医药论文：旧城区供水管网改造探讨

　　医药论文：旧城区供水管网改造探讨

　　摘要：系统地分析了旧城供水管网改造的必要性，阐明了旧城供水管网改造的原则、基本方法和实施步骤，并对旧城管网改造的管材选择进行了探讨。
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　　城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增长的需要，一些地区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。本人从2005年起一直参与进行某市旧城区供水管网改造，现结合实际工作情况，对旧城供水管网的改造作以下探讨。
　　一、旧城管网改造的必要性
　　1、管道漏失率严重
　　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，严重的则发生爆管现象，使水大量流失。根据日本所做的调查资料，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33%，可见旧管道漏失之严重。
　　2、运行动力费用增加
　　据研究，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。
　　3、管网水质恶化
　　使用年限较长的金属管道由于内壁腐蚀、结垢、沉积、锈蚀物中含有大量的铁、锰和各种细菌，使管网中的铁、锰、浊度、色度和细菌等指标值上升，水质呈现一定程度的恶化。另一方面，穿孔、爆管等漏水的管道一旦出现负压将造成污水侵入，使水质恶化。
　　4、管道超负荷运行
　　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，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，不少地区水压不稳、水量不足，影响了正常的生产、生活。
　　我市的旧城区供水网改造也正是基于上述几点，针对旧城区58个片区和街道的供水管道进行了改造。
　　二、旧城管网改造的原则
　　面对旧管道已无法满足旧城区用水需求的情况，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，应遵循以下原则：
　　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
　　管道根据供水区范围内总用水量来确定，总用水量包括居民生活用水、市政用水和工业用水，而这些与城市的人口、工业发展、设备标准等规划内容有关。管道位置和走向要符合城市规划的要求，尽可能沿现有道路或规划铺设，并合理分布于供水区内。
　　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，使用期、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。
　　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。
　　4、满足用户对水质、水量和水压的要求
　　三、旧城管网改造的基本方法
　　1、适合进行更新改造的管道
　　（1）输水能力已不能满足要求，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作调整；
　　（3）一年内管道的维修费、赔偿费和间接损失费之和达到该管段固定资产净值的二分之一时；
　　（4）由于该管段时常发生爆管，影响大面积供水而引起重大损失或强烈反响，或引起交通事故严重堵塞和建筑物安全的；
　　（5）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。
　　2、更新改造的基本方法
　　（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道，其材质、接口及防腐要求按新管道要求安装。
　　（2）增敷平行管线。原有管道仍然使用，在其附近再新敷设一条管线，相对于第一种方法，新敷的管道直径可能小一些，相对经济一些。
　　（3）刮管涂衬。后三种情况的更新改造方法可分为两类：刮管涂衬和内穿管法。如果原来管道结构强度仍满足需求的，宜采用刮管涂衬方式。先把管内结垢清除掉，然后涂上水泥砂砂浆等涂料，即使有部分漏水小孔，刮管涂料除能恢复输水能力外，也能堵住漏水小孔，适当增加强度和使用寿命，但此方法适用于大口径管道。
　　（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，便是由于管径变小，输水能力也变小了，能否采用还要根据工程实际情况确定。
　　四、管材的选择
　　旧城供水管道多采用的是传统的灰口铸铁管和钢管。灰口铸铁管虽然安装简便、价格便宜，但由于强度和韧性较低，加之管道连接为刚性接口，因此容易出现爆管现象；钢管在使用中具有施工安装方便、性能好、易加工等优点，但由于其抗腐蚀性差，钢管目前多用于大口径管道的碰口连接或其它特殊部位的管道连接处。
　　从材质特性上看，球墨铸铁管有强度高、抗老化等优点，其使用寿命可达30—50年。目前我国生产的球墨铸铁管出厂前均对表面喷锌并涂沥青，增强防腐性能。另外，球墨铸铁管管道接口采用T型或K型橡胶圈接口，不仅便于施工安装，同时可以承受一定的非均匀沉降及变形，是目前给水管网广泛采用的管材。
　　预应力钢筋混凝土管作为一种新型管道，具有抗拉强度高，同时又兼有混凝土抗压、耐腐蚀的优点，但在强度、韧性方面仍不如金属管材，在供水行业多用于原水输送。
　　PE供水管道是一种新型管材，材质轻、阻力小，但价格较高，施工接口需专业人员和专用设备。由于质轻，对水质影响小，目前在各地的旧管网改造中广泛使用。
　　管材的选用不仅要考虑管线造价，更要考虑运行管理方便、摩阻系数小、发生爆管机率小以及防腐性能好等因素。经过比较分析可以看出，PE管内阻小，管径小于DN100时选用PE管较为经济，而在管径大于DN100的大中型管道工程中，选用球墨铸铁管更为经济。我市的旧城区供水管网改造在选材中就充分考虑了这一点，以DN100管道为界（含DN100），DN100以上管道采用了球铸管，DN100以下管道采用了PE管。
　　五、实施步骤
　　1、搜集现状资料或做调查研究
　　管网系统包括管网、泵站、水池、水塔等，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，水泵型号；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；原水质和管网水质；管网漏水情况。这些材料有些是技术档案资料，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。
　　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，并可绘制等自由水压线图，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和水塔在供水时所起的作用，确定水泵和管网的联合工作点，并可以现供水时电能是否浪费的情况，了解取水构筑物的工作状况，分析运行过程中供水量变化的原因。
　　3、进行管网水力计算
　　根据上述整理的资料，绘制管网系统的计算图，并确定近期和远期的节点流量 。根据管材、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。
　　4、提出改造方案并付诸实施
　　根据实测和计算结果，提出改造方案，如水压线过密的管段，因流量超过正常输水能力，以致水头损失过大，可提出放大管径，增设平行管线等方案。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。
　　5、加强后期运行管理
　　管网改造完成后，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。
　　总之，旧城供水管网改造是一项系统的长期的工作，我们不仅要充分认识到其必要性，还要从技术上科学论证，在施工中结合实际情况具体安排，保证既要达到旧城管网改造的目的，又经济可行，节省工程费用。