市政自来水给水管爆裂问题探讨

胡锋 舒婕

摘要：当前我国的城市规模越来越大，人口也越来越多，人们对水资源的要求也越来越高，在这样的情况下也使得市政自来水给水管的建设数量越来越多，市政自来水给水管运行的过程中非常容易出现爆裂的情况。自来水给水管爆裂因素多样、复杂，是由多方面的主客观因素造成的，要控制管网的爆裂，必须从多个角度去考虑，综合考虑管网的管材材质、连接方式、受力以及承压情况。

关键词：市政；自来水；给水管；爆裂

引言：当前，市政建设过程中，自来水给水管的建设是非常重要的一个内容，而在自来水给水管运行的过程中会受到很多因素的影响而出现爆裂的问题，而这种问题如果得不到解决，就可能使得整个系统都不能正常的运行，影响正常的市政供水，如果情况非常严重，还有可能会出现非常严重的后果，甚至是重大的经济损失。

1.市政自来水给水管爆裂原因

市政自来水给水管通常都是埋入地下，在地下之所以会发生爆裂，主要是基于如下因素：

第一，沟槽开挖不够规范造成的水管爆裂。如沟槽中的石块比较多，影响了槽底部的平整性设置有些石头已经凸出，此时施工人员首先要对石头进行清除，将所有的石头清理干净后再需要使用沙土来进行铺设厚度至少要达到15cm，之后上述工作完成后，施工人员才可以铺设管道。但是某些施工人员施工期间，并未做好上述这些前期准备工作，还存在着偷工减料的情况，因此待到给水管通水运行之后，管道上部出现的所有荷载，可能完全依靠石头来进行支撑，长此以往，石头就会刺破管道，给水管由此发生爆裂，人们通常将此种给水管爆裂现象称之为“刻痕效应”。

2. 施工人员对沟槽底部地基未能进行很好的处理造成水管爆裂。正常情况下，自来水给水管铺设之前，施工人也需要对土壤地质结构进行全面的分析考察，若地基是黏土、砂质黏土等，这些土壤承载能力相对要很高，而且地下水位通常都比较低，施工人员应该运用天然土将地基填铺完整，要保障给水管铺设不存在任何扰动的原土壤。如果土壤承载能力不强，施工人员还需要进行前期处理，比如对沟槽进行处理，以此避免受力不均的问题，但是某些施工单位的施工人员并未重视此问题，这使得荷载作用力呈现出不均匀的情况，最终造成局部断裂。尽管T型接口拥有着非常强的柔性，但是由于局部沉降问题比较突出，已经超出了接口的承受范围，由此导致接口漏水。大量的实践发现，接口漏水中，绝大部分都是由于沉降不均而引发。

3. 因温度应力造成水管爆裂。在刚性接口的管道中，因温度变化产生温度应力，造成管路断裂。特别是在东北地区严寒、西北地区温差大的情况下，当管路连接后未及时覆盖保温更易出现爆裂现象。

4. 因管材质量造成水管爆裂。厂家生产的管子先天存在缺陷或运输过程中损伤，施工时未很好检查，在试压时或使用中因压力高受外部因素影响及产生水锤时，发生爆管事故。

2.水管爆裂对应措施

2.1 管材选择的重要原则

管材选择的重要原则管材必须性能可靠、能够承受大压力、耐使用，内外壁光滑，在输水过程中保持不变点，可同时应用于埋地铺设、过河倒虹、顶管施工以及跨越架空，钢管虽然在输水管中使用较多，可钢管有其天生的缺陷，就是容易腐蚀，因此在使用时，务必做过钢管的防腐，以最大限度地延长水管的使用寿命。国标（GB50268--97）关于防腐《给水排水管道工程施工及验收规范》中并没有提及如何对钢管道阴极保护施工的问题，不过在我国的供水领域，已经开始得到越来越多的重视，这主要得益于国外输水管道和国内石油天然气管道的成功应用，目前在我国的上海、成都、深圳、大连宁波、厦门等城市开始在实际中使用输水钢管阴极保护，腐蚀原电池是钢制管道在土壤环境中腐蚀的基本形式，因此必须首先正确评价土壤的腐蚀性，目前对土壤腐蚀性评价主要是通过测量土壤电阻率和自然电位，一般来说，土壤电阻率大，自然电位负值越小，则土壤的腐蚀性越弱。如果土壤测定为强腐蚀性，就必须对钢制管做好阴极保护。在瑞安东片供水区域，有的小作坊厂家环保意见不强，经常排放出较强腐蚀性的酸碱性液体，如莘塍新兴路DN300给水铸铁管就被强酸性排污腐蚀，像这些地段我们要进行阴极保护。

2.2 水管尽量使用球墨铸铁管

球墨铸铁管具有其他材质的水管无法比拟的优势，在抗弯、延伸率、耐冲击性、抗拉、硬度以及水压试验等方面都要强于混凝土压力管和灰口铸铁管，在抗腐蚀性以及使用寿命方面又远远优于钢制管。从力学性能方面来看，在抗压强度以及抗拉方面，球墨管要比灰口铸铁管高出一倍以上，比钢制管也要强许多。与其他材质的水管相比，球墨铸铁管具有以下特点：

第一，与一般灰口铸铁管相比，抗拉强度高出3倍左右；

第二，一般灰口铸铁管延伸率为0，而球墨铸铁管具有较好的韧性，延伸率高，为5%～15%；

第三，球墨铸铁管可以工作较大压力下，其最高工作压力可达2145MPa，而一般的灰口铸铁管最高工作压力为0174MPa；

第四，在用材方面，由于球墨铸铁管较灰口铸铁管薄1/3，因此用材要少，球墨铸铁管使用的是T型柔性接口，有比较好的可挠性和密封性，此外由于管材具有较好的柔性，在施工时，可以接受少量的不均匀沉降，如果管内水温变化时，T型柔性接口可以吸收一部分因温度变化引起的伸缩，而不至于漏水。

2.3 抓好管道工程施工安装

在给水管道的安装工程中，保证其施工质量是防止接口漏水，使管网安全、可靠运行的关键。在实际设计中，对管道的埋置深度、管道地基、夯实覆土的密度、接头的施工工艺等都有具体的规定和要求。在管道施工中应严格按照要求施工，提高施工技术，保证施工质量。

2.4 改进接口形式提高接口质量

在很多特殊情况下要安装钢管作为供水管，如穿越铁路、桥梁、公路、涵洞、河渠等， 钢管具有机械强度好、承受能力强，焊接方便等特点，如果能很好处理钢管的防腐，钢制水管也能获得较强的使用年限。目前国外已普遍使用承插式焊接接口钢管，它是传统钢管的第二代产品，它把传统钢管的对接焊缝接口改为搭接焊缝接口，提高了接口焊缝的质量，使环向焊缝减少应力集中，避免管道发生爆漏。

2.5 增加水管排水阀和伸缩管

研究表明，水管的脆弱处在接口处，市政给水水管爆裂的重要原因就是在接口处。为了减少轴向应力，应允许管道伸缩，解除一些部位对管道的约束。伸缩管的作用是补偿输水管道因热胀冷缩而引起的错位、挠曲、位移等功能，是目前国内外使用较多的管道附件。在直管道上，安装伸缩器能有效释放固定端的应力，在地势不平的地方，在管道到高位，必须安装自动排气阀，有时候在地势平坦的地方，开挖排水管槽时有必要把管线设计出起伏，呈循环上升或下降，坡度不小于1/500，在每千米的最高处设计1～2个排气阀。安装排气阀不但有利于减少管道中的气阻，增加管道过流量，而且有利于保护管道安全，管道接口不被气阻挤压而渗漏。

2.6 立法保护供水管网设施

加强城市规划及管理，制定供水管网相关法律法规，严厉打击破坏城市供水管道设施的行为，严禁在管线上违法修建围墙及房屋。

结束语：综上所述，城市给水管爆管因素往往不是单一的，而是由各种主客观因素多方面造成的，因此对管段的分析应从整体的角度出发，收集区域管网的爆管资料，把区域管网作为一个有机整体，对管网的连接形式、管材材质、承压、受力等情况进行综合分析，确定各影响因子之间的相互关系，对管网爆裂进行综合控制。

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