管網漏損原因

1、管網漏損原因給水管網漏損原因分析管材質量不佳 供水管網早期采用的管材以灰口鑄鐵，小口徑多為鍍鋅管石棉管為主據統計，我國 以上的管道是灰口鑄鐵管，隨著管網的運行，人們逐漸發(fā)現灰口鑄鐵的漏失成為管道漏損發(fā)生的主要組成部分 灰口鑄鐵管導致漏水的原因主要是灰口鑄鐵管本身材質和制作工藝的缺陷造成的分析灰口鑄鐵管的漏水原因，灰口鑄鐵管在管道運行中，確實存在一定弊端 從材質看，鑄鐵管較脆，沒有韌性，其延伸率幾乎為零，屬于典型的脆性管材，連續(xù)燒制的工藝也使管子的強度有所降低，不適用于高內壓 重荷載 強震動的環(huán)境，尤其我國灰口鑄鐵管材質的力學性能和管型一直停留在發(fā)達國家 世紀 年代的水平，其抗拉強度和管環(huán)抗彎強

2、度一般都比國家標準低，有些廠家在生產過程中用強度較低的生鐵，使得鑄鐵管質量下降 從接口看，灰口鑄鐵管填料接口剛性強，當溫度低，接頭剛性過強，粘接強度很大時，易使水管拉斷或接頭部位脫落，導致水管漏水，原因是接頭剛性過強，當土壤有不均勻沉陷時，從力學角度分析會使水管變成一根很長的承重梁，容易造成接頭處折管，造成漏水 此外，接口質量差，接口材料!用量比例不準，敲打不密實，也容易造成接口漏水。地質土層條件的影響 土壤的性質是影響漏損量的首要因素，它對漏損量的影響遠大于其他因素 主要表現為以下幾點不同性質的土壤對金屬管道的腐蝕性不同 一般黏性土壤對管道的腐蝕性比非黏性土壤強；不同性質的土壤對管道的沉降不

3、同 當水量變化時，黏性土壤中的管道比非黏性土壤中管道容易發(fā)生沉降；埋管道的某些地段隱藏著腐殖土4 給水管網漏損原因分析4.1 規(guī)劃設計方面的問題某些建設缺乏長遠、全面的規(guī)劃 。根據調查,我國 20世紀 6070年代建造的城市供水管網,水壓普遍偏低(0.2MPa)。而 80年代以后,水壓提高到 0.40.6MPa,由于舊管道的抗壓能力較低,從而在很大程度上構成了漏水危機。現在城市化建設越來越快,道路、房屋及地鐵等的新建與改建也對管網構成很大威脅。4.2 管網管理上存在的問題有些施工單位未到規(guī)劃、供水部門辦理審批手續(xù),進行野蠻施工,造成城市供水管斷裂漏水的事故時有發(fā)生 。因水泵開停次數多,閘門開關

4、頻繁,使內水流速度不斷發(fā)生變化,水錘作用連續(xù)發(fā)生,致使管道損壞。4.3 管道及配件材質原因鑄鐵管強度低,易腐蝕,在所有管材中鑄鐵管的漏損所占比例最大 。鋼管的腐蝕主要是電腐蝕,鋼管的接口部分導電性很好,容易發(fā)生電化學腐蝕;另外,涂層不好也容易造成小孔腐蝕。4.4 管道敷設安裝質量原因由于地基下沉和基礎不好造成的漏損比例也比較高,大口徑管道可能在管道承口處開始豁裂,小口徑管道可能產生橫向斷裂。還有覆土不按規(guī)定分層夯實,未達到最佳密實度,會使管道受力顯著增加,這也大大增加了管道漏損的可能性。1.供水壓力改變導致漏水（壓力突然變化，導致管道中水流流速變化，引起漏水；或者管道中壓力變高，并維持高壓狀態(tài)

5、）2.管道老化，腐蝕導致漏水，或者管道接口處漏水3.管道附屬設施漏水（截止閥，消防栓，水表等）4.外部原因（地上施工和荷載影響地下管道）2.1.1管材質量供水管網早期采用的管材以灰口鑄鐵管,小口徑多以鍍鋅管為主。雖然近兩年在DN300以上管道工程中采用了球墨鑄鐵管,但城區(qū)供水管網中仍有部分管道采用灰口鑄鐵管,這是材料工藝本身的缺陷,如鑄鐵管脆性大、強度低、塑料管管壁薄厚不均,抗老化性能差,容易造成爆管和產生暗漏。從灰口鑄鐵管的漏損原因可以看出,灰口鑄鐵管在管道運行中,確實存在一定弊端:從材質看,鑄鐵管較脆,沒有韌性,其延伸率幾乎為零,屬于典型的脆性管材,連續(xù)燒制的工藝也使管道的強度有所降低,不

6、適用于高內壓、重荷載、供水管網漏損頂測及健康度計價強震動的環(huán)境,尤其我國灰口鑄鐵管材質的力學險能和搶型一直停留在發(fā)達國家20世紀30年代的水平,其抗拉強度和管環(huán)抗彎強度一般都比國家標準低,有些)-家在生產過程中用強度較低的生鐵,使得鑄鐵管質量下降。從接1石一,灰日鑄鐵管填料接口剛性強,與溫度較低,粘接強度很大時,易使水管拉斷或接頭部位脫落,導致水管漏水,因為接頭剛性過強,當土壤有不均勻沉陷時,從力學角度分析會使水管變成一根很長的承重梁,容易造成接頭處折管,造成漏水。此外,接口質量差,接口材料用量比例不準,敲打不密實,也容易造成接口漏水。預應力鋼筋混凝土管的問題往往是設計或者生產過程中造成的,如

7、鋼筋布置不當,保護層不好而使鋼筋銹蝕等。鋼管漏水95%是腐蝕穿孔,并且當鋼管管件絲扣松緊不統一時,稍有外力管件首先損壞,造成管道漏水。球墨鑄鐵管的材質成分中片狀的石墨組織變成了球狀,既維持了原鑄鐵管的性能,又增加了抗拉性、延伸性、彎曲性和耐沖擊性,使其具有耐腐蝕性好,強度高,具有韌性的特質,因此其漏失率比灰鐵管大大下降,為人們普遍應用,正在逐漸取代鑄鐵管。鍍鋅管是在小口徑的鋼管上鍍一層鋅進行防腐,但這層鋅一般都較薄,很容易就消耗殆凈,所起的作用有限,特別是鍍鋅質量較差的情況下,鍍鋅鋼管極容易產生銹蝕結垢,發(fā)生漏水并影響水質,成為小口徑管道漏水的主要原因。石棉管不但漏水嚴重,且有毒,不適宜作為飲

8、用水管道使用。2.1.2接口形式接口漏水是造成管道漏水的重要原因。因為管線上接口多,漏水的概率大,施工質量的合格率難以保證,最重要的是接口處往往是應力集中點,當管段發(fā)生伸縮、不均勻沉降時,應力傳送至接口處,經不起應力作用產生松動、甚至破裂。根據不同的管材選用合適接口管件十分重要。鑄鐵管承插接口方式有灌鉛、普通石棉水泥口或膨脹水泥灰口等。石棉水泥或純水泥接口的抗壓強度及搗固能力很大,當管段降溫收縮或由于下沉而拉伸時,由于管材強度低,接頭剛性強,極易拉斷管段。鋼管的焊接處如有夾渣、氣孔、焊縫寬厚不勻,易發(fā)生滲漏水。球墨鑄鐵管采用的橡膠接口韌性大、抗振動性強,但初裝時管口如不到位也會漏水。水泥管承插

9、口不配套、橡膠圈無法到位或松脫、管內水壓變化波動、管外動靜負載變化、管基不均勻沉降、管道伸縮接口受擠拉等,勢必在某一薄弱接口處發(fā)生松動,而導致爆管漏水。2.1.3管道設計和施工的原因由于設計或施工的原因,導致管道發(fā)生位移而爆裂。這種位移包括不均勻沉降的影響,特別是需改造的道路,因回填上密實度達不到設計要求(95%),使得水管發(fā)生下沉和位移。管道的施工質量直接關系到供水的安全,特別在我國現有的城市供水管網以連續(xù)鑄造的灰鑄鐵管為主要管道的情況下,灰鑄鐵管管道接頭在施工中的一些技術和材料上的問題,以及原有的施工規(guī)范不適應新的施工環(huán)境和條件,都成為影響供水管道的施工質量,造成管道漏水的原因。施工不良主

10、要表現為:(l)管道基礎不好。機械挖泥并無其它修平措施,使溝底不平,結果管子沉陷較多,以至逐步發(fā)生不均勻沉降損壞接頭甚至管道;溝底基礎有腐殖土、淤泥、石塊等未清除干凈也可能導致不均勻沉降、硬物破壞而漏水。管底應是好的粘土或砂,并需平整,使管道和基礎能整體接觸。如使用機械挖土,要留30cm土層人工修整。同時,管底不能有石塊等硬物,以免使管道集中負載,引起漏水或爆裂。當與其他管道交叉時,應按規(guī)范,兩管之間的距離應不低于30cm,以防沉陷,引起集中負載。(2)覆土不實。在大口徑管道更為重要。覆上未分層夯實和管道兩邊上的密度不均勻,使管道受力顯著增加,增加管道爆裂的可能。在負荷不大的道路下,管頂覆上不

11、得低于0.7m,在負荷較大的車行道下,管頂覆上不得低于1.Om,同時靠近管道的覆土不準有硬物,以免造成管道防腐層被破壞,或形成集中負載。(3)支墩后座土壤松動。大口徑管道彎頭,T形管處有較大的推力,主要靠支墩后上壤的被動壓力通過支墩頂住推力。支墩后土壤松動將引起支墩位移較大,即彎頭或T形管位移較大。(4)接口質量差。如石棉水泥接口的石棉含量太高或敲打不密實;承插管轉接角太大;橡膠就位不正確或不密實等。(5)水管接轉過多,加上其他因素,易使接頭損壞或脫開。(6)焊接質量。在焊縫有夾渣、氣孔,焊縫寬厚不勻,焊接時咬肉或焊不透處,容易發(fā)生滲漏水。(7)管道防腐不好。施工中沒有按管道防腐層的標準和要求

12、操作,或管的鍍鋅處沒有做特別處理。(8)法蘭連接不規(guī)范。調查發(fā)現,法蘭同管子不垂直,兩法蘭片不平行,墊圈太薄或安歪,擰緊螺絲時沒按對角線法則或少上螺栓等,都會導致法蘭受力不勻,而水量外滲或漏流。(9)埋設深度不夠,道路交通荷載過大,使管道斷裂或接口漏水。2.1.4氣溫變化通過對總公司近幾年修漏次數統計后發(fā)現,入冬和初春時節(jié)是地下管道破損率最高的季節(jié),這個時期溫差變化大,管道周圍土質熱脹冷縮明顯,極易造成管道的破裂和破損。2.1.5地勢沉降和荷載管道敷設在道路下面,承受一定的靜荷載和動荷載,還有管道的自重、管中的水重,隨時間的增長,會使管道產生一定量的沉降,同時,當路面經過雨雪融化后,地面松軟,

13、也會產生自然的沉降,當管道荷載較大時,會使管道受力不均勻,容易導致管道破裂而漏水。同時,交通情況的動荷載也不容忽視,隨著城市交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展,車輛噸位不斷提高,運輸的頻率不斷增加,管道的動載荷明顯增長。管道設計時將考慮一定量活荷載的作用,如果埋設過淺或者車輛荷載過重,路而質量不好,都將增加對管道的動荷載,引起管道因不均勻沉降而發(fā)生泄漏現象。隨著城市建設的發(fā)展,供水管網的規(guī)模也在不斷擴大,供水管網的復雜性也隨之增加,在滿足用戶用水需求的前提條件下,供水管網的總體水壓越來越高,其中局部區(qū)域水壓存在過高現象。水壓高,對管道強度的要求也會相應提高,管道的漏失頻率也會隨之增高。2.1.6水壓過高由

14、于地勢高差較大,為了保證供水的穩(wěn)定性,供水企業(yè)加大出水的水頭,這樣給管網的水壓也增加,爆管的幾率也相應的提高。隨著城市建設的發(fā)展,給水管網的規(guī)模也在不斷地擴大,管網的供水壓力也越來越高。供水壓力的增高對管道強度的要求也會相應提高。同時,管道的漏損量也相應隨之增加。據華北某市鑄鐵管漏損事件及原因分析記錄,對造成漏損原因與管網漏損事件進行相關性分析,相關系數見表2.2。相關系數絕對值的大小反映出兩變量間相關性的程度,其絕對值越大,兩變量間的相關性越好。正負號則表示因變量隨自變量的增減變化,即變化方向是否一致。2)水錘破壞 由于迅速關閉閥門,停止水泵運行等原因,使管內水流速度突然改變引起壓力高低起伏

15、的現象,使管內產生壓力波,俗稱水錘,水錘可引起很高的壓力。根據北京市市政工程設計院的初步調查,全國各地區(qū)都曾發(fā)生停泵水錘事故。 根據彈性理論推導直接水錘產生壓強的計算公式為27: H = a( 0? )=2l v/gt (1-6) 最大水錘壓力增值計算公式如下: H= 0/g (1-7) 式中:h 為水錘壓強, Pa ;為水的密度;a為水錘波的傳播速度,m/s;v 0 為水錘前的水流速度,m/s;v為水錘時的水流速度,m/s,l為管道長度,m,g重力加速度,t 閥門關閉時間,s。 可見管道越長,關閉閥門越快,水錘引發(fā)的壓強越大,而且由于管道摩阻或氣蝕的影響,實際發(fā)生的水錘壓強值可能要比計算的高

16、出許多,這種巨大的壓強可使管道發(fā)生很大的變形甚至破裂。當管網中兩個以上水源同時供水時,不同水廠輸送的水在管道某處交匯并產生水錘時,則會發(fā)生多水源水錘波共振水錘,則水錘壓強將比單波源水錘數倍增加,管道此處附近就很可能發(fā)生爆裂。2.1.7管道腐蝕金屬管道埋設到土壤下輸送凈水,會產生各種類別的腐蝕,引起局部穿孔漏失,嚴重的則會發(fā)生爆裂,降低管道輸水能力和水質。因此采取相應的管道防腐蝕方法至關重要。管道防腐措施不當或防腐質量不佳,特別是中小口徑鋼管,由于管內壁沒做好防腐,管外壁防腐層太薄,造成管道腐蝕。在經過下水道、排水溝時,又沒有加強防腐措施。有城市DNSO以下鍍鋅鋼管管道總量不是很大,卻占修漏次數

17、的66.55%,其主要原因是多數管道沒做防腐或防腐不好造成的ls2,33!。2.1.8建筑工程施工的影響有些建筑工程施工時由于基槽開挖較深,離給水管道較近,使管道兩側受土的壓力不均,造成給水管道損壞而發(fā)生泄漏的頻率逐年增加,而有些拆遷工程施工時施工人員對被損壞的給水管道采取一走了之的做法,致使漏水長流不斷。似七水管網漏損少貞測及健康度訓丫r埋深因素管道的埋深也是造成管道破裂漏損的重要因素之一。埋深過深,管道無法承受覆土的重量容易破裂,埋深過淺,在機動車道下無法承重荷載容易破裂。通常規(guī)定在非機動車道或者綠化帶下,金屬管道覆土厚度應不小于o.3m,機動車道下,金屬管道覆土厚度應不小于0.7m,非金

18、屬管道覆土厚度應不小于1一1.2m6。閘井、表井等附屬設施漏水 管網中除管道本身出現漏水,管網的附屬設施跑冒滴漏也很嚴重,是水量損失的一個重要部分,因在閘井內,不易及時發(fā)現,一般都是水從井蓋外溢后,才被發(fā)現并得以修復的,它們的單位時間漏量雖然有限,但持續(xù)時間長,并且發(fā)生漏水的表井閘井很普遍,數量大,使得漏損水量積少成多經常造成水費糾紛,直接影響了供水部門的經濟利益。另外,當管網檢修或爆管時,個別閥門不能迅速關閉,或關閉不嚴,影響或延長搶修時間和漏水時間,也加重了漏水的損失水量管網維護不到位 城市供水管網是一個極其龐大的系統,不但管網的建設很重要,管網的維護也同樣重要。許多漏水事故都是由于城市供水管網的維護不到位而造成的。日常巡檢和聽漏不及時,造成滲漏、暗漏發(fā)現延遲,漏水損失加大,甚至小型漏水事故演變?yōu)榇笮捅?、折管漏水事故。市政基礎建設