管网安全输配技术 几点初浅建议

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分，如同人的血管，建设费用占城市供水系统的五分之三以上，如何才能将城市管网处于合理安全的运行中，从而降低供水成本，提高供水。笔者从工作中就城市管网目前所存在的问题和发展要求谈几点初浅建议。
      首先要对城市管网的管材及附属设备应进行更换，供水管网中有相当多DN100以上管道是灰口铸铁管（HT），ф50以下管道95％为涮锌铁管，灰口铸铁管工作压力Pg≤0.75Mpa，内壁粗糙，无内防腐层，易产生水垢，性能硬而脆，耐震性差，受外界作用易破裂，造成水流减缓，水质下降，涮锌铁管遇酸、碱易腐蚀、生锈，对水质有一定影响，不美观，安装、维修工作量大，目前我司正用柔性球墨铸管和PP－R塑料、SSR不锈钢管，实践证明科学的、可行的，提高了水质，减少了水损、漏失。
    球墨铸铁管，加工中加入镁、钙、铈等碱土金属和稀土金属，使铸铁中的球墨组织呈球状，其表面积最小，消除了由片状石墨引起的金属品体连续性割断的缺陷，使抗拉性强度达38－45Kgf／mm2，球墨铸铁管因进行退火处理，其抗压、抗拉、抗弯折、耐冲击、延伸性等机械性能，同钢铁接近，压环试验达二分之一不裂，具备抗腐蚀、易加工、成本效低等优点，美、法、德等许多发达国家都采用此种管材。
    PP－R塑料管，符合食品级材料，具有内壁光滑，不结垢，水头损失小，易安装等优点，经日光照晒，容易延伸、老化，影响美观，缩短使用年限，所以对户外竖管应设计安装较规范的保护管线盒，SSP不锈管具有PP－R的优点外，还有防晒，美观的优点，但安装不好容易造成接头垫圈漏水现象。
    阀门是管网中主要组成配件，它对管网的流量、流向、局部管段水压调度起控制作用。在管网中出现局部损坏时，及时关闭相应闸门，使损坏管段迅速从管网中隔离开，以确保管网其余部分维持正常运行，因此要求管网中阀门要处于良好状态，开得完，关得严，为防止水锤变化，阀门启闭应缓慢操作，目前供水单位多为铜密封，手动闸阀，使用多年后，容易出现盘根漏水，闸杆（丝杆）丝牙磨损严重，造成闸板和闸杆脱节，影响闸门启闭，时常造成停水现象，建议更换成不锈钢闸杆，对新装管网压力在1Mpa以下，口径在DN300（含DN300），采用双偏心双法兰蝶阀，口径在DN200－DN100采用弹性座封闸阀，ф50以下采用防盗阀，闸杆最好是不锈钢件。
    排气阀在管网中起消除气阻现象或串气以水除负压现象，减少水头损失，降低耗能的作用，应安装在每一段管坡顶部，安装时应保证闸体垂直不得偏斜，DN500以上干管一律采用DN100双孔自动排气阀。
    消火栓是为保护城市消防安全而设置的，条件允许也可起泄水作用，沿街间距为100－120米，安装在人行道边缘距建筑物5米外，距车行道2米内，消火栓前应安装检修阀，并长开，地下式消火栓栓顶距井盖为20－40cm之间。
    目前有很大一部分管道因城市道路拓宽，埋于混凝土公路下，重压，容易造成破裂，不易发现，延误抢修时间，所以规范管网设计，施工程序，管网管理，首先勘查管线走向应有长远规划，应会同城市规划部门，制定管线选向的长期规划，避免几年后因建公路、建房而造成的改管弊病，采用科学合理的铺设方案，对管材、管件的合格证、检验证，生产日期进行登记、并存档，施工员三证齐全，有一定工作经验才能上岗，管网沟槽按设计要求开挖，管槽平直，确保沟底土不被拢动，不被水浸泡，不遭污染，从而保证地基具备足够的强度和稳定性，下管前管材、管件有无纵向、横向裂纹、管壁拉沟、夹砂及穿孔现象，清除管内泥沙杂物，检查水泥砂浆防腐内衬，对破损部位应作修补，在安装过程中做到管身平直，闸门、消火栓以管道中心线垂直。承插口、胶圈、工具及手不带泥土。胶圈是否老化和被挤压、折叠。对明管或腐蚀性水土的柔性接口，应采用石棉绳加水搓条封口保护胶圈，在5℃以上弯度，堵板，三通处因水压推动导致接口松脱，漏水应设墩支护，达到长久的支撑作用，回填沟槽时，槽内应无积水，不得回填淤泥、腐质土，在管周30cm内不得回填大于10cm的石块、砖头等杂物，按沟槽排水方向由高向低两侧同时回填逐层夯实，胸腔填土密度不低于95％，管道进行分段水压试验，不宜超过1000米，试压合格后，对管道放水冲洗，加一定比例的漂白粉溶液注入管道内浸泡24小时，消毒，然后再冲洗，经水质部门检验合格后，进行工程验收，并在管网上安装遥测设备，随时掌握管网的运行情况，控制管道水的流速在3米／秒以内，在地形高差达30米以上的用水区域，应考虑采用分压给水系统，管网干线服务压力不低于0.14Mpa，为防止水锤事故，应安装水锤消除设备，如止回阀、安全阀等。
    城市输配管道埋设于地下，属于隐蔽性工程，它的设计，施工及竣工验收必须要有完整的档案，建立GIS管理系统，并且在历次更动后档案应及时反应现状，使它能为给水事业服务，管网技术档案内容由设计、竣工、管网现状三部分组成，主要起查正、参考作用，设计资料在管道施工时作施工依据，管道竣工后则是管道维护、检修、改造的依据，只有在实践中不断完善，城市供水将迎来更辉煌的明天。

供水管道检漏的主要方法

由于人类对供水管道漏水的共识，先后研究了一些检漏方法，也研制了一些仪器。例如，在德国、英国等经济发达的国家通常采用的检漏方法有：音听检漏法，相关检漏法，漏水声自动监测法和分区检漏法等。前三种检漏是靠漏口产生的声音来探测漏点的，这对无声的泄漏就没有办法了。而分区检漏法是通过计量管道流量及压力来判别有无漏水存在，就是所谓的最小流量法。目前我国大城市已基本采用主动检漏法，地市级相当一部分在改变为主动检漏法，但县市级大部分仍在采用被动检漏法。在检漏方法之中绝大部分都使用音听检漏法，或相关检漏法，有些水司也采用了漏水声自动监测法或分区检漏法，随着供水管网管理的规范和技术的进行，许多水司会逐步引进更为先进的检漏仪器和采用更为有效和快速的检漏法，这对快速降低漏失，控制漏耗将起到积极的作用。 音听检漏法 　　音听检漏法分为阀栓听音和地面听音两种，前者用于查找漏水的线索和范围，简称漏点预定位；后者用于确定漏水点位置，简称漏点精确定位。 漏点预定位是指听漏棒、电子听漏仪或噪声自动记录仪来探测供水管道漏水范围的方法，根据使用仪器的不同，操作的方法也不尽相同，到目前止，实用的，有效诉，成本低的预定位技术主要有阀栓听音法，当然类同于GPL99、GPL95，包括PARMALOGA等方法，虽然也能用当其综合效果不好，而且成本高。 （1）阀栓听音法 阀栓跌间法是用听漏棒或电子放大听漏仪直接在管道暴露点（如消火检、阀门及暴露的管道等）听测由漏水点产生的漏水声，从而确定漏水管道，缩小漏水检测范围。金属管道漏水声频率一般在300～2500Hz之间，而非金属管道漏水声频率在100～700Hz之间。听测点距漏水点位置越近，听测到漏水声越大；反之，越小。 （2）地面听音法 当通过预定位方法确定漏水管段后，用电子放大听漏仪在地面听测地下管道的漏水点，并进行精确定位。听测方式为沿着漏水管道走向以一定间距逐点听测比较，当地面拾音器靠近漏水点时，听测到的漏水声越强，在漏水点在上方达到最大。 拾音器放置间距与管道材质有关，一般说来，金属管道间距为1～2米，而非金属管道为0.5～1米，水泥路面间距为1～2米，土路面为0.5米。 相关检漏法 　　相关检漏法是第三代技术，是世界上包括中国用的最多的先进、有效的一种精确确定漏点的检漏方法，特别适用于环境干扰噪声大、管道埋设深或不适宜用地面听漏法的区域。用相关仪可快速准确地测出地下管道漏水点的准确位置。 一套完整的相关仪主要是由一台相关仪主机（无线电接收机和微处理器等组成）、二台无线电发射机（带前置放大器）和二个高灵敏度振动传感器组成。其工作原理为：当管道漏水时，在漏口处会产生漏水声波，并沿管道向远方传播，当把传感器放在管道或连接件的不同位置时，相关仪主机可测出由漏口产生的漏水声波传播到不同传感器的时间差Td，只要给定两个传感器之间管道的实际长度L和声波在该管道的传播速度V，漏水点的位置Lx就可按下式计算出来。 Lx=（L-V×Td）K2 式中的V取决于管材、管径和管道中的介质，单位为mKms，并全部存入相关仪主机中。 相关仪也经历了从低到高性能的发展过程，现代高性能的相关仪具有时间域和频率域（FFT）时实相关处理功能，同是具有高分辨率（0.1ms）、频谱分析及陷波、自动滤波、测管道声速和距离等功能，如德国SEBA的相关仪SEBADYNACORR，新型相关仪CORRELUXPL都具备这些功能。 漏水声自动记录监测法 　　以德国SEBA泄漏噪声自动记录仪为例，德国SEBA的GPL99是由多台数据记录仪和一台控制器组成的整体化声波接收系统。当装有专用软件的计算机对数据记录仪进行编程后，只要将记录仪放在管网的不同位置，如消火检、阀门及其他管道暴露点等，按预设时间（如深义2∶00～4∶00）同时自动开K关记录仪，可记录管道各处的漏水声信号，该信号经数字化后自动存入记录仪中，并通过专用软件在计算机上进行处理，从而快速探测装有记录仪的管网区域内是否存在漏水。人耳通常能听到30dB以上的漏水声，而泄漏噪声自动记录仪可探测到10dB以上的漏水声。 数据记录仪放置距离视管材、管径等情况而定，一般说来，金属管道可选200～400米的间距，非金属管道应在100之内的间距。 判别漏水的依据是：每个漏水点会产生一个持续的漏水声，根据记录仪记录的噪声强度和频繁度来判断在记录仪附近是否有漏水的存在，计算机软件自动识别并作二维或三维图。 分区检漏法 　　在管道听测漏水声时，一般说来，漏点大产生的漏水声比漏点小产生的漏水声要大一声，但漏点大到一定程度漏水声反而小了，因此，我们不能认为听到的漏水声大，其漏水量就大，有时实际情况正姨相反。分区检漏法使漏水点按漏水量大小分烦恼成为可能，并因此能做到：控制大的漏水点并首先被排除掉。 每个管网中都存在着多处小的漏水点和几处大的漏水点，经验表明，漏水总量的80%%是由20%%大漏水点造成的。因此，尽快排除大的漏水点才能更好地控制漏耗，降低漏失率，同时，分区检漏可大大提高检漏速度。 所谓分区检漏法是：是主要应用流量计测漏。首先关闭与该区相连的阀门，使该区与其他区分离，然后用一条消防水带一端接在被隔离区的消火栓上，另一端接到流量计的测试装置上；再将第二条消防水带一端接在其他区的消火栓上，另一端接流量计的测试装置上，最后开启消火栓，向被隔离区管网供水。借助于流量计，测量该区的流量，可得到某一压力下的漏水量。如果有漏水，可通过依此关K开该区的阀门，可发现哪一段管道漏水。德国SEBA的流量计TDM10-60正是为分区检漏而设计的。 采用分区检漏法检漏的优点： （1）能迅速排除大的漏水点； （2）系统地测试，可进行管网状况分析； （3）用所测流量与正常流量比较，可以发现漏水的早期迹象。 其不足之处就是可能会影响部分居民用水。另它装载在车上操作起来方便。 区域泄漏普查系统法 　　区域泄漏普查系统法是一种目前最新型的，经过实践证明实用有效的一种方法。它在方法和技术上主要是集了上述2，3，4三种方法的优点，并应用了目前声学，电子，软件，通讯，信号处理，数字化处理等综合技术。 区域泄漏普查系统（以下简称多探头相关仪），由英国BADCOM公司研究生产，埃德尔集团自主开发中文操作界面，是目前世界上独一无二的：集漏水预定位和精定位于一体，仅一次检测即可完成一定区域内的漏点预定位和漏点精定位的仪器，而且对管道属性要求不高，可以在不清楚管材管径的情况下进行漏水定位。从而实现了从发现漏水点到漏水点精确定位，从一段管线到大面积的检漏普查，仅用一套仪器就可完成。  多探头相关仪，顾名思义多探头，从2个探头开始，最多可配置到192个探头；以实现区域漏水声音的记录。普通相关仪则是我们已熟知的，其原理是根据漏水声沿管道传播到传感器的时间差来确定漏点位置的，而多探头相关仪有强大的软件支持，可反复利用在测试中收集到的大量相关测漏数据来验证检测结果，因此大大提高了检测的效率和准确度。 多探头相关仪的记录仪（简称探头）具有防水功能，不用无线发射，可排除无线干扰和盲区，区域泄漏普查系统可对PVC管和水泥管进行检漏。 测试时间不受限制（从10秒～3小时），可在白天或夜间测试，避免了其它产品只能在夜间测试的局限性。 多探头相关仪既应用了世界的领先技术，也充分反映了实用性：可自动生成模拟管网图。