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(huì)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(wèn)題。

近年來(lái)，嘉峪關(guān)市的發(fā)展帶動(dòng)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(shí)間的推移，運(yùn)行負(fù)荷越來(lái)越重，供水能力已不能適應(yīng)用水量不斷培長(zhǎng)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(huì)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(shí)對(duì)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(guò)灌水試壓檢驗(yàn)就投入使用，第三，市政施工造成對(duì)既有管網(wǎng)的破損或下沉移位；第四，管道長(zhǎng)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(zhǎng)、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(cè)公司對(duì)所屬區(qū)城內(nèi)給水管線(xiàn)進(jìn)行了別繪及漏電探測(cè)，根據(jù)所做的探測(cè)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(jiàn)舊管道漏水之嚴(yán)重。

1.2 管道老化、供水單位運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用增加

有的進(jìn)戶(hù)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(lái)的0.012增加到0.016-0.018，個(gè)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(dòng)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(chǎng)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(lái)普遍存在出廠(chǎng)水合格而用戶(hù)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(kāi)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(chǎng)自來(lái)水發(fā)生二次污染，因此要達(dá)到用戶(hù)可以直飲的標(biāo)準(zhǔn)必須對(duì)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(zhǎng)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(guò)程中，為防止管道腐蝕，可采取的措施有：一是對(duì)管徑較?。―N＜300），壓力沒(méi)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(jì)，沒(méi)有考慮長(zhǎng)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(shí)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(kāi)發(fā)于擾供水管

新項(xiàng)目建設(shè)會(huì)造成對(duì)鄰近供水管線(xiàn)的改移、拆建和動(dòng)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(kāi)發(fā)為住宅校區(qū)，部分建筑物在設(shè)計(jì)布局時(shí)坐落于城市主供水管線(xiàn)上（DN800鑄鐵管），后經(jīng)協(xié)調(diào)整改后移動(dòng)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(duì)舊管道已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前用水需求的情況，針對(duì)其存在的不足，必須對(duì)其進(jìn)行改造，以推動(dòng)城市建設(shè)的不斷發(fā)展。在改造過(guò)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(xiàn)布置的單位應(yīng)根據(jù)供水區(qū)范圍內(nèi)總用水量來(lái)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(zhǎng)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(dòng)車(chē)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(jià)

管網(wǎng)建設(shè)投資巨大，試用期，投資回收期長(zhǎng)，為節(jié)省費(fèi)用，對(duì)一些仍有使用價(jià)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(shí)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(shí)可行的計(jì)劃，逐步實(shí)施，從日常工作來(lái)看，我市也正在有計(jì)劃地視管網(wǎng)情況，按輕重緩急每年按管道總長(zhǎng)的1%-2%進(jìn)行管網(wǎng)改造，優(yōu)化組合。

2.4 滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)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(shí)，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(jì)時(shí)，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(diǎn)，對(duì)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(duì)管道改造過(guò)程中逐步更換耐壓等級(jí)更高的管道，以延長(zhǎng)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(mǎn)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(dòng)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(diǎn)對(duì)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(duì)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(xiàn)。原有管線(xiàn)仍然使用，在其附近新再鋪設(shè)一條管線(xiàn)。相對(duì)于第一方法，新鋪的管道直徑可能小一些，相對(duì)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(lèi)：刮管涂襯和穿管法。如果原來(lái)管道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍滿(mǎn)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(mǎn)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(shí)際情況確定。

4 管道更新改造的實(shí)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(guò)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(hù)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(lèi)型，數(shù)量，位置，泵站工作狀況，水系型號(hào)；水處理工藝；在不同用水量時(shí)，管網(wǎng)中具有代表性地點(diǎn)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(chǎng)實(shí)測(cè)。只有掌握了給水管網(wǎng)現(xiàn)狀資料后，才能對(duì)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(duì)水廠(chǎng)出水口、供水管網(wǎng)末端具有代表性的取水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，兩組數(shù)據(jù)的對(duì)比能反映輸水管聞的材質(zhì)變化、管網(wǎng)破損等情況，通過(guò)一年兩次對(duì)管網(wǎng)不同點(diǎn)測(cè)量水壓，得到全市管網(wǎng)壓力分布圖，通過(guò)對(duì)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(duì)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(xiàn)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(shí)）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(guò)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(shí)際用水情況及泵站在供水時(shí)所起的作用：確定水泵和管網(wǎng)的聯(lián)合工作點(diǎn)，并可發(fā)現(xiàn)供水時(shí)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(guò)程中供水量變化的原因。

4.3 進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算

根據(jù)上敘整理的資料，提供至管網(wǎng)改造的設(shè)計(jì)中位，使其準(zhǔn)確繪制管網(wǎng)系統(tǒng)的計(jì)算圖，并確定近期和遠(yuǎn)期的節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)系數(shù)，計(jì)算各管段的實(shí)際摩阻。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算、校正各管段摩阻和節(jié)點(diǎn)流量，直到計(jì)算結(jié)果符合現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果?？紤]用水性質(zhì)、用水比例，將集中流量和管段流量綜合計(jì)算為節(jié)點(diǎn)流量，要求節(jié)點(diǎn)流量準(zhǔn)確地反映供水管網(wǎng)實(shí)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(shí)施

根據(jù)實(shí)測(cè)和計(jì)算結(jié)果，出改造的方案。如水壓線(xiàn)過(guò)密的管段，因流量超過(guò)正常輸水能力，一致水頭損失過(guò)大，可出放大管徑、增設(shè)平行管線(xiàn)、的方案。然后對(duì)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(hù)對(duì)水質(zhì)、水量、水壓的反饋意見(jiàn)；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(jì)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(diǎn)，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(guò)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(lái)，我市供水主管道的管材、閥門(mén)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(chēng)壓力1.6MPa）作為供水主管線(xiàn)，選擇村質(zhì)為鑄鋼閥門(mén)，傳動(dòng)桿為銅桿、無(wú)封水壓蓋的閥門(mén)、這些材料都能延長(zhǎng)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(yàn)收規(guī)范》GB50242-2002、《給水排水管道工程施工及驗(yàn)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(wú)事故發(fā)生，使供水行業(yè)健康發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，給水管道改道要做好，各級(jí)政府職能部門(mén)和參建管理施工單位都必須能按照項(xiàng)目法定程序和科學(xué)合理的途徑對(duì)所屬的供水管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工。具體過(guò)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(jì)單位、規(guī)劃部門(mén)合理布局給水管線(xiàn)，為前期設(shè)計(jì)提供管線(xiàn)路由確保地下管線(xiàn)有序排布，相互不影響.。設(shè)計(jì)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(jì)，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(gè)專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)交又重疊以及施工干擾大的特點(diǎn)，要做好給水管道工程的設(shè)計(jì)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(duì)沿線(xiàn)存在的各種問(wèn)題，特別是與既有設(shè)施的干擾問(wèn)題以及管道本身的安全穩(wěn)定問(wèn)結(jié)合已有掌握的數(shù)據(jù)、進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析研究和采取措施：管網(wǎng)改造過(guò)程中、為了規(guī)范施工隊(duì)伍的行為，還必須在施工圖設(shè)計(jì)中對(duì)施工工藝作出規(guī)定，流著新材料新工藝不斷涌現(xiàn)，有時(shí)業(yè)主提出更加切臺(tái)實(shí)際的要求，在格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，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(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān)，才能杜絕供水安全隱患，實(shí)現(xiàn)管道更新改造的意義。