管网漏损原因

管网漏损原因管网漏损原因 给水管网漏损原因分析 管材质量不佳 供水管网早期采用的管材以灰口铸铁 小口径多为镀锌管石棉管为主 据统计 我国 以上的管道是灰口铸铁管 随着管网的运行 人们逐渐发现灰口铸铁的漏失 成为管道漏损发生的主要组成部分 灰口铸铁管导致漏水的原因主要是灰口铸铁管本身材质 和制作工艺的缺陷造成的分析灰口铸铁管的漏水原因 灰口铸铁管在管道运行中 确实存 在一定弊端 从材质看 铸铁管较脆 没有韧性 其延伸率几乎为零 属于典型的脆性管材 连续烧制的工艺也使管子的强度有所降低 不适用于高内压 重荷载 强震动的环境 尤其 我国灰口铸铁管材质的力学性能和管型一直停留在发达国家 世纪 年代的水平 其抗拉强 度和管环抗弯强度一般都比国家标准低 有些厂家在生产过程中用强度较低的生铁 使得 铸铁管质量下降 从接口看 灰口铸铁管填料接口刚性强 当温度低 接头刚性过强 粘接 强度很大时 易使水管拉断或接头部位脱落 导致水管漏水 原因是接头刚性过强 当土 壤有不均匀沉陷时 从力学角度分析会使水管变成一根很长的承重梁 容易造成接头处折 管 造成漏水 此外 接口质量差 接口材料 用量比例不准 敲打不密实 也容易造成接 口漏水 地质土层条件的影响 土壤的性质是影响漏损量的首要因素 它对漏损量的影响远大于其他因素 主要表现为以下 几点不同性质的土壤对金属管道的腐蚀性不同 一般黏性土壤对管道的腐蚀性比非黏性土壤 强 不同性质的土壤对管道的沉降不同 当水量变化时 黏性土壤中的管道比非黏性土壤中 管道容易发生沉降 埋管道的某些地段隐藏着腐殖土 4 给水管网漏损原因分析 4 1 规划设计方面的问题 某些建设缺乏长远 全面的规划 根据调查 我国 20 世纪 60 70 年代建造的城市供水管 网 水压普遍偏低 0 2MPa 而 80 年代以后 水压提高到 0 4 0 6MPa 由于旧管道的抗压能 力较低 从而在很大程度上构成了漏水危机 现在城市化建设越来越快 道路 房屋及地铁等 的新建与改建也对管网构成很大威胁 4 2 管网管理上存在的问题 有些施工单位未到规划 供水部门办理审批手续 进行野蛮施工 造成城市供水管断裂漏水的 事故时有发生 因水泵开停次数多 闸门开关频繁 使内水流速度不断发生变化 水锤作用连 续发生 致使管道损坏 4 3 管道及配件材质原因 铸铁管强度低 易腐蚀 在所有管材中铸铁管的漏损所占比例最大 钢管的腐蚀主要是电腐 蚀 钢管的接口部分导电性很好 容易发生电化学腐蚀 另外 涂层不好也容易造成小孔腐蚀 4 4 管道敷设安装质量原因 由于地基下沉和基础不好造成的漏损比例也比较高 大口径管道可能在管道承口处开始豁裂 小口径管道可能产生横向断裂 还有覆土不按规定分层夯实 未达到最佳密实度 会使管道受 力显著增加 这也大大增加了管道漏损的可能性 1 供水压力改变导致漏水 压力突然变化 导致管道中水流流速变化 引起漏水 或者管 道中压力变高 并维持高压状态 2 管道老化 腐蚀导致漏水 或者管道接口处漏水 3 管道附属设施漏水 截止阀 消防栓 水表等 4 外部原因 地上施工和荷载影响地下管道 2 1 1 管材质量管材质量 供水管网早期采用的管材以灰口铸铁管 小口径多以镀锌管为主 虽然近两 年在 DN300 以上管道工程中采用了球墨铸铁管 但城区供水管网中仍有部分管道 采用灰口铸铁管 这是材料工艺本身的缺陷 如铸铁管脆性大 强度低 塑料管 管壁薄厚不均 抗老化性能差 容易造成爆管和产生暗漏 从灰口铸铁管的漏损原因可以看出 灰口铸铁管在管道运行中 确实存在一 定弊端 从材质看 铸铁管较脆 没有韧性 其延伸率几乎为零 属于典型的 脆性管材 连续烧制的工艺也使管道的强度有所降低 不适用于高内压 重荷载 供水管网漏损顶测及健康度计价 强震动的环境 尤其我国灰口铸铁管材质的力学险能和抢型一直停留在发达国家 20 世纪 30 年代的水平 其抗拉强度和管环抗弯强度一般都比国家标准低 有些 家在生产过程中用强度较低的生铁 使得铸铁管质量下降 从接 1 石一 灰日铸 铁管填料接口刚性强 与温度较低 粘接强度很大时 易使水管拉断或接头部位 脱落 导致水管漏水 因为接头刚性过强 当土壤有不均匀沉陷时 从力学角度 分析会使水管变成一根很长的承重梁 容易造成接头处折管 造成漏水 此外 接口质量差 接口材料用量比例不准 敲打不密实 也容易造成接口漏水 预应力钢筋混凝土管的问题往往是设计或者生产过程中造成的 如钢筋布置 不当 保护层不好而使钢筋锈蚀等 钢管漏水 95 是腐蚀穿孔 并且当钢管管件丝扣松紧不统一时 稍有外力管 件首先损坏 造成管道漏水 球墨铸铁管的材质成分中片状的石墨组织变成了球状 既维持了原铸铁管的 性能 又增加了抗拉性 延伸性 弯曲性和耐冲击性 使其具有耐腐蚀性好 强 度高 具有韧性的特质 因此其漏失率比灰铁管大大下降 为人们普遍应用 正 在逐渐取代铸铁管 镀锌管是在小口径的钢管上镀一层锌进行防腐 但这层锌一般都较薄 很容 易就消耗殆净 所起的作用有限 特别是镀锌质量较差的情况下 镀锌钢管极容 易产生锈蚀结垢 发生漏水并影响水质 成为小口径管道漏水的主要原因 石棉管不但漏水严重 且有毒 不适宜作为饮用水管道使用 2 1 2 接口形式接口形式 接口漏水是造成管道漏水的重要原因 因为管线上接口多 漏水的概率大 施工质量的合格率难以保证 最重要的是接口处往往是应力集中点 当管段发生 伸缩 不均匀沉降时 应力传送至接口处 经不起应力作用产生松动 甚至破裂 根据不同的管材选用合适接口管件十分重要 铸铁管承插接口方式有灌铅 普通 石棉水泥口或膨胀水泥灰口等 石棉水泥或纯水泥接口的抗压强度及捣固能力很 大 当管段降温收缩或由于下沉而拉伸时 由于管材强度低 接头刚性强 极易拉 断管段 钢管的焊接处如有夹渣 气孔 焊缝宽厚不匀 易发生渗漏水 球墨铸 铁管采用的橡胶接口韧性大 抗振动性强 但初装时管口如不到位也会漏水 水 泥管承插口不配套 橡胶圈无法到位或松脱 管内水压变化波动 管外动静负载 变化 管基不均匀沉降 管道伸缩接口受挤拉等 势必在某一薄弱接口处发生松 动 而导致爆管漏水 2 1 3 管道设计和施工的原因管道设计和施工的原因 由于设计或施工的原因 导致管道发生位移而爆裂 这种位移包括不均匀沉 降的影响 特别是需改造的道路 因回填上密实度达不到设计要求 95 使得水管发生下沉和 位移 管道的施工质量直接关系到供水的安全 特别在我国现有的城市供水管网以 连续铸造的灰铸铁管为主要管道的情况下 灰铸铁管管道接头在施工中的一些技 术和材料上的问题 以及原有的施工规范不适应新的施工环境和条件 都成为影 响供水管道的施工质量 造成管道漏水的原因 施工不良主要表现为 l 管道基础不好 机械挖泥并无其它修平措施 使沟底不平 结果管子沉 陷较多 以至逐步发生不均匀沉降损坏接头甚至管道 沟底基础有腐殖土 淤泥 石块等未清除干净也可能导致不均匀沉降 硬物破坏而漏水 管底应是好的粘土 或砂 并需平整 使管道和基础能整体接触 如使用机械挖土 要留 30cm 土层人 工修整 同时 管底不能有石块等硬物 以免使管道集中负载 引起漏水或爆裂 当与其他管道交叉时 应按规范 两管之间的距离应不低于 30cm 以防沉陷 引 起集中负载 2 覆土不实 在大口径管道更为重要 覆上未分层夯实和管道两边上的密 度不均匀 使管道受力显著增加 增加管道爆裂的可能 在负荷不大的道路下 管顶覆上不得低于 0 7m 在负荷较大的车行道下 管顶覆上不得低于 1 Om 同时靠 近管道的覆土不准有硬物 以免造成管道防腐层被破坏 或形成集中负载 3 支墩后座土壤松动 大口径管道弯头 T 形管处有较大的推力 主要靠支 墩后上壤的被动压力通过支墩顶住推力 支墩后土壤松动将引起支墩位移较大 即弯头或 T 形管位移较大 4 接口质量差 如石棉水泥接口的石棉含量太高或敲打不密实 承插管转 接角太大 橡胶就位不正确或不密实等 5 水管接转过多 加上其他因素 易使接头损坏或脱开 6 焊接质量 在焊缝有夹渣 气孔 焊缝宽厚不匀 焊接时咬肉或焊不透 处 容易发生渗漏水 7 管道防腐不好 施工中没有按管道防腐层的标准和要求操作 或管的镀 锌处没有做特别处理 8 法兰连接不规范 调查发现 法兰同管子不垂直 两法兰片不平行 垫 圈太薄或安歪 拧紧螺丝时没按对角线法则或少上螺栓等 都会导致法兰受力不 匀 而水量外渗或漏流 9 埋设深度不够 道路交通荷载过大 使管道断裂或接口漏水 2 1 4 气温变化气温变化 通过对总公司近几年修漏次数统计后发现 入冬和初春时节是地下管道破损 率最高的季节 这个时期温差变化大 管道周围土质热胀冷缩明显 极易造成管 道的破裂和破损 2 1 5 地势沉降和荷载地势沉降和荷载 管道敷设在道路下面 承受一定的静荷载和动荷载 还有管道的自重 管中 的水重 随时间的增长 会使管道产生一定量的沉降 同时 当路面经过雨雪融 化后 地面松软 也会产生自然的沉降 当管道荷载较大时 会使管道受力不均 匀 容易导致管道破裂而漏水 同时 交通情况的动荷载也不容忽视 随着城市交通运输事业的不断发展 车辆吨位不断提高 运输的频率不断增加 管道的动载荷明显增长 管道设计时 将考虑一定量活荷载的作用 如果埋设过浅或者车辆荷载过重 路而质量不好 都将增加对管道的动荷载 引起管道因不均匀沉降而发生泄漏现象 随着城市建设的发展 供水管网的规模也在不断扩大 供水管网的复杂性也 随之增加 在满足用户用水需求的前提条件下 供水管网的总体水压越来越高 其中局部区域水压存在过高现象 水压高 对管道强度的要求也会相应提高 管 道的漏失频率也会随之增高 2 1 6 水压过高水压过高 由于地势高差较大 为了保证供水的稳定性 供水企业加大出水的水头 这 样给管网的水压也增加 爆管的几率也相应的提高 随着城市建设的发展 给水管网的规模也在不断地扩大 管网的供水压力也 越来越高 供水压力的增高对管道强度的要求也会相应提高 同时 管道的漏损 量也相应随之增加 据华北某市铸铁管漏损事件及原因分析记录 对造成漏损原因与管网漏损事 件进行相关性分析 相关系数见表 2 2 相关系数绝对值的大小反映出两变量间相 关性的程度 其绝对值越大 两变量间的相关性越好 正负号则表示因变量随自 变量的增减变化 即变化方向是否一致 2 水锤破坏水锤破坏 由于迅速关闭阀门 停止水泵运行等原因 使管内水流速度突然改变引 起压力高低起伏的现象 使管内产生压力波 俗称水锤 水锤可引起很高的 压力 根据北京市市政工程设计院的初步调查 全国各地区都曾发生停泵水锤 事故 根据弹性理论推导直接水锤产生压强的计算公式为 27 H a 0 2l v gt 1 6 最大水锤压力增值计算公式如下 H 0 g 1 7 式中 h 为水锤压强 Pa 为水的密度 a 为水锤波的传播速度 m s v 0 为 水锤前的水流速度 m s v 为水锤时的水流速度 m s l 为管道长度 m g 重力加速度 t 阀门关闭时间 s 可见管道越长 关闭阀门越快 水锤引发的压强越大 而且由于管道摩 阻或气蚀的影响 实际发生的水锤压强值可能要比计算的高出许多 这种巨 大的压强可使管道发生很大的变形甚至破裂 当管网中两个以上水源同时供 水时 不同水厂输送的水在管道某处交汇并产生水锤时 则会发生多水源水 锤波共振水锤 则水锤压强将比单波源水锤数倍增加 管道此处附近就很可 能发生爆裂 2 1 7 管道腐蚀管道腐蚀 金属管道埋设到土壤下输送净水 会产生各种类别的腐蚀 引起局部穿孔漏 失 严重的则会发生爆裂 降低管道输水能力和水质 因此采取相应的管道防腐 蚀方法至关重要 管道防腐措施不当或防腐质量不佳 特别是中小口径钢管 由 于管内壁没做好防腐 管外壁防腐层太薄 造成管道腐蚀 在经过下水道 排水 沟时 又没有加强防腐措施 有城市 DNSO 以下镀锌钢管管道总量不是很大 却占 修漏次数的 66 55 其主要原因是多数管道没做防腐或防腐不好造成的 ls2 33 2 1 8 建筑工程施工的影响建筑工程施工的影响 有些建筑工程施工时由于基槽开挖较深 离给水管道较近 使管道两侧受土 的压力不均 造成给水管道损坏而发生泄漏的频率逐年增加 而有些拆迁工程施 工时施工人员对被损坏的给水管道采取一走了之的做法 致使漏水长流不断 似七水管网漏损少贞测及健康度训丫 r 埋深因素埋深因素 管道的埋深也是造成管道破裂漏损的重要因素之一 埋深过深 管道无法承受覆土 的重量容易破裂 埋深过浅 在机动车道下无法承重荷载容易破裂 通常规定在非机动 车道或者绿化带下 金属管道覆土厚度应不小于 o 3m 机动车道下 金属管道覆土厚度 应不小于 0 7m 非金属管道覆土厚度应不小于 1 一 1 2m 6 闸井 表井等附属设施漏水闸井 表井等附属设施漏水 管网中除管道本身出现漏水 管网的附属设施跑冒滴漏也很严重 是水 量损失的一个重要部分 因在闸井内 不易及时发现 一般都是水从井盖外 溢后 才被发现并得以修复的 它们的单位时间漏量虽然有限 但持续时间 长 并且发生漏水的表井闸井很普遍 数量大 使得漏损水量积少成多经常 造成水费纠纷 直接影响了供水部门的经济利益 另外 当管网检修或爆管 时 个别阀门不能迅速关闭 或关闭不严 影响或延长抢修时间和漏水时间 也加重了漏水的损失水量 管网维护不到位管网维护不到位 城市供水管网是一个极其庞大的系统 不但管网的建设很重要 管网的 维护也同样重要 许多漏水事故都是由于城市供水管网的维护不到位而造成 的 日常巡检和听漏不及时 造成渗漏 暗漏发现延迟 漏水损失加大 甚 至小型漏水事故演变为大型爆 折管漏水事故 市