概述城市地下供水管道破坏机理及加固措施探析.doc

1、1概述城市地下供水管道破坏机理及加固措施探析摘要：城市地下供水管道破坏机理多种多样，本文把主要的一些情况加以概述，并阐述了相关的加固措施。关键词：坡度、冰冻线、浮管事故、滑坡、防治加固措施、防腐措施、抗液化强度 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 本文根据城市地下供水管道建设的施工经验，简单阐述了管道破坏机理以及加固措施。城市地下供水管道是城市供水系统中的关键环节，如果城市地下供水管道发生事故，势必会给城市的生产生活产生重大影响，也会造成经济上的重要损失。因此，必须对城市地下供水管道的正常运行采取有效的管理。下面就浅述一下城市地下供水管道常见破坏的机理以及防治加固措施。 1、

2、 城市地下供水管道基地不平整，坡度不顺畅，下面有坚硬的卵石、块石，会使安装以及使用中的城市地下供水管道受损。所以在具体的施工过程中，施工单位应该根据具体的现场实际情况，找出管道下面不利的地理情况，挖出坚硬的卵石、块石。以免在安装以及使用过程中的管道受损，影响正常的生产和生活的需要。 2、 城市地下供水管道在埋地敷设时，应在当地冰冻线以下；所以在施工时，分清当地的冰冻线是多少。如必须在冰冻线以上敷设时，应做可靠的保温防潮措施。在无冰冻地区埋地敷设时，管顶的覆土埋深大于或等于 500cm，穿越道路部位的埋深大于或等于 700cm。管沟在回填的2时候，管顶上部应用无块石及冻土块的土，严谨使用有冻土块

3、的土，冻土块的在温度变化后，体积会变化，使管顶上面的土壤变化，致使管道受力不均，产生变形。400cm 以上部分回填中的块石或冻土块不得集中，应该分散开来。上部选用机械回填时，机械不得在管沟上行走，以免影响土壤的回填密度，使上面土层分布不均，或使管道上面荷载变大，势必会造成管道弯曲变形。 3、 浮管事故对城市地下管道的影响饱和松散沙土和未固结岩层容易发生液化。液化土会对埋到地下的管道产生浮力，使管线产生剪力，对管道产生很大的破坏作用，有的发生变形，更加严重的会被剪断。经过多次测量发现，管线受到的液化的振动和上浮作用，使管线破坏率陡增。 4、 在选线时候，尽量避开土体滑动区域。土壤的滑坡是大量土壤

4、的地表运动，滑坡可以由山洪、地震、山体移动所引发。这些滑坡对我们的生产生活影响是巨大的，对我们的城市地下供水管道影响是不可估量的。管线埋深低于滑动面有时可以避免滑坡对管线的影响。所以我们在设计时一定要结合当地人文情况，避开不利的地理场址，减少我们的损失。 5、 城市地下供水管道试运行时，要注意气囊引起的事故。下面先说下气囊产生的机理：当管道施工充水作业时，管内未排净的空气混合于水流中，由于压力变化会释放出来，使管内产生气囊，从而减少水流的过水断面，增加输水过程中的水头损失。气囊内受压缩的空气产生较大的瞬时压力时，会引起管道的破裂。在管道的试运行时，为防止管路3发生气囊情况，致使管道破裂，在城市

5、地下给水管道施工中，在给水管道的高处需要安装放气阀。为防止在充水作业时发生危险，在管道充水作业时，一定要排净管道中的空气；在管道投人使用或检修后通水时，管内空气一定要通过排气阀排除干净。 6、钢管、铸铁管的腐蚀与结垢对城市地下供水管道的影响以及防治加固措施在城市地下供水管道的使用过程中，原有管道之前采用的标准，钢管、铸铁管和预应力混凝土管，金属质的管材长时间埋在地下，水、金属、土壤接触极易发生化学和电解作用；不同的地方会有不同的地质情况，有些地基的土壤碱性高，有的酸性高。酸性高的土壤腐蚀性强，会使管材寿命变短，并造成泄漏。使用年限较长的金属管内壁腐蚀、结垢、沉积的锈蚀物中含大量的铁、锰和各种细

6、菌，使城市给水管网中的铁、锰、浊度、色度、细菌等指标值上升，水质恶化，造成水质事故。在这种情况下，如何防治以及加固被锈蚀的管材成为了工程的关键。我们可以严格按照设计要求，以及相关工程施工规范规定，做好管道防腐工作，并按照要求对管道接口进行必要的防腐措施，可以适当的对金属材质的管道做阴极保护。 7、地震对城市地下供水管道的影响以及加固措施我们根据大量地震后对于城市地下管道破坏情况的研究后发现，地震作用对管道破坏的类型主要是以下几种情况，第一种是断层作用；第二种是液化作用；第三种是地震波作用；第四种是地面变形。土壤在液化中会使管道的横向阻力增大，这时候我们可以采取混凝土输水来减小浮力的影响，但是不

7、足之处就是会加大管道的管径。所以，利用这个方案，要具体考虑当地的4实际情况，看看能否满足要求。混凝土重量和砂石填充物可以为管道提供额外的抗浮力。但是也会增加工程量的难度以及增加耗材的成本，所以要具体情况，具体分析。把管道浅埋在地下水位以上可以减小管道的浮力作用。此时要查看图纸，按图施工，因为在图纸的设计中，已经考虑了当地的水位，考虑到了冻土深度。增加土壤的抗液化强度，这样的做法，效果好，但是非常不经济。因为，人物、物力、以及工期势必会增加很多。 8、水锤现象对城市地下供水管道的影响。首先介绍下水锤现象：在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，

8、从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水击或水锤。因开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别是突然停泵引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转，管网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要。下面简单说下在管道施工时，可以预防水锤发生的常见方案。在作业时可以适当延长开阀和关阀时间。离心泵和混凝泵应在阀门半闭15%-30%时而不是全关时停泵。 排除管道内的空气，使管道内充满水后再开启水泵，凡是地下供水管道属于长距离输水时，应该考虑高起部位设自动排气阀。停泵水锤主要由于水管止回阀关闭过快引起，因此，取消止回阀可以消除停水泵水锤的危害，并且可以减少水头损失，节约电耗；目前经过一些大城市的实验，发现一级泵房可以取消，二级泵房不易取消；取消止回阀时应进行停水锤压力计算，为减少和消除水锤，目前常在大口径管道上安装微阻缓闭止回阀。采用缓冲止回阀、微闭蝶阀5安装在大口径的水泵出水管上，可有效的消除停泵水锤，但因阀门动作时有一定的水量倒流，吸水井须有溢流管。所以紧靠止回阀并在其下游安装水锤消除器。结论：工程中要根据对管道不同的破坏机理，选择不同的加固防治措施，减少不利因素对生产生活的影响。参考文献： 【1】 周博 城市地下供水管道的破坏形式【J】安徽建筑，2011,05 【2】 王莉 市政地下管线的综合处理 【J】城市公用事业，1998,06