關于上海公共供水管道受損原因和對策

論文摘要：本文從上海市供水管線受損原因和現狀人手，分析存在的問題，提出分階段減災目標，文章從對原有易受損的管線實施分階段改造規劃、加快管道材質更新和推廣新型材料、采用非開挖等先進施工技術等方面提出主要對策和措施。

論文關鍵詞供水管道受損原因對策

前言

供水管道受損爆管事件時有發生，影響自來水行業服務供應安全，給全市生產、經濟、市民正常生活和社會效益等造成不良后果，亟待解決。供水管道受損危害大，漏掉的是經過水廠加藥處理過的清水，使水資源變得更為緊張；降低了供水服務壓力，影響了自來水的正常供應；可能對道路交通產生影響等等。因此，分析上海市供水管線受損事故原因，制訂對策，為政府指導供水管線受損事故減災工作的發展，是十分必要和緊迫的任務。

1公共供水管道受損現狀

上海中心城區現有公共供水管道9058km。據統計2000—2003年全市中心城區累計發生DN1500管道的爆管ll4次，其中2000年累計發生DN≥500爆管22次，2001年累計發生≥DN500爆管32次；2002年累計發生DN≥500爆管2O次；2003年累計發生DN≥500爆管40次，其中，自來水市南公司供水區域l1次，市北公司區域l8次，閔行區域1次，浦東區域為l0次。大口徑水管爆管給局部地區的社會經濟和人民生活造成一定的影響。

2公共供水管道受損原因分析

目前，上海中心城區公共供水系統的輸水管大多數為鋼管、球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、預應力混凝土等等，配水管絕大多數采用灰口鑄鐵管。管道管材的特性不盡相同：灰口鑄鐵管剛度大、質脆，幾乎絕大多數自然爆管、因局部外力荷載造成的爆管估計都發生在灰口鑄鐵管上；鑄態球墨管質量介于灰口鑄鐵管與球墨鑄鐵管之間；預應力水泥管價格低，但材質較脆，接口易破損；鋼管主要用于過路管和橋管；塑料管是當代管材發展方向，但是價格偏高。公共供水管道受損，主要有下列原因：

2．1管道材質

長期以來，灰口鑄鐵管作為主要的供水管材普遍用于供水管網，灰口鑄鐵管耐久性和強度較好，但是質脆，裝卸過程中易產生裂縫、沙眼，而且防腐層也不完整，在橫向受力和外力震動下，管道極易發生變形而導致漏水甚至爆管，尤其是上世紀六、七十年代和八十年代中，一批技術性能較差的管材，主要是連續鑄造的灰口鑄鐵管、自應力鋼筋混凝土管、石棉水泥管和一部分制造質量差的其它管材，發生漏水和爆管的頻率較高。除管道自身的材料特性外，管道受損還與諸多環境因素有關，例如，在冬季寒潮過后氣溫回升，爆管頻率較高，這與氣溫驟降回暖有密切的關系。為此，每年的l2月份至翌年l一2月份，爆管搶修頻繁，尤其以DN100—200arm和DN300~400mm的灰口鑄鐵管為多。究其原因，是由于灰口鑄鐵管的石棉水泥接口的握固力不容許水管降溫收縮，而在受拉情況下斷裂漏水。初時滲漏很少，隨著氣溫回升，接口來回脹縮，漏水逐漸滲出地面，漏水導致水土流失，土體變形，引起供水管道不均勻沉陷而斷裂。

2．2管道接口

接口質量不好主要有三種表現形式，即接口不嚴密；接口經不起土壤不均勻沉降或水管伸縮以及水壓高等因素而漏水；接口剛性太強。過去大規模推行石棉水泥接口、膨脹水泥接口，這類接口剛性強，氣溫降低時當土壤有不均勻沉降時，水管在力學上變成一根很長的承重梁，使水管產生環向斷裂或大頭處斷裂，在嚴冬水溫降低時，水管收縮，接口剛性過強時，可能導致水管拉斷。

2_3施工質量和外界影響

(1)水管基礎不好。管溝底不平整，機械挖泥無其它修平措施，更容易使溝底不平，結果使水管發生沉降，以至逐步損壞接口甚至管道；(2)覆土不實，這對大口徑管道更為重要，覆土未分層夯實和管道兩邊土壤密度不均勻，使管道受力顯著增加，漏水和爆裂的可能性增加；(3)支墩后座土壤松動。大口徑管道彎頭，在T型管處有較大的推力，主要靠支墩后土壤的被動土壓力通過支墩抵消推力，支墩后土壤松動將引起支墩位移較大，導致彎頭或T型管處位移較大，存在漏水的隱患；(4)水管借位過多。降低了管道的連續性，易使接口損壞或脫開；(5)市政工程施工過程不規范。在場地開挖、平整、道路修筑、碾壓等過程中，施工單位對地下管道情況及詳細位置不了解，導致碰傷、壓壞、挖斷管道，造成管道漏水的隱患；(6)車輛超載、超重嚴重。由于現代物流業飛速發展，社會車輛超載、超重現象較為嚴重，部分公路等級偏低，且許多道路拓寬，原位處于綠化帶或非機動車道內的管道暴露于機動車道下，如沒有鋼套管或混凝土等強化保護措施，則管道被損壞的可能性很大，造成管道產生滲漏點；(7)溫度變化。季節溫度大引起管道伸縮變形產生滲漏；(8)周圍環境的腐蝕損壞和地震災害等因素。

3公共供水管道受損防治措施

根據正在制訂的規劃目標，2010年DN≥500管道爆裂頻次達到40．2time／100km／a；2020年DN≥500管道爆管發生頻次達到≤0．1time／100km／a。為達到目標要求，擬采取以下防治措施：

3．1對原有易受損的管線實施分階段改造規劃

妥善解決已埋在地下質量欠佳的管道，有計劃、有步驟予以更新改造。2005年底前完成378km無內襯管道改造；2007底前完成132km管齡50年以上舊管道改造；顯著減少漏水和易爆管道，降低管網漏失率；2010年底前總計完成管網改造1319km，總投資約19．6億元，供水產銷差率下降至12％。其中，市南公司改造383km，投資約7．7億元，市北公司改造499km，投資約8．5億元，浦東威力雅公司改造210km，投資約1．6億元，閔行公司改造227km，投資約1．9億元。

3．2加快管道材質更新和推廣新型材料

新敷設管道要合理選擇管材。選擇管材的基本原則是：能承受要求的內壓和外荷載；性能可靠，維修工作量少，施工方便；內壁光滑，輸水能力基本保、持不變。

(1)、灰口鑄鐵管逐步淘汰使用。

如前所述，歷史上長期使用的灰口鑄鐵管其強度與韌性較差，經常性損壞漏水或發生爆管，已不適應現代都市發展需求，應改用新型管材，如球墨鑄鐵管、UPVC管等。建議DN1000mm采用鋼管、預應力鋼筒混凝土管；DN300～DN600mm采用球墨鑄鐵管；DN200mm采用UPVC、HDPE管或球墨管。

(2)繼續探索采用新管材、新工藝

●塑料管道具有重量輕，耐腐蝕，水流阻力小，節約鋼材和能源，安裝簡便，工程造價低等優點，是近10年開發和目前重點推廣應用的給水管材，主要有低塑性硬聚氯乙管(UPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)、氯化聚氯乙烯管(CPVC)、交聯聚乙烯管(PEX)、聚丙烯管(PP—R)、聚丁烯管(PB)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯管(ABS)等，其中UPVC和HDPE等管材在城市供水小1：3徑管道中應用較為廣泛，使用情況反映良好。

●球墨鑄鐵管(DCIP)具有應力集中降低，強度大、延伸率高、耐沖擊、耐腐蝕、密封性好等優點，同時，管口采用柔性接口、且管材本身具有較大的延伸率(10％)，使管道的柔性較好，在埋地管道中能與管道周圍的土體共同工作，改善管道的受力狀態，從而提高了管網運行的可靠性。

●此外，國外早已采用的預應力鋼筒混凝土管(PCCP)具有抗爆、抗滲和抗腐蝕的優點；玻璃鋼管(GRP)具有重量輕、運輸及安裝方便，抗腐能力強，內壁光滑阻耗小的特點，在大口徑管道上有較大的適用前景。

(3)推廣應用柔性膠圈接口技術。

滑入式柔性膠圈接口優點是：接口的抗滑能力更強，比打石棉水泥接口省力、省時。要認識到接口填料越硬越容易傳遞側向力矩，包括很難避免的土壤壓縮沉降而導致承插口斷裂。相信不久將來爆管的頻率次數會越來越少。

3．3采用非開挖等先進的施工技術

隨著上海城市的發展，原有的市政設施已滿足不了發展的需要，在已建市政道路要重新開挖敷設或更換諸如水、煤、電、通訊等新管道或電纜，不但破壞市容，影響周圍建筑物環境而且影響城市交通和市民的出行，有的甚至還要造成對商業經營上的經濟損失和不良影響，面對這種開挖的施工方法，不開挖路面等先進施工技術(no—digtechnique)得到了應用和發展。非開挖技術對交通干擾最?。?下轉第71頁)(上接第11頁)對周圍物景和對周圍的商業環境的損壞和影響也少；此外施工安全、效率高、綜合成本低，工時少。因此，這種技術日益顯示出自身的優越性，在上海市的供水管道工程中，非開挖施工技術也得到了嘗試和應用，在四平路的溧陽路至臨平路段，上海自來水一根鑄鐵地下供水管(DN1500mm)改建等工程取得了良好的社會和經濟效益，設想在有非開挖技術可作替代時，應逐步限制采用明挖施工方法。

3．4提高管理水平

全面實現管網系統檔案的數字化管理，形成科學、高效、豐富、翔實的供水管網檔案管理體系。建立管網系統中央數據庫；高效、生動地定位管道、閥門、水表等管網組件，為實際生產運行提高可靠的依據；為管網系統規劃、改建、擴建提供圖紙及數據依據，對管網的改擴建的規劃、改擴建后的運行進行計算機模擬，輔助管網規劃方案的優選；為管網施工提供圖紙依據。準確定位管道的位置、埋設深度、管道井、閥門井的位置、供水管道與其它地下管線的布置和相對位置等，以減少由于開挖位置不正確造成的施工浪費以及開挖時對通訊、電力、煤氣等地下管道的損壞帶來的經濟損失或嚴重后果；科學高效地進行爆管搶修等事故處理。加強和完善供水管線調度系統，做好供水管線管網在線壓力監測系統的實施。

3．5強化應急處置

首先應增強工作人員對應急處置的意識；改善爆管搶險的車輛、機具設備及搶險送水車的配備；提高閥門及開關閥門使用工具的科技含量，縮短止水時間；改善檢漏技術水平和裝備；合理規劃和建設營業站點。

3．6立法管線保護

建議人大盡快制定城市供水管道設施保護條例，從法律上保證對管道設施的保護；充分調動人民群眾自覺維護供水管網安全運行。此外還應采取強化對地下管道的巡檢及日常養