取水工程10.ppt

管網(wǎng)的日常養(yǎng)護管理工作包括 1 建立技術(shù)檔案 2 檢漏和修漏 3 水管清垢和防腐蝕 4 用戶接管的安裝 清洗和防冰凍 5 管網(wǎng)事故搶修 6 檢修閥門 消火栓 流量計和水表等 7 管網(wǎng)運行參數(shù)實時監(jiān)測 第10章管網(wǎng)的技術(shù)管理 管網(wǎng)養(yǎng)護時所需技術(shù)資料 1 管線圖 表明管線的直徑 位置 埋深 承插口方向 配件形式和尺寸以及閥門 消火栓等的布置 用戶接管的直徑和位置等 2 管線過河 過鐵路和公路的構(gòu)造詳圖 3 閥門和消火栓記錄卡 包括安裝年月 地點 口徑 型號 檢修記錄等 4 竣工記錄和竣工圖 10 1管網(wǎng)技術(shù)資料 10 2檢漏 供水系統(tǒng)水量漏失主要指通過系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)及城市蓄水設(shè)備滲漏 漏失及溢流到外界的部分水量 一般發(fā)生在系統(tǒng)的輸水干管 配水管網(wǎng) 連接管件 閥門與計量儀表 水池或水塔等處 按水量漏失的大小及形式 水量漏失可分為背景漏失 暗漏和明漏 背景滲漏 又稱為不可檢測滲漏 當單個的漏點的漏水量低于400 500L h 一般的檢漏設(shè)備則難以檢測 多發(fā)生在管道的接頭 密封性差的管件 以及金屬管道中微小的腐蝕漏孔 雖然每一個漏點的漏水量非常微小 但由于它們難以被檢測到 并且大量的存在 所以其總量非?？捎^ 占漏失量的很大一部分 背景滲漏通過更換管道管件的方式可以有效的降低 但成本非常昂貴 暗漏 又稱為可以檢測到的漏點 在系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn) 其漏失水量處于中等水平 取決于系統(tǒng)的壓力 運行情況 土壤情況及管道的狀況等等 暗漏持續(xù)時間取決于主動檢漏措施的積極性及強度 供水系統(tǒng)的檢測周期如果為一年 漏點當中的一些有可能發(fā)生在剛剛檢測之后 則其持續(xù)時間將為近一年 而有些漏點也有可能僅僅發(fā)生幾天而已 綜合而言 暗漏平均持續(xù)時間為檢測周期的一半 明漏 流量一般都很大 是可以被用戶或路人發(fā)現(xiàn)的漏失 多為爆管事件 對周圍環(huán)境及用戶會產(chǎn)生較大的影響 一般對其處理速度都很快 漏失的持續(xù)時間不長 即使具有較大的漏水流量 但漏水的量卻不大 在當今的技術(shù)水平及條件下 無論采取什么技術(shù)手段都無法避免的供水系統(tǒng)理論上的最小漏失水量 稱為不可避免的漏失水量 包括一定的背景滲漏 一些明漏及暗漏 導(dǎo)致給水管道漏水的因素主要有以下幾個方面 管材強度低 管道接口質(zhì)量差 溫度變化過大 沉降及外部荷載的影響 施工造成的損壞 管網(wǎng)運行壓力過高 管道受到腐蝕作用 國際上通用的壓力與漏水的關(guān)系模型為 L PNN的取值范圍為0 5 2 5 平均值為1 15 接近線形關(guān)系 對于不同材料的管道 漏點不同N值也不同 一般認為 非金屬管道系統(tǒng) N 1 25 1 75 金屬管道系統(tǒng) 當漏失量較小時 N 1 0 1 5 當漏失量較大時 即明漏或爆管 N 0 5 1 0 產(chǎn)銷差水 供水企業(yè)提供給城市輸水配水系統(tǒng)的自來水總量與所有用戶的用水量總量中收費部分的差值 產(chǎn)銷差水 免費供水量 物理漏水量 帳面漏水量 免費供水量 實際供應(yīng)于社會而不收取水費的水量 如消防滅火等政府規(guī)定減免收費的水量及沖洗管道的自用水量 供水系統(tǒng)物理漏失 通過系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)及城市蓄水設(shè)備滲漏 漏失及溢流到外界的部分水量 供水系統(tǒng)帳面漏失 紙上漏水量 由于用戶水表計量不準確 收費或財務(wù)上的錯誤 未經(jīng)授權(quán)的非法用水等給水公司帶來經(jīng)濟上損失的部分水量 降低物理漏失的思路 減少帳面漏失的思路 中國產(chǎn)銷差水控制的市場有多大 根據(jù)2002城市供水年鑒 2001年中國供水總量為269 83億立方米 全國平均漏失率為16 07 產(chǎn)銷差率為20 平均水價為1 084元 立方米 保守估算 若將漏失率降為 城市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標準 中規(guī)定的漏失率低于12 將非管網(wǎng)漏損原因造成的產(chǎn)銷差水降低一半 則全國每年的市場潛力為17 6億元 年 這其中不考慮水價上漲所帶來的更大的利潤空間及由于產(chǎn)銷差水控制帶動的相關(guān)產(chǎn)業(yè)所帶來的收益 多探頭相關(guān)儀 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 進行漏水點定位 檢漏儀 可自動把漏水聲與環(huán)境噪音分別記錄 達到在環(huán)境噪聲較大情況下精確定位漏點 其頻率分析和組合數(shù)字濾波也可有效地抑制干擾噪聲 測壓點位置的選擇 在多水源給水系統(tǒng)中 設(shè)置在供水分界線附近的測壓點應(yīng)該稍多一些 使其能更明顯的反映出分界線推移的變化 為合理調(diào)整供水分區(qū)提供依據(jù) 為觀察 分析整個給水管網(wǎng)現(xiàn)有的輸水能力 制訂合理的調(diào)度方案 并為今后的管網(wǎng)改造與規(guī)劃提供數(shù)據(jù) 測壓點宜設(shè)置在大管徑干管的交叉點附近 10 3管網(wǎng)水壓和流量測定 為考察配水管網(wǎng)的供水能力 提高供水的服務(wù)質(zhì)量 在經(jīng)常發(fā)生水壓不足的地區(qū)或能考察調(diào)度質(zhì)量的地區(qū)設(shè)置測壓點 一般設(shè)置在中 小管徑的配水管網(wǎng)上 為全面系統(tǒng)地掌握管網(wǎng)壓力的分布情況 校對管網(wǎng)水力分析時原始資料是否符合實際情況 除了原設(shè)的永久性測壓點外 根據(jù)需要和人力物力條件 在規(guī)定的時間內(nèi)增設(shè)若干臨時測壓點進行同時測壓 測壓方式 將自動水壓記錄儀設(shè)在測壓點上 連續(xù)記錄該測點的水壓 每天定時調(diào)換水壓記錄紙 根據(jù)各測壓點的連續(xù)水壓記錄 整理統(tǒng)計出全市的水壓分布情況 將測壓點的水壓用有線或無線的方式及時和連續(xù)地傳至調(diào)度中心 作為水量調(diào)度和機泵開停的主要參考依據(jù) 人工量測 用壓力表在規(guī)定時間內(nèi)測定指定的消火栓內(nèi)的瞬時水壓 也可測定用戶水龍頭上的水壓作為該點附近的水壓參考資料 電磁流量計工作原理 當導(dǎo)電液體流過電磁流量計時 導(dǎo)體液體中會產(chǎn)生與平均流速V 體積流量 成正比的電壓 其感應(yīng)電壓信號通過兩個與液體接觸的電極檢測 通過電纜傳至放大器 然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號 頻差型超聲流量計是以超聲多普勒效應(yīng)為原理 利用安裝在管到外壁上的傳感器探頭向流動著的液體發(fā)射一固定頻率的超聲波束 液體里的顆粒反射信號的頻率受流速的影響而發(fā)生偏移 根據(jù)頻率變化與流速變化成正比的關(guān)系 求出管道內(nèi)的流量 時差型超聲流量計利用超聲波脈沖在通過流體的順逆兩方向上傳播速度之差 求出流體的流量 10 4管道防腐 類型 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象 生銹 坑蝕 結(jié)瘤 開裂 脆化危害 水質(zhì)惡化 水頭損失增大 管道漏水甚至爆裂 閥門操作失靈影響因素 溶解氧 pH值 流速 含鹽量防護措施 表面處理 陰極保護 水泥砂漿內(nèi)襯質(zhì)量要求 采用525號硅酸鹽水泥 0 15 1 2mm中砂 水泥砂漿重量配比1 1 1 2 坍落度60 80mm 抗壓強度 30MPa 內(nèi)襯后的內(nèi)壁粗糙系數(shù)n 0 012 收縮引起的內(nèi)襯裂縫 寬度 0 8mm且軸向長度不大于園周長度和不大于2m時 可不修補 表面缺陷 麻面 砂穴 空窩 面積大于5cm2 深度大于內(nèi)補厚度允許公差值 空鼓面積大于400cm2 應(yīng)修補 水泥砂漿內(nèi)襯厚度及允許公差 環(huán)氧樹脂內(nèi)襯涂質(zhì)量要求 除銹達到使管壁呈現(xiàn)金屬本色 在1h內(nèi)噴底襯 表干后噴上層 一般需噴4層 噴涂時空氣濕度不宜大于85 環(huán)氧樹脂應(yīng)具有衛(wèi)生部的衛(wèi)生許可證 且施工過程中對人體無害 襯層總厚度 400 涂層附著強度 10MPa 表面布氏硬度16 2 表面電阻率2 22 1015 涂層材料應(yīng)耐酸 耐堿 鋼管外防腐質(zhì)量要求 表面除銹呈現(xiàn)金屬本色 無可見的油脂 污垢 鐵銹等附著物 涂有防腐材料的鋼板在10 硫酸或10 苛性鈉溶液中 浸泡60天防腐層不脫落 鋼板不生銹 防腐層應(yīng)在24小時內(nèi)固化 防腐層固化后 用小刀劃開舌形切口 無法使涂層分層剝落 防腐涂層絕緣性能均良好 要求電火花儀檢測的擊穿電壓達10000v 最低不小于6000v 鋼管的陰極保護措施埋地鋼管在腐蝕性土壤中應(yīng)該采用犧牲陽極法或外加電流法保護 土壤的腐蝕性程度可按實測的土壤電阻率值判別 10 5免開挖更新技術(shù) 給水管道使用一定時期后 內(nèi)壁結(jié)垢導(dǎo)致過水面積減少 影響輸配水能力并造成水質(zhì)污染 或滲漏超量 破壞道路 影響市容 增加運行和維修成本 開挖方法不僅工期長 費用高 而且在重要路段難以施行 免開技術(shù)具有施工場地小 工期短 不影響交通 造價較低等優(yōu)點 已廣泛應(yīng)用于對舊管道的改造更新 管內(nèi)壁噴涂 對供水管道做襯里 在原管道內(nèi)壁噴涂還氧樹脂或水泥沙漿 優(yōu)點 無須在管內(nèi)的支管 閥門等處再作處理 管壁涂上材料后 提高過水能力 造價比較低 缺點 施工時間長 內(nèi)涂層不能作為管道的結(jié)構(gòu)層支持管道受力 對于破損 漏水等結(jié)構(gòu)損壞的管道不適用 方法步驟 開挖工作坑 對原有管道進行沖洗或刮管 用CCTV 車載管道內(nèi)視鏡 進行檢查 樹脂或水泥沙漿噴頭由卷揚機拉入管道 邊移動邊在管壁上均勻噴射樹脂或水泥沙漿 內(nèi)襯管拉入襯裝 將一條新的 管道 管徑略小于舊管道 拉入到原有舊管道中 優(yōu)點 操作簡單 施工周期短 費用低 降低管道的摩阻 降低原管道承壓力 缺點 加內(nèi)襯后管道的橫截面積變小 管道過水能力有所降低 施工步驟 切斷水源 排放管道中的積水 按設(shè)計位置挖掘長方形操作坑 將內(nèi)襯PE管用Y字型滑輪支撐 沿管道軸線方向布置 在操作坑內(nèi)割掉一段原管道 放入清管器 對舊管內(nèi)固體雜物進行清掃 用管道攝像機檢查清理效果 在管段的另一端設(shè)置牽引絞車 將牽引鋼絲繩穿過舊管道 在工作坑放入一段短聚乙烯管與牽引鋼絲繩連接 進行管道試襯 試襯通過后 利用絞車緩慢牽引 將已焊接好的PE管道拉入舊管道中 在前后兩端原管道與PE管的縫隙之間灌注水泥砂漿 固定內(nèi)襯的PE管 用機器人在管內(nèi)自動切割閥門 消火栓 支管接口等處被內(nèi)襯管 糊死 的接口 或在閥門 消火栓 支管接口等處挖工作坑 人工在PE管上開口 注意事項 拉入時 原有管段端部要加裝PE管保護圈 襯裝牽引頭應(yīng)為錐形擴管頭 便于克服原有管線的阻力 并應(yīng)具有足夠的強度 牽引過程中 應(yīng)該隨時記錄牽引鋼絲繩的長度 試襯時要檢查短管有無嚴重劃傷 內(nèi)襯管在牽引力作用下產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力 應(yīng)小于材料屈服拉伸強度的50 無縫襯裝 將直徑等于或略大于原有管道直徑的低密度或中密度薄壁聚乙烯管襯入管道 施工過程與拉入襯裝基本相同 襯裝前要采取措施 減小管道的截面積 優(yōu)點 施工期短 輸水能力一般不會下降 兩層管線間不需灌漿固定 缺點 所需特殊設(shè)備較多 如熔焊機 高壓蒸汽發(fā)生器 縮徑鋼?；蚺で撃５?操作技術(shù)性較強 方法一 將PE管拉長 減小管道直徑 從而減小管道的截面積 PE管襯入后不再受到拉力的作用 長度縮短 管徑變大 復(fù)原后與原有管道緊緊套在一起 方法二 通過專用的設(shè)備使管道橫截面變形 將橫截面由圓形變?yōu)?U 字形 也可以將PE管沿圓周方向扭曲 利用高壓水或高溫水的作用將變形的管線復(fù)原 施工步驟 關(guān)閉被修復(fù)管段的連接閥門 對被修復(fù)管段進行開口 排除余水 利用管道攝像系統(tǒng)探測被修復(fù)管段的管徑 管道附件及支管連接情況 清洗管壁上的沉積物 利用高壓水泵清除殘渣 利用空壓機吹風使管段干燥 在內(nèi)襯管外壁均勻涂上適量的粘合劑 利用牽引機具牽入舊管道 待內(nèi)襯管復(fù)原后用管內(nèi)機器人切割器打開內(nèi)襯封死的支管 管道翻襯 利用現(xiàn)有管道系統(tǒng)的地面開口 將比較柔軟的帶有防滲透 耐腐蝕保護膜的復(fù)合纖維增強軟管作為載體 飽和浸漬熱固型環(huán)氧聚合物后 在水壓或氣壓的作用下 將軟管翻轉(zhuǎn)襯入并緊貼在舊管道內(nèi) 然后通過熱水水溫或蒸氣氣溫的作用進行加熱固化 在舊管內(nèi)形成堅硬的整體性強的 管中管 優(yōu)點 軟管材料外表表面粗糙度只有約5 m 翻轉(zhuǎn)襯入管道后沿程阻力系數(shù)大幅度降低 而內(nèi)襯后管道內(nèi)徑變化不大 可提高原有管道的輸水能力 內(nèi)襯管沒有固化前 以翻轉(zhuǎn)的方式進入舊管 與原管之間沒有相對滑移現(xiàn)象 不存在劃傷問題 缺點 施工期較長 翻襯材料的選擇 加工問題較難解決 一般只適合于鋼筋混凝土管 鑄鐵管 焊接鋼管等 施工步驟 根據(jù)管道埋深 口徑 彎頭 管件等情況 開挖工作坑 去除舊管內(nèi)壁上的結(jié)垢層 平整舊管內(nèi)壁上的尖銳凸出物 將軟管材料按需修復(fù)管道直徑和工作段長度預(yù)制成筒狀 而后將混合好的樹脂灌入其中 利用碾壓機具搟平 往返折疊放置在冷凍箱內(nèi) 運送到施工現(xiàn)場 將襯管首端外翻 用卡箍固定在導(dǎo)入管出口 開啟注水閥門向?qū)牍茏⑺?使襯管勻速地導(dǎo)入工作段 用車載鍋爐上的加熱管將工作段的水加熱到65 75 保持6 7小時使襯管成為剛性承壓管道 切掉多余的襯管 用快速密封膠封閉襯管和舊管內(nèi)壁的結(jié)合面 在支管接口 消火栓等處要挖工作坑進行人工開孔 軟管翻襯 開挖 襯管拉入修復(fù)技術(shù)的比較 爆 碎 管襯裝 用于原有管線為易脆管材且管道老化嚴重的更新 將碎管設(shè)備放入舊管中 由卷揚機拉動沿舊管前進 沿途由碎管設(shè)備將舊管破碎 在碎管設(shè)備后連著擴管頭 擴管頭的管徑比原有舊管大 負責將破碎的舊管壓入到周圍的土壤中 緊跟著是內(nèi)襯管線 一般為PE管材 管徑小于擴管頭 在卷揚機的拉動下拖入原有管道的管位 優(yōu)點 新管的管徑可以比原有管道管徑大 完全擺脫了PE管內(nèi)襯時減小過水能力的缺點 其施工工期較短 一次安裝的長度可達幾百米 缺點 在支管 消火栓 閥門等處需要局部開挖 對于埋深較淺的管線 碎管設(shè)備的震動可能會對地面造成影響 對鄰近的其他地下管線也有可能造成破壞 碎管設(shè)備大致可以分為氣動碎管 液壓碎管和刀具切割碎管三類 定向鉆 導(dǎo)向鉆 用于給水管道穿越河流 沼澤 堤壩及高等級路面等不便開挖的場合 鉆孔時利用地面上的導(dǎo)航儀 引導(dǎo)地下裝有無線電發(fā)射器的鉆頭 沿著施工圖要求的供水管道平面位置和高程等參數(shù)計算出的鉆孔軌跡 向前鉆導(dǎo)向孔至下一個工作坑 在導(dǎo)向孔出口將鉆孔鉆頭換成擠壓式出土擴孔鉆頭 回拉擴大鉆孔孔徑 依次多級擴孔 直到可容納預(yù)定管道的外徑 新鋪管道由擴口管拉入管位 優(yōu)點 可避免開挖路面 減少對交通 環(huán)境等方面的影響 能避開不利于施工的障礙物 降低施工費用 缺點 受鉆孔技術(shù)的影響 這種方法主要用于管線繞過短距離障礙物時管線的鋪設(shè) 適用的管線口徑也較小 為避開障礙物 管道穿越障礙時要有一定的弧度 對于土壤的土質(zhì)條件也有一定的要求 10 6GIS及其在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用 地理信息系統(tǒng) geographicinformationsystem 簡稱GIS 是20世紀60年代開始迅速發(fā)展起來的一門新技術(shù) 它綜合了計算機科學(xué) 系統(tǒng)工程 管理學(xué) 地理學(xué) 測量學(xué) 地圖學(xué)等多學(xué)科的知識 屬于跨學(xué)科的技術(shù)系統(tǒng) 定義 GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入 輸出 管理 查詢 分析和輔助決策的計算機系統(tǒng) 地理信息是表征地理系統(tǒng)各要素的數(shù)量 質(zhì)量 分布特征 相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字 文字 圖像和圖形等的總稱 地理信息屬于空間信息 它把位置識別與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起 這是地理信息區(qū)別于其他類型信息的最顯著的標志 雖然GIS使用了地圖可視化 數(shù)據(jù)庫等技術(shù) 但與CAD 計算機地圖系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫等均有很大的區(qū)別 CAD提供交互式的圖形處理功能 用來輔助進行對建筑 VLSI之類的人造對象的設(shè)計 主要特點是設(shè)計者與計算機模型的交互 而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自現(xiàn)實世界 比CAD的人造對象更為復(fù)雜 數(shù)據(jù)量更大 CAD中的拓撲關(guān)系較簡單 GIS強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析 CAD這方面的功能要弱得多 計算機地圖系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢 分類及自動符號化 具有輔助設(shè)計地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量形式的輸出功能 強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而非數(shù)據(jù)分析 地理數(shù)據(jù)缺少拓撲關(guān)系 它與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢 數(shù)據(jù)庫是各種類型信息系統(tǒng)的核心 側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲與查詢 其圖形查詢與顯示功能極為有限 數(shù)據(jù)分析功能也很有限 但數(shù)據(jù)庫的一些基本技術(shù) 如數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)檢索等 都在GIS中廣泛采用 成為GIS的核心技術(shù) 主要用途 對空間數(shù)據(jù)進行快速搜索和復(fù)雜查詢 通過地理相關(guān)性將不同數(shù)據(jù)集成在一起 實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交流 將數(shù)據(jù)集成 空間分析 可視化表達應(yīng)用于區(qū)域綜合治理 宏觀規(guī)劃的輔助決策 繪制以任何地點為中心 比例尺任意和突出特殊字符效果的高品質(zhì)地圖 管網(wǎng)圖形管理用戶信息管理緊急事故處理固定資產(chǎn)管理管網(wǎng)運行模擬供水水質(zhì)管理管網(wǎng)改擴建規(guī)劃 GIS在供水管網(wǎng)管理中的應(yīng)用 管網(wǎng)圖形管理 1 應(yīng)用數(shù)字化儀輸入 修改給水管 排水管 建筑物 地下電纜及文字標注等各信息 2 實現(xiàn)圖紙的自動拼接 對圖紙上的各類圖形進行疊加顯示 3 對圖形的任意部分進行開窗放大顯示 對圖形進行平滑滾動流覽 4 錄入 修改管網(wǎng)設(shè)備及設(shè)施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫 5 實現(xiàn)圖形與管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的交叉互訪 如管網(wǎng)壓力 流量 水質(zhì)等實時數(shù)據(jù)的交換 用戶信息管理 1 用戶屬性數(shù)據(jù) 包括用戶編號 名稱 所在地 水表口徑等 2 用戶水量數(shù)據(jù) 包括水表讀數(shù) 用水量 用水類別等 3 用戶接水點位置 包括接水管段 接水點離管段兩端距離等信息 在這些用戶