管網(wǎng)安全輸配技術(shù) 幾點初淺建議

輸配水管道是城市供水系統(tǒng)的重要組成部分，如同人的血管，建設(shè)費用占城市供水系統(tǒng)的五分之三以上，如何才能將城市管網(wǎng)處于合理安全的運行中，從而降低供水成本，提高供水。筆者從工作中就城市管網(wǎng)目前所存在的問題和發(fā)展要求談幾點初淺建議。
      首先要對城市管網(wǎng)的管材及附屬設(shè)備應(yīng)進(jìn)行更換，供水管網(wǎng)中有相當(dāng)多DN100以上管道是灰口鑄鐵管（HT），ф50以下管道95％為涮鋅鐵管，灰口鑄鐵管工作壓力Pg≤0.75Mpa，內(nèi)壁粗糙，無內(nèi)防腐層，易產(chǎn)生水垢，性能硬而脆，耐震性差，受外界作用易破裂，造成水流減緩，水質(zhì)下降，涮鋅鐵管遇酸、堿易腐蝕、生銹，對水質(zhì)有一定影響，不美觀，安裝、維修工作量大，目前我司正用柔性球墨鑄管和PP－R塑料、SSR不銹鋼管，實踐證明科學(xué)的、可行的，提高了水質(zhì)，減少了水損、漏失。
    球墨鑄鐵管，加工中加入鎂、鈣、鈰等堿土金屬和稀土金屬，使鑄鐵中的球墨組織呈球狀，其表面積最小，消除了由片狀石墨引起的金屬品體連續(xù)性割斷的缺陷，使抗拉性強(qiáng)度達(dá)38－45Kgf／mm2，球墨鑄鐵管因進(jìn)行退火處理，其抗壓、抗拉、抗彎折、耐沖擊、延伸性等機(jī)械性能，同鋼鐵接近，壓環(huán)試驗達(dá)二分之一不裂，具備抗腐蝕、易加工、成本效低等優(yōu)點，美、法、德等許多發(fā)達(dá)國家都采用此種管材。
    PP－R塑料管，符合食品級材料，具有內(nèi)壁光滑，不結(jié)垢，水頭損失小，易安裝等優(yōu)點，經(jīng)日光照曬，容易延伸、老化，影響美觀，縮短使用年限，所以對戶外豎管應(yīng)設(shè)計安裝較規(guī)范的保護(hù)管線盒，SSP不銹管具有PP－R的優(yōu)點外，還有防曬，美觀的優(yōu)點，但安裝不好容易造成接頭墊圈漏水現(xiàn)象。
    閥門是管網(wǎng)中主要組成配件，它對管網(wǎng)的流量、流向、局部管段水壓調(diào)度起控制作用。在管網(wǎng)中出現(xiàn)局部損壞時，及時關(guān)閉相應(yīng)閘門，使損壞管段迅速從管網(wǎng)中隔離開，以確保管網(wǎng)其余部分維持正常運行，因此要求管網(wǎng)中閥門要處于良好狀態(tài)，開得完，關(guān)得嚴(yán)，為防止水錘變化，閥門啟閉應(yīng)緩慢操作，目前供水單位多為銅密封，手動閘閥，使用多年后，容易出現(xiàn)盤根漏水，閘桿（絲桿）絲牙磨損嚴(yán)重，造成閘板和閘桿脫節(jié)，影響閘門啟閉，時常造成停水現(xiàn)象，建議更換成不銹鋼閘桿，對新裝管網(wǎng)壓力在1Mpa以下，口徑在DN300（含DN300），采用雙偏心雙法蘭蝶閥，口徑在DN200－DN100采用彈性座封閘閥，ф50以下采用防盜閥，閘桿最好是不銹鋼件。
    排氣閥在管網(wǎng)中起消除氣阻現(xiàn)象或串氣以水除負(fù)壓現(xiàn)象，減少水頭損失，降低耗能的作用，應(yīng)安裝在每一段管坡頂部，安裝時應(yīng)保證閘體垂直不得偏斜，DN500以上干管一律采用DN100雙孔自動排氣閥。
    消火栓是為保護(hù)城市消防安全而設(shè)置的，條件允許也可起泄水作用，沿街間距為100－120米，安裝在人行道邊緣距建筑物5米外，距車行道2米內(nèi)，消火栓前應(yīng)安裝檢修閥，并長開，地下式消火栓栓頂距井蓋為20－40cm之間。
    目前有很大一部分管道因城市道路拓寬，埋于混凝土公路下，重壓，容易造成破裂，不易發(fā)現(xiàn)，延誤搶修時間，所以規(guī)范管網(wǎng)設(shè)計，施工程序，管網(wǎng)管理，首先勘查管線走向應(yīng)有長遠(yuǎn)規(guī)劃，應(yīng)會同城市規(guī)劃部門，制定管線選向的長期規(guī)劃，避免幾年后因建公路、建房而造成的改管弊病，采用科學(xué)合理的鋪設(shè)方案，對管材、管件的合格證、檢驗證，生產(chǎn)日期進(jìn)行登記、并存檔，施工員三證齊全，有一定工作經(jīng)驗才能上崗，管網(wǎng)溝槽按設(shè)計要求開挖，管槽平直，確保溝底土不被攏動，不被水浸泡，不遭污染，從而保證地基具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，下管前管材、管件有無縱向、橫向裂紋、管壁拉溝、夾砂及穿孔現(xiàn)象，清除管內(nèi)泥沙雜物，檢查水泥砂漿防腐內(nèi)襯，對破損部位應(yīng)作修補，在安裝過程中做到管身平直，閘門、消火栓以管道中心線垂直。承插口、膠圈、工具及手不帶泥土。膠圈是否老化和被擠壓、折疊。對明管或腐蝕性水土的柔性接口，應(yīng)采用石棉繩加水搓條封口保護(hù)膠圈，在5℃以上彎度，堵板，三通處因水壓推動導(dǎo)致接口松脫，漏水應(yīng)設(shè)墩支護(hù)，達(dá)到長久的支撐作用，回填溝槽時，槽內(nèi)應(yīng)無積水，不得回填淤泥、腐質(zhì)土，在管周30cm內(nèi)不得回填大于10cm的石塊、磚頭等雜物，按溝槽排水方向由高向低兩側(cè)同時回填逐層夯實，胸腔填土密度不低于95％，管道進(jìn)行分段水壓試驗，不宜超過1000米，試壓合格后，對管道放水沖洗，加一定比例的漂白粉溶液注入管道內(nèi)浸泡24小時，消毒，然后再沖洗，經(jīng)水質(zhì)部門檢驗合格后，進(jìn)行工程驗收，并在管網(wǎng)上安裝遙測設(shè)備，隨時掌握管網(wǎng)的運行情況，控制管道水的流速在3米／秒以內(nèi)，在地形高差達(dá)30米以上的用水區(qū)域，應(yīng)考慮采用分壓給水系統(tǒng)，管網(wǎng)干線服務(wù)壓力不低于0.14Mpa，為防止水錘事故，應(yīng)安裝水錘消除設(shè)備，如止回閥、安全閥等。
    城市輸配管道埋設(shè)于地下，屬于隱蔽性工程，它的設(shè)計，施工及竣工驗收必須要有完整的檔案，建立GIS管理系統(tǒng)，并且在歷次更動后檔案應(yīng)及時反應(yīng)現(xiàn)狀，使它能為給水事業(yè)服務(wù)，管網(wǎng)技術(shù)檔案內(nèi)容由設(shè)計、竣工、管網(wǎng)現(xiàn)狀三部分組成，主要起查正、參考作用，設(shè)計資料在管道施工時作施工依據(jù)，管道竣工后則是管道維護(hù)、檢修、改造的依據(jù)，只有在實踐中不斷完善，城市供水將迎來更輝煌的明天。

供水管道檢漏的主要方法

由于人類對供水管道漏水的共識，先后研究了一些檢漏方法，也研制了一些儀器。例如，在德國、英國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家通常采用的檢漏方法有：音聽檢漏法，相關(guān)檢漏法，漏水聲自動監(jiān)測法和分區(qū)檢漏法等。前三種檢漏是靠漏口產(chǎn)生的聲音來探測漏點的，這對無聲的泄漏就沒有辦法了。而分區(qū)檢漏法是通過計量管道流量及壓力來判別有無漏水存在，就是所謂的最小流量法。目前我國大城市已基本采用主動檢漏法，地市級相當(dāng)一部分在改變?yōu)橹鲃訖z漏法，但縣市級大部分仍在采用被動檢漏法。在檢漏方法之中絕大部分都使用音聽檢漏法，或相關(guān)檢漏法，有些水司也采用了漏水聲自動監(jiān)測法或分區(qū)檢漏法，隨著供水管網(wǎng)管理的規(guī)范和技術(shù)的進(jìn)行，許多水司會逐步引進(jìn)更為先進(jìn)的檢漏儀器和采用更為有效和快速的檢漏法，這對快速降低漏失，控制漏耗將起到積極的作用。 音聽檢漏法 　　音聽檢漏法分為閥栓聽音和地面聽音兩種，前者用于查找漏水的線索和范圍，簡稱漏點預(yù)定位；后者用于確定漏水點位置，簡稱漏點精確定位。 漏點預(yù)定位是指聽漏棒、電子聽漏儀或噪聲自動記錄儀來探測供水管道漏水范圍的方法，根據(jù)使用儀器的不同，操作的方法也不盡相同，到目前止，實用的，有效訴，成本低的預(yù)定位技術(shù)主要有閥栓聽音法，當(dāng)然類同于GPL99、GPL95，包括PARMALOGA等方法，雖然也能用當(dāng)其綜合效果不好，而且成本高。 （1）閥栓聽音法 閥栓跌間法是用聽漏棒或電子放大聽漏儀直接在管道暴露點（如消火檢、閥門及暴露的管道等）聽測由漏水點產(chǎn)生的漏水聲，從而確定漏水管道，縮小漏水檢測范圍。金屬管道漏水聲頻率一般在300～2500Hz之間，而非金屬管道漏水聲頻率在100～700Hz之間。聽測點距漏水點位置越近，聽測到漏水聲越大；反之，越小。 （2）地面聽音法 當(dāng)通過預(yù)定位方法確定漏水管段后，用電子放大聽漏儀在地面聽測地下管道的漏水點，并進(jìn)行精確定位。聽測方式為沿著漏水管道走向以一定間距逐點聽測比較，當(dāng)?shù)孛媸耙羝骺拷�漏水點時，聽測到的漏水聲越強(qiáng)，在漏水點在上方達(dá)到最大。 拾音器放置間距與管道材質(zhì)有關(guān)，一般說來，金屬管道間距為1～2米，而非金屬管道為0.5～1米，水泥路面間距為1～2米，土路面為0.5米。 相關(guān)檢漏法 　　相關(guān)檢漏法是第三代技術(shù)，是世界上包括中國用的最多的先進(jìn)、有效的一種精確確定漏點的檢漏方法，特別適用于環(huán)境干擾噪聲大、管道埋設(shè)深或不適宜用地面聽漏法的區(qū)域。用相關(guān)儀可快速準(zhǔn)確地測出地下管道漏水點的準(zhǔn)確位置。 一套完整的相關(guān)儀主要是由一臺相關(guān)儀主機(jī)（無線電接收機(jī)和微處理器等組成）、二臺無線電發(fā)射機(jī)（帶前置放大器）和二個高靈敏度振動傳感器組成。其工作原理為：當(dāng)管道漏水時，在漏口處會產(chǎn)生漏水聲波，并沿管道向遠(yuǎn)方傳播，當(dāng)把傳感器放在管道或連接件的不同位置時，相關(guān)儀主機(jī)可測出由漏口產(chǎn)生的漏水聲波傳播到不同傳感器的時間差Td，只要給定兩個傳感器之間管道的實際長度L和聲波在該管道的傳播速度V，漏水點的位置Lx就可按下式計算出來。 Lx=（L-V×Td）K2 式中的V取決于管材、管徑和管道中的介質(zhì)，單位為mKms，并全部存入相關(guān)儀主機(jī)中。 相關(guān)儀也經(jīng)歷了從低到高性能的發(fā)展過程，現(xiàn)代高性能的相關(guān)儀具有時間域和頻率域（FFT）時實相關(guān)處理功能，同是具有高分辨率（0.1ms）、頻譜分析及陷波、自動濾波、測管道聲速和距離等功能，如德國SEBA的相關(guān)儀SEBADYNACORR，新型相關(guān)儀CORRELUXPL都具備這些功能。 漏水聲自動記錄監(jiān)測法 　　以德國SEBA泄漏噪聲自動記錄儀為例，德國SEBA的GPL99是由多臺數(shù)據(jù)記錄儀和一臺控制器組成的整體化聲波接收系統(tǒng)。當(dāng)裝有專用軟件的計算機(jī)對數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行編程后，只要將記錄儀放在管網(wǎng)的不同位置，如消火檢、閥門及其他管道暴露點等，按預(yù)設(shè)時間（如深義2∶00～4∶00）同時自動開K關(guān)記錄儀，可記錄管道各處的漏水聲信號，該信號經(jīng)數(shù)字化后自動存入記錄儀中，并通過專用軟件在計算機(jī)上進(jìn)行處理，從而快速探測裝有記錄儀的管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)是否存在漏水。人耳通常能聽到30dB以上的漏水聲，而泄漏噪聲自動記錄儀可探測到10dB以上的漏水聲。 數(shù)據(jù)記錄儀放置距離視管材、管徑等情況而定，一般說來，金屬管道可選200～400米的間距，非金屬管道應(yīng)在100之內(nèi)的間距。 判別漏水的依據(jù)是：每個漏水點會產(chǎn)生一個持續(xù)的漏水聲，根據(jù)記錄儀記錄的噪聲強(qiáng)度和頻繁度來判斷在記錄儀附近是否有漏水的存在，計算機(jī)軟件自動識別并作二維或三維圖。 分區(qū)檢漏法 　　在管道聽測漏水聲時，一般說來，漏點大產(chǎn)生的漏水聲比漏點小產(chǎn)生的漏水聲要大一聲，但漏點大到一定程度漏水聲反而小了，因此，我們不能認(rèn)為聽到的漏水聲大，其漏水量就大，有時實際情況正姨相反。分區(qū)檢漏法使漏水點按漏水量大小分煩惱成為可能，并因此能做到：控制大的漏水點并首先被排除掉。 每個管網(wǎng)中都存在著多處小的漏水點和幾處大的漏水點，經(jīng)驗表明，漏水總量的80%%是由20%%大漏水點造成的。因此，盡快排除大的漏水點才能更好地控制漏耗，降低漏失率，同時，分區(qū)檢漏可大大提高檢漏速度。 所謂分區(qū)檢漏法是：是主要應(yīng)用流量計測漏。首先關(guān)閉與該區(qū)相連的閥門，使該區(qū)與其他區(qū)分離，然后用一條消防水帶一端接在被隔離區(qū)的消火栓上，另一端接到流量計的測試裝置上；再將第二條消防水帶一端接在其他區(qū)的消火栓上，另一端接流量計的測試裝置上，最后開啟消火栓，向被隔離區(qū)管網(wǎng)供水。借助于流量計，測量該區(qū)的流量，可得到某一壓力下的漏水量。如果有漏水，可通過依此關(guān)K開該區(qū)的閥門，可發(fā)現(xiàn)哪一段管道漏水。德國SEBA的流量計TDM10-60正是為分區(qū)檢漏而設(shè)計的。 采用分區(qū)檢漏法檢漏的優(yōu)點： （1）能迅速排除大的漏水點； （2）系統(tǒng)地測試，可進(jìn)行管網(wǎng)狀況分析； （3）用所測流量與正常流量比較，可以發(fā)現(xiàn)漏水的早期跡象。 其不足之處就是可能會影響部分居民用水。另它裝載在車上操作起來方便。 區(qū)域泄漏普查系統(tǒng)法 　　區(qū)域泄漏普查系統(tǒng)法是一種目前最新型的，經(jīng)過實踐證明實用有效的一種方法。它在方法和技術(shù)上主要是集了上述2，3，4三種方法的優(yōu)點，并應(yīng)用了目前聲學(xué)，電子，軟件，通訊，信號處理，數(shù)字化處理等綜合技術(shù)。 區(qū)域泄漏普查系統(tǒng)（以下簡稱多探頭相關(guān)儀），由英國BADCOM公司研究生產(chǎn)，埃德爾集團(tuán)自主開發(fā)中文操作界面，是目前世界上獨一無二的：集漏水預(yù)定位和精定位于一體，僅一次檢測即可完成一定區(qū)域內(nèi)的漏點預(yù)定位和漏點精定位的儀器，而且對管道屬性要求不高，可以在不清楚管材管徑的情況下進(jìn)行漏水定位。從而實現(xiàn)了從發(fā)現(xiàn)漏水點到漏水點精確定位，從一段管線到大面積的檢漏普查，僅用一套儀器就可完成。  多探頭相關(guān)儀，顧名思義多探頭，從2個探頭開始，最多可配置到192個探頭；以實現(xiàn)區(qū)域漏水聲音的記錄。普通相關(guān)儀則是我們已熟知的，其原理是根據(jù)漏水聲沿管道傳播到傳感器的時間差來確定漏點位置的，而多探頭相關(guān)儀有強(qiáng)大的軟件支持，可反復(fù)利用在測試中收集到的大量相關(guān)測漏數(shù)據(jù)來驗證檢測結(jié)果，因此大大提高了檢測的效率和準(zhǔn)確度。 多探頭相關(guān)儀的記錄儀（簡稱探頭）具有防水功能，不用無線發(fā)射，可排除無線干擾和盲區(qū)，區(qū)域泄漏普查系統(tǒng)可對PVC管和水泥管進(jìn)行檢漏。 測試時間不受限制（從10秒～3小時），可在白天或夜間測試，避免了其它產(chǎn)品只能在夜間測試的局限性。 多探頭相關(guān)儀既應(yīng)用了世界的領(lǐng)先技術(shù)，也充分反映了實用性：可自動生成模擬管網(wǎng)圖。