孙稳

嘉峪关市供水管理处 甘肃嘉峪关 735100

城市是经济发展的产物，其用水包括工业用水，居民生活用水和城市绿化生态用水，在城市人口和经济迅速发展的今天，水资源的缺乏会严重制约经济的发展，并使环境恶化，随着经济的发展，现代化进程的加快，城镇建设取得突飞猛进的发展，作为城市的血脉一一供水系统的正常运转，显得尤为重要，如果城市供水中断，将给城市的生产生活产生重大影响，供水管道作为供水系统的“血管”，承担着非常重要的角色，笔者多年从事供水管道工程的维护与运行，本文将以嘉峪关市为例，浅析给水管道的更新改造相关问题。

近年来，嘉峪关市的发展带动了工业和生活用水量的增加，而部分早期铺设的管道随着时间的推移，运行负荷越来越重，供水能力已不能适应用水量不断培长的需要，有些地方出现了水压不足和水量欠缺的情况，在一定程度上影响了经济的发展和社会的稳定。因此，除了设法提高现有供水设施的生产能力外，应及时对旧管道进行更新改造[1]。

1 管道更新改造的必要性

1.1 管道漏水严重

管道漏水一般有以下几种原因：第一，管道运行年久，管材质量低造成漏水；第二，原有管道安装工程质量差，未经过灌水试压检验就投入使用，第三，市政施工造成对既有管网的破损或下沉移位；第四，管道长期受腐蚀造成漏水。给水管道漏水量的大小与管材质量、施工状况、维护管理、铺设年限、管道压力等因素有关。部分管道，尤其是旧城区管道使用年限长、管材质量差、施工不合理，管内腐蚀严重，使管壁变薄，引起局部穿孔漏水，严重的侧发生爆管现象，使水大量流失，以我市为例，嘉峪关市供水管理处，酒钢贵友公司分别于2009年，2008年委托兰州雷力探测公司对所属区城内给水管线进行了别绘及漏电探测，根据所做的探测及调查资料表明，在引起城市漏水诸多因素中，由管道腐蚀老化造成的漏水量占35%，由此数据可见旧管道漏水之严重。

1.2 管道老化、供水单位运行动力费用增加

有的进户管使用年久失修，管内壁结垢严重，加上管道使用弯头多，不仅导致管道的水头损失增大，还严重地影响了管道的输水能力。据有关资料研究，一般铸铁管和钢管在使用10-20年后，粗糙系数n由原来的0.012增加到0.016-0.018，个别未涂衬的铸铁管高达0.025，水流阻力大大增加，能耗增大，动力费用增加，但嘉峪关市的供水为重力流供水，尤其西部区域与水厂高差小，管道阻力增大将导致西部区域水压进一步下降，二次加压泵站工作量增大、直接反映就是耗能费用增大。

1.3 管网水质恶化

管材是影响供水水质的主要因素之一，近年来普遍存在出厂水合格而用户水质差的现象。新的生活饮用水卫生标准要求拧开出龙头就可以直接饮用，但是由于管道老化或旧材质影响水质，出厂自来水发生二次污染，因此要达到用户可以直饮的标准必须对供水旧管进行改造。在给水管道中，老管道一直沿用传统的钢管、铸铁管和预应力混凝上管，金属管材埋在土壤中，金属与水和土壤接触极易发生化学和电化学作用，在土壤酸度高，腐蚀性强的情况下使管材寿命缩短造成泄漏，而且使用年限较长的金属管内壁腐蚀、结垢、沉积锈蝕物中含大量的铁、锰和各种细菌，使管网中的铁、锰、浊度、色度、细菌等指标值上升，水质呈现一定程度的恶化，可造成水质事故。故在管网改造过程中，为防止管道腐蚀，可采取的措施有：一是对管径较小（DN＜300），压力没有特殊需求(如绿化管网)尽量采用UPVC管、PE管；二是尽量选用非金属材料如油漆、水泥、砂浆、沥青等涂在金属管内外表面上的管材、以防止金属与水接触。

1.4 管网布局不够合理、有的管段已经成为“瓶颈”，或超负荷运行

城市建设初期，给水管道多数按近期规划设计，没有考虑长远发展需求。随着城市的发展，新的建筑小区在不断地产生，使供水管网难于及时跟上区域发屐的步伐，用水量的增加，当初铺设的管道就显得紧张滞后，超负荷运行，不少地区水压不足，水量不足，影响了正常的生产、生活。

1.5 市政建设和地块开发于扰供水管

新项目建设会造成对邻近供水管线的改移、拆建和动迁。例如2009年，因城市发展、嘉峪关市芳馨苑小区、碧水绿洲小区原地貌为戈壁滩，现开发为住宅校区，部分建筑物在设计布局时坐落于城市主供水管线上（DN800铸铁管），后经协调整改后移动建筑物、城市主管道横穿生活小区

2 管道更新改造的原则

面对旧管道已无法满足当前用水需求的情况，针对其存在的不足，必须对其进行改造，以推动城市建设的不断发展。在改造过程中，应循以下原则：

2.1 符合城市发展规划要求，立足近期发展、考虑远期发展需求

我们各相关参加管线布置的单位应根据供水区范围内总用水量来确定。总用水量包括工业用水、居民生活用水和城市绿化生态用水，而这些与城市的人口，工业发展，设备标准等规划有关。管通的位置与走向要符合城市的长期规划要求，尽可能沿现有道路和规划路铺设，市政给水管道通常可沿街道或公路铺设、铺设在人行遒、非机动车道成绿化带下，并合理分布于供水区内[2]。

2.2 尽可能发挥现有管道的供水能力，降低造价

管网建设投资巨大，试用期，投资回收期长，为节省费用，对一些仍有使用价值的管段要充分利用，发挥其经济效益。

2.3 因地制宜，切实可行

管网改造要从技术和经济，环境角度综合考虑，制定切实可行的计划，逐步实施，从日常工作来看，我市也正在有计划地视管网情况，按轻重缓急每年按管道总长的1%-2%进行管网改造，优化组合。

2.4 满足用户对水质，水量和水压的要求

嘉峪关市的供水为重力流供水，尤其东部区城高程低，在用水低谷管网呈静压状态时，供水管网承受了更大的供水压力，老管道超负荷返行，老管道年久失修，很容易造成管道事故，使管网失去应有的功能。管网改造设计时，应按照城市规划分析近期的用水量、把管道合理分布在供水区域内：并充分利用嘉峪关市重力流供水的特点，对低压区进行分区加压供水，高压区在主管道设置减压阀，并在高压区对管道改造过程中逐步更换耐压等级更高的管道，以延长使用寿命。

3 管道更新改造的基本方法

3.1 适合进行更新改造的管道

（1）输水能力已不能满足需求，而适宜更换为更大口径的管道。

（2）因街道拓宽等原因，该段管道的位置及埋深需做调整。

（3）管道内壁腐蚀影响水质，或动力费用增加，按理论讲应更换新管，但工作量很大，只能重点对腐蚀严重的进行恢复输水能力。

3.2 更新改的基本方法

（1）拆旧换新、对第一、二种情况常采用拆除方法，拆除原有管道后铺设新管，其村质、接口及防腐要求按新管道要求安装。

（2）增铺平行管线。原有管线仍然使用，在其附近新再铺设一条管线。相对于第一方法，新铺的管道直径可能小一些，相对经济一些。

（3）刮管涂衬。后几种情况的更新改造方法可分为两类：刮管涂衬和穿管法。如果原来管道结构强度仍满足要求的，宜采用管涂衬方式，先把管内结垢清除掉，然后涂上水泥砂浆等涂料。如钢管从强度上已满足要求。即使有部分漏水小孔，适当增加强度和使用寿命。但该方法需停水作业，改造后效果不佳，我市一般不采用这种改造方案。

（4）内穿管法。原有管道结构强度不足，可在原管道内插较小口径的管道，这种方法比拆旧换新方法经济得多，但是由于管径变小，输水能力也变小了，能否采用还要根据工程实际情况确定。

4 管道更新改造的实施步骤

4.1 搜集现状资料或做调查研究

管网系统包括管网，系站，水池，高位水箱等在使用过程中，其工作状况不断发生变化，因此必须搜集现状资料，做调查研究，包括：用户的组成和分布；近期和远期的用水量；管道的材料，管径，水力摩阻和使用年限；调节构筑物的类型，数量，位置，泵站工作状况，水系型号；水处理工艺；在不同用水量时，管网中具有代表性地点的水压；原水水质和管网水质；管网漏水情况，这些材料有些是技术档案材料，有些必须到现场实测。只有掌握了给水管网现状资料后，才能对管网具备的输配水能力，其是否与净化设施处理相配套，影响供水的瓶颈部位等进行综合分析判断。我市每天都对水厂出水口、供水管网末端具有代表性的取水点进行水质检测，两组数据的对比能反映输水管闻的材质变化、管网破损等情况，通过一年两次对管网不同点测量水压，得到全市管网压力分布图，通过对二次加压水泵站的用电量与往年同比，消除季节影响、新增建筑面积影响进行对比分析，这一系列的工作都将为我市管网改造积累原始数据，为决策提供依据。

4.2 整理调查资料

把搜集的资料和调查的结果加以整理，得出：给水系统工况图，例如给水管网水压线图，在图中显示出有代表性的用水情况下（如最高、最低用水时）的水压分布，以显示水压不足的地区及流量和水头损失过大的管段；分析水管内结垢和引起故障的原因；显示管网的实际用水情况及泵站在供水时所起的作用：确定水泵和管网的联合工作点，并可发现供水时电能是否有浪费的情况；了解取水构筑物的工作状况，分析行过程中供水量变化的原因。

4.3 进行管网水力计算

根据上叙整理的资料，提供至管网改造的设计中位，使其准确绘制管网系统的计算图，并确定近期和远期的节点流量。根据管村、管径和使用年限，确定管段的水力阻力增长系数，计算各管段的实际摩阻。使用计算机进行管网水力计算、校正各管段摩阻和节点流量，直到计算结果符合现状调查结果。考虑用水性质、用水比例，将集中流量和管段流量综合计算为节点流量，要求节点流量准确地反映供水管网实际流量的分布状况。管段的流速应控制在经济流速范围内[3]。

4.4 改造方案并付诸实施

根据实测和计算结果，出改造的方案。如水压线过密的管段，因流量超过正常输水能力，一致水头损失过大，可出放大管径、增设平行管线、的方案。然后对各种方案进行经济技术比较，力求经济、合理、可行、安全。

4.5 加强后期运行管理

管网改造完成后，给水管道运行维护单位要做好完整详细的竣工图，存档保存，以备今后查用；重视用户对水质、水量、水压的反馈意见；生产中注意防止产生水锤；加强管网检漏工作。

4.6 加快管网改造，抓好施工质量

进行管网改造，是降低漏损、改善水质的根本方法。供水管理单位应有计划、视管网情况，按轻重缓急，每年安排区段进行管网改造.将漏水较频繁或造成影响较严重的管道，作为改造的重点，改进管网不合理环节，使管网年优化。管网改造前，管材选型应考虑技术和经济两方面因素，管网改过程中建议选用优质管材，多采用橡胶图密封的柔性接口。近年来，我市供水主管道的管材、阀门选型主要做法如下：嘉峪关市供水管理处选择内衬水泥外涂塑的球墨铸铁管铸铁管（公称压力1.6MPa）作为供水主管线，选择村质为铸钢阀门，传动杆为铜杆、无封水压盖的阀门、这些材料都能延长使用寿命，前期投入资金较大，但后期运行维护费用较低。改造后的管网应严格按照《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008施工，抓好施工质量。保证新改造的管道良好返行，无事故发生，使供水行业健康发展。

5 结语

综上所述，给水管道改道要做好，各级政府职能部门和参建管理施工单位都必须能按照项目法定程序和科学合理的途径对所属的供水管网进行规划、设计和施工。具体过程是：必须先由供水单位日常积累管网运行数据，提供至设计单位、规划部门合理布局给水管线，为前期设计提供管线路由确保地下管线有序排布，相互不影响.。设计单位依据现有积果的数据资料。代化新增供水管网设计，确保管网供水能力为最佳状态，并且工程存在地形复杂、多个专业管线交又重叠以及施工干扰大的特点，要做好给水管道工程的设计和施工，达到预期的改造效果、还必须在施工图阶段进一步对沿线存在的各种问题，特别是与既有设施的干扰问题以及管道本身的安全稳定问结合已有掌握的数据、进行详细的对比分析研究和采取措施：管网改造过程中、为了规范施工队伍的行为，还必须在施工图设计中对施工工艺作出规定，流着新材料新工艺不断涌现，有时业主提出更加切台实际的要求，在格执行国家规范标准的同时，也应酌情合理变通。因此，只有严把给水管更新改的各个环节质量关，才能杜绝供水安全隐患，实现管道更新改造的意义。