關於上海公共供水管道受損原因和對策

論文類別:工學論文 > 水利工程論文
論文作者: 馮凱 於大海
上傳時間:2010/10/25 15:30:00

  論文摘要:本文從上海市供水管線受損原因和現狀人手,分析存在的問題,提出分階段減災目標,文章從對原有易受損的管線實施分階段改造規劃、加快管道材質更新和推廣新型材料、采用非開挖等先進施工技術等方面提出主要對策和措施。
  論文關鍵詞 供水管道 受損原因 對策
  前言
  
  供水管道受損爆管事件時有發生,影響自來水行業服務供應安全,給全市生產、經濟、市民正常生活和社會效益等造成不良後果,亟待解決。供水管道受損危害大,漏掉的是經過水廠加藥處理過的清水,使水資源變得更為緊張;降低了供水服務壓力,影響了自來水的正常供應;可能對道路交通產生影響等等。因此,分析上海市供水管線受損事故原因,制訂對策,為政府指導供水管線受損事故減災工作的發展,是十分必要和緊迫的任務。
  1公共供水管道受損現狀
  上海中心城區現有公共供水管道9058km。據統計2000—2003年全市中心城區累計發生DN>1500管道的爆管ll4次,其中2000年累計發生DN≥500爆管22次,2001年累計發生≥DN500爆管32次;2002年累計發生DN≥500爆管2O次;2003年累計發生DN≥500爆管40次,其中,自來水市南公司供水區域l1次,市北公司區域l8次,閔行區域1次,浦東區域為l0次。大口徑水管爆管給局部地區的社會經濟和人民生活造成一定的影響。
  2公共供水管道受損原因分析
  目前,上海中心城區公共供水系統的輸水管大多數為鋼管、球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、預應力混凝土等等,配水管絕大多數采用灰口鑄鐵管。管道管材的特性不盡相同:灰口鑄鐵管剛度大、質脆,幾乎絕大多數自然爆管、因局部外力荷載造成的爆管估計都發生在灰口鑄鐵管上;鑄態球墨管質量介於灰口鑄鐵管與球墨鑄鐵管之間;預應力水泥管價格低,但材質較脆,接口易破損;鋼管主要用於過路管和橋管;塑料管是當代管材發展方向,但是價格偏高。公共供水管道受損,主要有下列原因:
  2.1管道材質
  長期以來,灰口鑄鐵管作為主要的供水管材普遍用於供水管網,灰口鑄鐵管耐久性和強度較好,但是質脆,裝卸過程中易產生裂縫、沙眼,而且防腐層也不完整,在橫向受力和外力震動下,管道極易發生變形而導致漏水甚至爆管,尤其是上世紀六、七十年代和八十年代中,一批技術性能較差的管材,主要是連續鑄造的灰口鑄鐵管、自應力鋼筋混凝土管、石棉水泥管和一部分制造質量差的其它管材,發生漏水和爆管的頻率較高。除管道自身的材料特性外,管道受損還與諸多環境因素有關,例如,在冬季寒潮過後氣溫回升,爆管頻率較高,這與氣溫驟降回暖有密切的關系。為此,每年的l2月份至翌年l一2月份,爆管搶修頻繁,尤其以DN100—200arm和DN300~400mm的灰口鑄鐵管為多。究其原因,是由於灰口鑄鐵管的石棉水泥接口的握固力不容許水管降溫收縮,而在受拉情況下斷裂漏水。初時滲漏很少,隨著氣溫回升,接口來回脹縮,漏水逐漸滲出地面,漏水導致水土流失,土體變形,引起供水管道不均勻沈陷而斷裂。
  2.2管道接口
  接口質量不好主要有三種表現形式,即接口不嚴密;接口經不起土壤不均勻沈降或水管伸縮以及水壓高等因素而漏水;接口剛性太強。過去大規模推行石棉水泥接口、膨脹水泥接口,這類接口剛性強,氣溫降低時當土壤有不均勻沈降時,水管在力學上變成一根很長的承重梁,使水管產生環向斷裂或大頭處斷裂,在嚴冬水溫降低時,水管收縮,接口剛性過強時,可能導致水管拉斷。
  2_3施工質量和外界影響
  (1)水管基礎不好。管溝底不平整,機械挖泥無其它修平措施,更容易使溝底不平,結果使水管發生沈降,以至逐步損壞接口甚至管道;(2)覆土不實,這對大口徑管道更為重要,覆土未分層夯實和管道兩邊土壤密度不均勻,使管道受力顯著增加,漏水和爆裂的可能性增加;(3)支墩後座土壤松動。大口徑管道彎頭,在T型管處有較大的推力,主要靠支墩後土壤的被動土壓力通過支墩抵消推力,支墩後土壤松動將引起支墩位移較大,導致彎頭或T型管處位移較大,存在漏水的隱患;(4)水管借位過多。降低了管道的連續性,易使接口損壞或脫開;(5)市政工程施工過程不規範。在場地開挖、平整、道路修築、碾壓等過程中,施工單位對地下管道情況及詳細位置不了解,導致碰傷、壓壞、挖斷管道,造成管道漏水的隱患;(6)車輛超載、超重嚴重。由於現代物流業飛速發展,社會車輛超載、超重現象較為嚴重,部分公路等級偏低,且許多道路拓寬,原位處於綠化帶或非機動車道內的管道暴露於機動車道下,如沒有鋼套管或混凝土等強化保護措施,則管道被損壞的可能性很大,造成管道產生滲漏點;(7)溫度變化。季節溫度大引起管道伸縮變形產生滲漏;(8)周圍環境的腐蝕損壞和地震災害等因素。

  3公共供水管道受損防治措施
  根據正在制訂的規劃目標,2010年DN≥500管道爆裂頻次達到40.2time/100km/a;2020年DN≥500管道爆管發生頻次達到≤0.1time/100km/a。為達到目標要求,擬采取以下防治措施:
  3.1對原有易受損的管線實施分階段改造規劃
  妥善解決已埋在地下質量欠佳的管道,有計劃、有步驟予以更新改造。2005年底前完成378km無內襯管道改造;2007底前完成132km管齡50年以上舊管道改造;顯著減少漏水和易爆管道,降低管網漏失率;2010年底前總計完成管網改造1319km,總投資約19.6億元,供水產銷差率下降至12%。其中,市南公司改造383km,投資約7.7億元,市北公司改造499km,投資約8.5億元,浦東威力雅公司改造210km,投資約1.6億元,閔行公司改造227km,投資約1.9億元。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com   3.2加快管道材質更新和推廣新型材料
  新敷設管道要合理選擇管材。選擇管材的基本原則是:能承受要求的內壓和外荷載;性能可靠,維修工作量少,施工方便;內壁光滑,輸水能力基本保、持不變。
  (1)、灰口鑄鐵管逐步淘汰使用。
  如前所述,歷史上長期使用的灰口鑄鐵管其強度與韌性較差,經常性損壞漏水或發生爆管,已不適應現代都市發展需求,應改用新型管材,如球墨鑄鐵管、UPVC管等。建議DN>1000mm采用鋼管、預應力鋼筒混凝土管;DN300~DN600mm采用球墨鑄鐵管;DN<200mm采用UPVC、HDPE管或球墨管。
  (2)繼續探索采用新管材、新工藝
  ●塑料管道具有重量輕,耐腐蝕,水流阻力小,節約鋼材和能源,安裝簡便,工程造價低等優點,是近10年開發和目前重點推廣應用的給水管材,主要有低塑性硬聚氯乙管(UPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)、氯化聚氯乙烯管(CPVC)、交聯聚乙烯管(PEX)、聚丙烯管(PP—R)、聚丁烯管(PB)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯管(ABS)等,其中UPVC和HDPE等管材在城市供水小1:3徑管道中應用較為廣泛,使用情況反映良好。
  ●球墨鑄鐵管(DCIP)具有應力集中降低,強度大、延伸率高、耐沖擊、耐腐蝕、密封性好等優點,同時,管口采用柔性接口、且管材本身具有較大的延伸率(>10%),使管道的柔性較好,在埋地管道中能與管道周圍的土體共同工作,改善管道的受力狀態,從而提高了管網運行的可靠性。
  ●此外,國外早已采用的預應力鋼筒混凝土管(PCCP)具有抗爆、抗滲和抗腐蝕的優點;玻璃鋼管(GRP)具有重量輕、運輸及安裝方便,抗腐能力強,內壁光滑阻耗小的特點,在大口徑管道上有較大的適用前景。
  (3)推廣應用柔性膠圈接口技術。
  滑入式柔性膠圈接口優點是:接口的抗滑能力更強,比打石棉水泥接口省力、省時。要認識到接口填料越硬越容易傳遞側向力矩,包括很難避免的土壤壓縮沈降而導致承插口斷裂。相信不久將來爆管的頻率次數會越來越少。
  3.3采用非開挖等先進的施工技術
  隨著上海城市的發展,原有的市政設施已滿足不了發展的需要,在已建市政道路要重新開挖敷設或更換諸如水、煤、電、通訊等新管道或電纜,不但破壞市容,影響周圍建築物環境而且影響城市交通和市民的出行,有的甚至還要造成對商業經營上的經濟損失和不良影響,面對這種開挖的施工方法,不開挖路面等先進施工技術(no—digtechnique)得到了應用和發展。非開挖技術對交通幹擾最小;(下轉第71頁) (上接第11頁)對周圍物景和對周圍的商業環境的損壞和影響也少;此外施工安全、效率高、綜合成本低,工時少。因此,這種技術日益顯示出自身的優越性,在上海市的供水管道工程中,非開挖施工技術也得到了嘗試和應用,在四平路的溧陽路至臨平路段,上海自來水一根鑄鐵地下供水管(DN1500mm)改建等工程取得了良好的社會和經濟效益,設想在有非開挖技術可作替代時,應逐步限制采用明挖施工方法。
  3.4提高管理水平
  全面實現管網系統檔案的數字化管理,形成科學、高效、豐富、翔實的供水管網檔案管理體系。建立管網系統中央數據庫;高效、生動地定位管道、閥門、水表等管網組件,為實際生產運行提高可靠的依據;為管網系統規劃、改建、擴建提供圖紙及數據依據,對管網的改擴建的規劃、改擴建後的運行進行計算機模擬,輔助管網規劃方案的優選;為管網施工提供圖紙依據。準確定位管道的位置、埋設深度、管道井、閥門井的位置、供水管道與其它地下管線的布置和相對位置等,以減少由於開挖位置不正確造成的施工浪費以及開挖時對通訊、電力、煤氣等地下管道的損壞帶來的經濟損失或嚴重後果;科學高效地進行爆管搶修等事故處理。加強和完善供水管線調度系統,做好供水管線管網在線壓力監測系統的實施。
  3.5強化應急處置
  首先應增強工作人員對應急處置的意識;改善爆管搶險的車輛、機具設備及搶險送水車的配備;提高閥門及開關閥門使用工具的科技含量,縮短止水時間;改善檢漏技術水平和裝備;合理規劃和建設營業站點。
  3.6立法管線保護
  建議人大盡快制定城市供水管道設施保護條例,從法律上保證對管道設施的保護;充分調動人民群眾自覺維護供水管網安全運行。此外還應采取強化對地下管道的巡檢及日常養護監督;提倡文明施工等措施。
  4結語
  供水管道受損危害巨大,已引起市委、市政府乃至普通市民高度關註。分析爆管原因,制訂爆管對策,只是供水管道防災減災工作的一部分,關鍵問題是貫徹實施,才能達到預定的目標。即對新敷設的給水管道工作和檢修改造工作,應從立項、設計、選材、施工安裝都要精心研究、考慮,要制定具有預見性的長遠目標和計劃;其次,要分輕重緩急,有計劃、有選擇地對質量欠佳的管道予以逐步更新替代,有效地把爆管控制到最低點。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
下载论文

論文《關於上海公共供水管道受損原因和對策》其它版本

水利工程論文服務

網站聲明 | 聯系我們 | 網站地圖 | 論文下載地址 | 代寫論文 | 作者搜索 | 英文版 | 手機版 CopyRight@2008 - 2017 免費論文下載中心 京ICP备17062730号