增供水管網(wǎng)設(shè)計，確保管網(wǎng)供水能力為最佳狀態(tài)，并且工程存在地形復(fù)雜、多個專業(yè)管線交又重疊以及施工干擾大的特點，要做好給水管道工程的設(shè)計和施工，達(dá)到預(yù)期的改造效果、還必須在施工圖階段進(jìn)一步對沿線存在的各種問題，特別是與既有設(shè)施的干擾問題以及管道本身的安全穩(wěn)定問結(jié)合已有掌握的數(shù)據(jù)、進(jìn)行詳細(xì)的對比分析研究和采取措施：管網(wǎng)改造過程中、為了規(guī)范施工隊伍的行為，還必須在施工圖設(shè)計中對施工工藝作出規(guī)定，流著新材料新工藝不斷涌現(xiàn)，有時業(yè)主提出更加切臺實際的要求，在格執(zhí)行國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時，也應(yīng)酌情合理變通。因此，只有嚴(yán)把給水管更新改的各個環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān)，才能杜絕供水安全隱患，實現(xiàn)管道更新改造的意義。