供水管网爆管原因分析及防治对策

给水管道在施工、运行过程中，会受到各种各样因素的影响，因而爆管原因复杂，且有很大的随机性，通过一些统计分析，对爆管原因分析如下：

1、铸管工艺与材质的影响

在给水工程上，大量使用抗拉强度为1.4Mpa普压铸钢管，但往往管内压力小于1.4Mpa 就会发生爆管事故，主要原因是：连续浇铸工艺铸铁管，管体组织疏松、夹气、夹渣、内沟、重皮，可能造成纵向裂缝。浇铸工艺过程中管体剧冷，无退火，收缩不均匀，存在温度应力。管身硬脆，不耐震，不耐冲击，抗弯、抗拉强度差。给水管道往往适应不了高压、重载、震动、冲击和不均匀沉降等环境条件影响，造成管道破裂。

2、管道接口的影响

管道接口是管道施工过程的重要环节之一。接口形式及填料选择是管道工程设计的重要内容之一。目前，管道接口填料存在着过硬、刚性过强的弊病。管道受侧向推力作用，承口受拉，插口受压，而铸铁管抗拉强度差，导致承口破裂。

另外，水泥砂浆和膨胀水泥砂浆填料都具有膨胀性，一旦膨胀强度超过承口强度时，将导致承口破裂。并且这两种填料具有抗压强度高的特点，能够传递侧向位移，这也会导致爆管。

3、温度应力的影响

刚性接口管道中，因温度变化而产生温度应力，造成管路爆裂。特别是在土层中不同土质含水率不同，冻胀系数相异，在春秋溶冻和封冻季节爆管频繁。此外，管道埋深过浅，未敷设于冰冻线以下，也会因产生温度应力而爆管。

4、管网老龄化、腐蚀、结垢的影响

长期埋设在地下的供水管道由于受到土壤腐蚀和电化学腐蚀的作用，造成管壁变薄、强度降低，从而增加发生爆管事故的可能性。此外，管道结垢，造成过水断面减小，通水能力降低，管道阻力增大，管道超负荷运行而引起爆管。而管龄过长的管道，腐蚀、结垢交互作用，管壁疲劳，更加剧了爆管的危险。

5、管道施工质量

⑴管道埋设过深或过浅都会容易形成爆管。管道埋设过深时，由于上部荷载加重管道又没有基础，致使管道发生局部沉陷而产生爆管；管道埋设过浅时，抗重压能力较差，受到管道上面土层，路面的静荷和交通车辆的动负荷作用下，容易造成断裂。比外，如果管道埋深过浅，在冬天气温较低时，由于冰冻的作用，对于使用年限较长的铸铁管更容易造成断裂。

⑵管道安装时没有严格按照规范进行管道基础和回填土的处理。

6、管网运行压力

如果在管网压力调度运行方面采取措施不当，使得管网运行压力超出最不利点压力过高，既不能达到节能的目的，而且管网爆损几率随管道压力的增加而增加；如果管网压力不能保持相对稳定，由于高、低峰水压波动会引起管网爆损事故发生，尤其是相对老化的管网发生事故频率更高。

爆管问题的防治措施分为主动措施和被动措施两大类。主动措施是一种预防性措施，是事故发生之前采取的。被动措施是指当爆管事故发生之后，采取的及时、有效的救急措施，使事故的影响范围和事故造成的各种损失控制在最小的范围之内。

爆管防治的主动措施主要包括：

1、精心设计，周密考虑

⑴改进铸管工艺，合理选材，推广新型管材，如球墨铸铁管、PE管等。淘汰灰口铸铁管，并采用柔性接口; 从源头上减少供水管网爆管的可能性。

⑵在管线工程中应因地制宜设置有效的排气阀、水锤消除器、调压井或空气室，钢管每隔一段距离设置管道伸缩节，泵房设微阻止回阀。

⑶在硬基和软基交接处安装万向伸缩器，消除不均匀沉降造成管道位移，引起管道内部产生的应力。

⑷钢管设计中药注意在适当的位置设置柔口。当从两侧向中间装管时，要严格按闭合温度以防温度应力。

⑸管道设计埋深部宜过浅，以减小气温影响，同时也能增大土壤对管壁的摩擦力。

⑹系统设计方案应充分考虑避免可能生成的水锤的条件，并加强防水锤的技术措施，保证水泵供电安全。

2、改进管道接口工艺

过去由于单纯着眼于接口本身强度而忽略了管线整体，以石棉水泥口取代了青铅口，虽节约了投资，但出现了温差爆管事故。因此，应考虑向柔性接口发展，采用刚性、柔性相结合的接口方式，例如采用膨胀水泥和胶圈接口，石棉水泥口与青铅口间用，以提高耐压及抗弯强度。同时用CCTV的方法验收更可以探查管道内部接口等处安装是否符合规范。

3、提高施工技术水平，加强施工全过程的质量控制保证施工质量，严格按照设计要求和施工规范施工。

施工操作人员要考核上岗，对管道安装过程中的主要工序及隐蔽工程进行检查验收，加强施工的全程质量控制。施工中按验收标准检查，埋深要够，覆土要密实，做好管道基础和回填土的处理工作，管件制作要标准，给水管道必须在冲洗试压及消毒合格后才能投入使用。

4、建立供水管网科学管理的软硬件系统

⑴硬件系统

给水管网监控和数据采集系统SCADA(Supervisory Control and DataAcquisition)，它可对给水管网一些节点的水压和流量进行实时监测，并采用无线传送方式实时将水压和流量信号传回控制中心，以此来监测整个给水系统的工作状况，并设置管网压力限值报警，从而及时采取措施，降低管网中爆损发生的可能性。

⑵软件系统

a．给水管网地理信息系统

建立在地理信息系统(GIS)软件平台基础上的给水管网的图形与数据库系统。主要功能有：准确描述管网及其组件的空间和属性信息：高效、生动地定位管道、阀门、水表等管网组件，为实际生产运行提供可靠的依据；为施工人员提供管线及其组件的空间位置，避免人为的开挖破坏；事故时快速制定关阀策略,定位需要关闭的阀门。

b．给水管网水力模型

首先，通过建立管网的水力模型，对现有管网的运行状态做出正确评价，提出今后一年或几年的管网改造计划，便于给水工程的投资管理；其次，通过对管网的分析计算，核定各水厂的布局合理性；第三，结合给水系统优化调度模型的建立：对各水厂的出水流量、出水压力进行合理调配，以满足管网的需要；第四，在供水系统发生重大事故时，利用管网水力模型对配水管网运行状态的模拟，分析事故时管网中存在的供水问题，以便采取合理的调度策略，尽可能减少事故的影响范围。因此，建立一个实际运行的管网水力模型、分析管网运行状态、预测各类操作对供水管网运行状况的影响，是十分必要的。

5、调整管网压力

降低过高的管网供水压力是降低管网爆损的有效措施之一。在供水管网建立测压点，根据各测压点的压力变化调度水厂二泵房运行台时，使整个管网压力保持相对稳定，避免由于高、低峰水压波动引起管网爆管。

降低管网中的压力有多种方法，如通过设置减压阀分为不同的压力区，适当降低压力过高地区的压力；泵站的合理调度；装置泄压水池；管网中设置电子控制阀门进行调节等等。这些方法都可以在保证供水服务的前提下，适当降低配水系统局部供水水压，既可减少漏水量，又可减少因水锤造成的瞬间压力巨大波动，确保管道安全。

防治爆管的被动措施，主要是指爆管事故发生后的应急措施，它包括：

1、建立事故快速反应及处置机制。

建立全方位和高效的事故管理网络可以迅速对事故做出反应，包括调动维修队伍、改变事故区供水等等;尝试采用新材料和新的先进设备（如断管设备、小型挖土机、新型抽水设备等），淘汰效率低的旧设备。采用市场上出现的新型材料，如配件抢修器、快凝水泥、止水胶带等以提高抢修效率。

2、建立事故处理的优化决策支持系统 (例如施工力量的最优调度、最优路线选择等)，合理组织抢修施工，提高抢修速度，减少停水范围及时间;

3、加强管线巡查维护力度

⑴建立健全工作责任制。将全市管网分片划分，落实到巡线人员，实行定线、定时、定人、轮流巡线，明确要求巡线工作人员压熟悉自己职责范围内的管网资料。

⑵外单位在管线周围施工时，巡线工作人员要跟踪监护管线，防止人为挖断管线和影响管线日后维护。

⑶要经常对裸露的钢制供水管道进行检查，定期做好防腐维护工作。

⑷充分调动群众的积极性，—旦发现漏水要及时向供水部门报告。