新工藝新材料新技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用

1、1、概述2、當(dāng)前供水管道存在的三大問題3、要重視開展爆管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究4、對(duì)管網(wǎng)供水水質(zhì)的要求不斷提高，需要更好更安全的管道來保障管網(wǎng)水質(zhì)5、水資源的緊缺和供水企業(yè)的效益需求促使我們更加重視降低和控制管網(wǎng)漏損6、新材料、新工藝、新技術(shù)研究、應(yīng)用，需要用我們以改革的精神、科學(xué)的態(tài)度積極推動(dòng)7、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用8、新材料的應(yīng)用9、展望10、結(jié)論新工藝、新材料、新技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用王磊供水管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市的“生命線”，由于具有其隱蔽性、系統(tǒng)龐大和運(yùn)行的復(fù)雜性，如何充分利用國內(nèi)外先進(jìn)的施工工藝和施工材料，對(duì)現(xiàn)有的管網(wǎng)進(jìn)行更新改造，并用于施工中去，已達(dá)到“二個(gè)提高、三個(gè)降低”（即提高供水的安全可

2、靠性、提高供水水質(zhì)；降低能、藥耗和漏耗）的要求，是管網(wǎng)管理現(xiàn)代化進(jìn)程的關(guān)鍵步驟。由于城市供水的發(fā)展是隨著城市的發(fā)展而同步進(jìn)行的，城市供水管道敷設(shè)的時(shí)間、質(zhì)量等參差不齊，管網(wǎng)管理的方式、手段不盡相同，從而使產(chǎn)、銷之間往往差異較大。對(duì)于日供水量達(dá)300萬立方米的特大中心城市武漢市而言，這樣一個(gè)龐雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，必須以科學(xué)的、系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)來研究它并持之以恒地進(jìn)行管理。按照國家有關(guān)規(guī)定，供水行業(yè)漏損率不應(yīng)超過12%，而多數(shù)城市供水均超過這一標(biāo)準(zhǔn)，究其原因，主要與供水管網(wǎng)的漏損率有關(guān)。而造成管網(wǎng)漏損率居高不下的主要原因是管道材質(zhì)差、接口剛性太強(qiáng)、施工工藝落后造成質(zhì)量欠佳.從1994年12月，根據(jù)國內(nèi)

3、外供水形勢(shì)發(fā)展的需要，為了進(jìn)一步降低管網(wǎng)的漏損率，武漢市自來水公司先后引進(jìn)了球墨鑄鐵管、PVC-U、PE、PPR等國內(nèi)外先進(jìn)管材，且在施工上采用了陰極保護(hù)、非開挖技術(shù)等一系列先進(jìn)的施工工藝. 并取得明顯成效，漏損率呈逐年下降趨勢(shì)。一、當(dāng)前供水管道存在的三大問題當(dāng)前供水管道存在的主要問題在那里，有問題就要尋求解決問題的辦法、途徑，就有需求。人們普遍關(guān)心城市的公共安全，供水管道爆管成為城市安全一大隱患。對(duì)供水水質(zhì)的要求不斷提高，需要更好更安全的管道來保障管網(wǎng)水質(zhì)。水資源的緊缺和供水企業(yè)的效益需求促使我們更加重視降低和控制管網(wǎng)漏損。二、要重視開展爆管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究武漢水司供水范圍約400km2，管網(wǎng)

4、長達(dá)4000km，老化管網(wǎng)（使用年限25年以上的）所占比例高達(dá)25%以上，其暗漏嚴(yán)重，產(chǎn)銷差量相當(dāng)于一個(gè)中型水廠的產(chǎn)水量，每年有數(shù)千萬噸的自來水白白流失，損失率居高不下一直是企業(yè)亟待解決的難題。武漢水司對(duì)水管爆管引起的城市公共安全災(zāi)害重視不夠，對(duì)爆管風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究不足，應(yīng)成立專題科研項(xiàng)目，研究城市自來水爆管的預(yù)警課題，通過對(duì)管網(wǎng)爆管規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，以科學(xué)手段，力求及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而減少爆管，將爆管對(duì)城市帶來的災(zāi)害降到最少。三、對(duì)管網(wǎng)供水水質(zhì)的要求不斷提高，需要更好更安全的管道來保障管網(wǎng)水質(zhì)可能影響管網(wǎng)水質(zhì)的因素： 管網(wǎng)工程不規(guī)范施工，污染了管道內(nèi)部；無內(nèi)襯管、低質(zhì)量內(nèi)襯管和鍍鋅鋼管使管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重；管

5、網(wǎng)的枝狀末端和環(huán)網(wǎng)管的低壓差、低流速管段影響了管網(wǎng)水質(zhì)；沒開展管網(wǎng)的定期清洗；沒有進(jìn)行出廠水質(zhì)的調(diào)整（PH值）等；二次供水管道設(shè)施對(duì)水質(zhì)的影響。四、水資源的緊缺和供水企業(yè)的效益需求促使我們更加重視降低和控制管網(wǎng)漏損管網(wǎng)漏損影響了供水企業(yè)的效益。我國供水企業(yè)長期的低水價(jià)、政府對(duì)供水企業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼，掩蓋了企業(yè)虧損運(yùn)行的狀況。2000年漏損水量43.74億立方米，損失部分的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為41.55億元（按全國平均 水價(jià)0.95元/立方米計(jì)算）。五、 新材料、新工藝、新技術(shù)研究、應(yīng)用，需要用我們以改革的精神、科學(xué)的態(tài)度積極推動(dòng)新材料、新工藝、新技術(shù)是在不斷產(chǎn)生的需求下發(fā)展推廣應(yīng)用的，沒有需求就沒有市場(chǎng)，沒

6、有市場(chǎng)那任何新材料、新工藝、新技術(shù)就沒有發(fā)展空間。自來水公司悠久的歷史、自然壟斷的經(jīng)營環(huán)境有時(shí)會(huì)成為我們的包袱，使我們?cè)谛率挛锩媲斑^于謹(jǐn)慎，面對(duì)不斷出現(xiàn)的新事物，我們要以歡迎的姿態(tài)擁抱它，因?yàn)樗軒椭覀儗?shí)現(xiàn)目標(biāo)。對(duì)新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，需要我們的領(lǐng)導(dǎo)和專家以科學(xué)的負(fù)責(zé)的精神認(rèn)真推動(dòng)。六、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用1.武漢市給水管網(wǎng)建設(shè)已近100年歷史，隨著城市的發(fā)展，六十年代或七十年代安裝的管道多位于城市中心區(qū)，公用設(shè)施比較密集。而這部分給水管道在使用一定年限后，因管材質(zhì)量、管道內(nèi)結(jié)垢、腐蝕管壁或因外力破壞等多種原因，影響造成這部分管道經(jīng)常出現(xiàn)破裂或水量滲漏，有的部分管道由于所處的地理位置

7、有其特殊性，不易開挖修復(fù)，一直是公司的老大難問題。但隨著管道新技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)老管道的改造工藝也不斷完善，為達(dá)到降低管道破損率和水量漏損率目的，武漢市自來水公司嘗試著利用非開挖管道修復(fù)技術(shù)的新工藝對(duì)管道進(jìn)行修復(fù)。2.陰極保護(hù)技術(shù)的全面推廣陰極保護(hù)是將電位較負(fù)金屬接在被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)上，使兩者在電介質(zhì)中形成宏觀電池。前者失電子而成為陽極（陽極極化），受到腐蝕；后者得電子成為陰極（陰極極化），得到保護(hù)。陰極保護(hù)分為犧牲陽極法和外加電流法兩種方法。這兩種方法的差別在于：產(chǎn)生保護(hù)電流的方式和“源”不同。前者，是利用電位更負(fù)的金屬或合金；后者，是利用直流電源。自1997年京漢大道供水管道工程首次采用“犧牲

8、陽極”陰極保護(hù)技術(shù)對(duì)長距離鋼制輸水管道加強(qiáng)外防腐措施后，“犧牲陽極”陰極保護(hù)技術(shù)就一直被使用。埋地鋼管采取陰極保護(hù)（犧牲陽極法）技術(shù)后，一方面可有效地防止由于管道涂層老化及破損而引起的鋼管腐蝕穿孔、泄漏；另一方面，可使鋼管的使用壽命得到成倍延長，服役期安全性得到較大提高。3.區(qū)域檢漏系統(tǒng)的全面使用應(yīng)以居民小區(qū)查漏治漏為重點(diǎn)，主攻管線及漏水探測(cè)手段、控制方法以及先進(jìn)儀器、設(shè)備的應(yīng)用損失率的合理化等課題，同時(shí)，培訓(xùn)檢漏專業(yè)技術(shù)業(yè)務(wù)骨干。區(qū)域檢漏系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成：1、噪音記錄器：該傳感器可靈敏捕捉到漏水信號(hào)，并將漏水?dāng)?shù)據(jù)信號(hào)以極低能量消耗的天線發(fā)射到接收機(jī)。2、數(shù)據(jù)接收機(jī)：一個(gè)極低能量消耗的無線接

9、收機(jī)，用來接收噪音記錄傳感器發(fā)出的噪音信息。噪音記錄傳感器通常靠磁鐵吸附在管道上，如閥門、接頭、管道。然后在固定時(shí)間內(nèi)連續(xù)探測(cè)和記錄聲音信號(hào)。傳感器全浸沒式，可長時(shí)間安裝在地下管道上。七、新材料的應(yīng)用 根據(jù)1984年至1986全年管道報(bào)漏信息統(tǒng)計(jì)分析，武漢市自來水公司共計(jì)處理DN100mm管道漏水故障928次，故障頻率1.4次/日。其中DN300mm管道故障率高于DN100mm-250mm的管道故障率，約占總數(shù)的85%，各類管道管材漏水故障統(tǒng)計(jì)見下表：DN300mm管道漏水故障統(tǒng)計(jì)表管材長度（km）故障次數(shù)占故障總數(shù)（%）故障密度（次/ km）鑄 鐵 管157.2529570.3予應(yīng)力管49.

10、6183200.3自應(yīng)力管25.5687.30.4鋼 管1.1151.60.07 針對(duì)上述調(diào)查情況分析，目前武漢市自來水公司使用的新型管材設(shè)備有以下幾種：1.球墨鑄鐵管：球墨鑄鐵管是目前供水管網(wǎng)中的主要管材。在我國城市供水管網(wǎng)中，鑄鐵管占80%以上，近幾年逐漸淘汰了灰口鑄鐵管，大量使用球墨鑄鐵管。我國臺(tái)北市在1996年敷設(shè)3412km管道中，球墨鑄鐵管占84.82%。日本東京市城市供水管網(wǎng)中，球墨鑄鐵管約占90%。美國近幾年內(nèi)，年安裝供水管道23萬km，球墨鑄鐵管占47.7%。球墨鑄鐵管內(nèi)襯了水泥砂漿，管內(nèi)輸水符合衛(wèi)生要求；可承受內(nèi)水壓力超過2.0MPa以上， 其延伸率、剛度、抗拉強(qiáng)度均較大，

11、管件齊全，并能適應(yīng)新安裝需要，也能適應(yīng)運(yùn)行管道上不停水引接分支的需要，它比非金屬管材解決起來方便。其柔性接口，拆裝方便、承受局部沉陷的能力好，特別在有地下水或管內(nèi)有少量余水的狀況下維修容易，它比化學(xué)管材維修難度小。再加上外表首先噴涂鋅層，再噴涂瀝青保護(hù)，對(duì)于防止由于城市道路下面的雨、污水管道的滲漏及土壤腐蝕性等管道耐腐蝕性比非金屬管材弱，但比鋼管強(qiáng)。2. PPR管材樹脂 PPR管具有較高的強(qiáng)度，有一定的耐溫性能，同時(shí)還可以回收利用，避免環(huán)境污染。所以它是目前在供水管道系統(tǒng)最有應(yīng)用前景的材料。大致可以分為三類I 型均聚聚丙烯、II 型嵌段其共聚聚丙烯、III 型無規(guī)共聚聚丙烯、聚丙烯管（PPR管

12、）的特點(diǎn)PPR管除具有一般塑料管重量輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下主要特點(diǎn)： 無毒、耐熱、連接安裝方式簡單、可靠、耐腐蝕、不結(jié)垢、外型美觀，產(chǎn)品內(nèi)外壁光滑，流水阻力小等特點(diǎn)。目前主要用于抄收到戶及新私人用戶管道安裝中。采用口徑：de20-de633. 聚乙烯（PE）給水管60年代國外規(guī)模發(fā)展的、聚烯烴系中得到應(yīng)用最多給水管材。耐蝕、有韌性，特別適用于寒冷冰凍地區(qū)室外埋地使用。其連接方法為熔接、機(jī)械式膠圈壓緊接頭，一般埋地使用較多。聚乙烯(PE) 按密度可分為三類，即低密度聚乙烯(LDPE)，如PE63；中密度聚乙烯(MDPE)，如PE80；高密度聚乙烯(HDPE)，如PE100。供水管道一般采用PE80或PE100聚乙烯原料。其優(yōu)點(diǎn)如下：韌性強(qiáng)、耐腐蝕性能好、輸水能力強(qiáng)、衛(wèi)生性能好、保溫性能較好、線膨脹系數(shù)高、抗紫外線能力差、剛性不夠。目前主要用于抄收到戶及新型小區(qū)的管網(wǎng)改造中。采用口徑：DN20-DN300八、展望 目