Abstract:隨著城市化進程的不斷加快,城市供水管網(wǎng)規(guī)模日益龐大,其作為城市基礎設施的重要組成部分,承擔著為居民生活和工業(yè)生產(chǎn)輸送水資源的關鍵任務。然而,受管道老化、施工質(zhì)量、環(huán)境變化等因素影響,供水管網(wǎng)漏損問題逐漸凸顯。本文聚焦供水管網(wǎng)漏損檢測與維護這一核心課題,系統(tǒng)闡述供水管網(wǎng)對城市正常運行的重要意義,深入剖析多種漏損檢測技術的原理與應用場景,探討科學高效的維護策略,旨在為供水管網(wǎng)的精細化管理提供理論依據(jù)與實踐指導,助力提升城市水資源利用效率,保障供水管網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,維護城市居民的生活質(zhì)量與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
01.供水管網(wǎng)漏損檢測與維護的重要性
一是保障城市供水安全。供水管網(wǎng)是城市供水“生命線”,其穩(wěn)定運行關乎居民生活用水和工業(yè)生產(chǎn)用水。漏損若未及時處理,會造成局部水壓驟降,甚至停水,如夏季用水高峰期可能導致高層建筑供水不足。同時,漏損還可能使土壤污染物滲入管道,威脅居民飲水安全。
二是促進水資源節(jié)約與可持續(xù)利用。我國水資源短缺問題突出,全國每年因供水管網(wǎng)漏損浪費的水量巨大。及時檢測修復漏損點,可減少水資源消耗,提高利用效率,契合可持續(xù)發(fā)展理念,還能降低供水企業(yè)成本與能耗。
三是維護城市基礎設施安全。供水管網(wǎng)多埋于地下,長期漏損會沖刷管道周圍土壤,引發(fā)沉降、塌陷等事故,如某城市曾因地下管網(wǎng)漏損未及時發(fā)現(xiàn)導致路面塌陷。定期檢測維護可延長管網(wǎng)壽命,降低安全風險。
02.供水管網(wǎng)漏損檢測的方法
2.1 壓力測試法
壓力測試法是供水管網(wǎng)漏損檢測的常用基本方法,其核心原理是基于密閉管網(wǎng)系統(tǒng)在漏損情況下壓力會發(fā)生異常變化。具體操作流程如下:首先,關閉管網(wǎng)與外部水源的連接閥門,使被測管網(wǎng)形成一個獨立封閉的系統(tǒng);然后,通過壓力泵向管網(wǎng)內(nèi)注入一定壓力的水(實際操作中以水試壓較為普遍),壓力值通常根據(jù)管網(wǎng)設計壓力及相關標準確定,一般將壓力提升至1.5倍工作壓力并維持一段時間,如30分鐘至1小時。
在壓力穩(wěn)定階段,利用精密壓力檢測儀器對管網(wǎng)內(nèi)壓力隨時間的變化進行實時監(jiān)控。若管網(wǎng)無漏損,壓力應在規(guī)定時間內(nèi)保持相對平穩(wěn),僅存在因管道材料彈性變形等因素引起的自然降壓;若存在漏損點,水會從漏損處滲出,導致管網(wǎng)壓力持續(xù)下降,壓力下降速率與漏損程度呈正相關。通過分析壓力與時間變化曲線的斜率和趨勢,可初步判斷管網(wǎng)是否存在漏損以及漏損的大致范圍。
2.2 流量檢測法
流量檢測法主要通過監(jiān)測供水管網(wǎng)內(nèi)水流量的變化來判斷是否存在漏損現(xiàn)象。在正常工況下,當管網(wǎng)無用水需求且不存在漏損時,管網(wǎng)內(nèi)水流應處于相對靜止狀態(tài),流量值理論上為零或接近零(允許因微小壓力波動引起微量水流)。為實施流量檢測,需在管網(wǎng)的關鍵節(jié)點,如總進水口、主干管與支管連接處等位置,安裝高精度的流量檢測設備,如電磁流量計、超聲波流量計等。這些設備能夠?qū)崟r、準確地測量水流的流量、流速等參數(shù),并對非用水高峰時段(如夜間)的流量數(shù)據(jù)進行連續(xù)采集和分析。
當檢測到流量值持續(xù)不為零且呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢或規(guī)律性波動時,在排除系統(tǒng)正常穩(wěn)壓補水等因素后,可初步判定管網(wǎng)存在漏損。通過對比不同檢測點的流量數(shù)據(jù),分析流量差值和流向變化,能夠進一步縮小漏損區(qū)域范圍,為后續(xù)精準檢測提供依據(jù)。
流量檢測法的優(yōu)勢在于能夠?qū)芫W(wǎng)運行狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,尤其對發(fā)展緩慢的慢性漏損具有較好的檢測效果,且可通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)漏損區(qū)域的初步定位。但該方法的準確性容易受到管網(wǎng)內(nèi)水流不穩(wěn)定因素的影響,例如管道內(nèi)殘留的空氣、水錘效應等可能導致流量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動,從而干擾漏損判斷。此外,流量檢測設備的安裝需要專業(yè)技術支持,且設備成本較高,后期維護也需要一定的資金和人力投入。
2.3 聲學檢測法
聲學檢測法是利用聲音在介質(zhì)中的傳播特性來檢測供水管網(wǎng)漏損的技術手段。當供水管網(wǎng)發(fā)生漏損時,水流從漏損點噴出會產(chǎn)生振動和噪聲,這些聲音信號會通過管道及周圍土壤等介質(zhì)向外傳播。檢測過程中,通常使用聲學傳感器(如拾音器)和聽診器式探測器等設備。檢測人員沿管網(wǎng)走向,將傳感器放置在管線表面或附近的閥門、消火栓等附屬設施處,接收漏損產(chǎn)生的聲音信號。
不同類型和規(guī)模的漏損產(chǎn)生的聲音頻率和強度存在差異,例如大口徑管道的嚴重漏損會發(fā)出低沉、渾厚的聲音,而微小漏損則表現(xiàn)為高頻、微弱的聲響。通過對采集到的聲音信號進行頻譜分析、強度測量和模式識別,可判斷漏損的有無、位置及大致程度。對于埋地管道,可采用地面聽音法或相關儀法進行檢測。地面聽音法是檢測人員通過手持聽音設備在地面監(jiān)聽漏聲,根據(jù)聲音大小和音質(zhì)變化確定漏損點;相關儀法則是利用放置在管道兩端的傳感器接收漏聲信號,通過計算信號到達兩端的時間差,結合管道內(nèi)聲速,精確計算漏損點位置。
聲學檢測法具有檢測靈敏度高、能精準定位漏損點的顯著優(yōu)點,尤其適用于復雜環(huán)境下的地下埋管檢測,如城市繁華路段、建筑物密集區(qū)域等。但該方法易受環(huán)境噪聲干擾,在工業(yè)廠區(qū)、交通繁忙路段等嘈雜環(huán)境中,外界噪聲可能掩蓋漏損聲音,影響檢測效果。此外,聲學檢測對操作人員的專業(yè)經(jīng)驗和技術水平要求較高,需要檢測人員具備豐富的聲音識別能力和數(shù)據(jù)分析技巧,否則容易出現(xiàn)誤判或漏判。
03.供水管網(wǎng)漏損維護的方法
3.1 日常巡檢
日常巡檢是供水管網(wǎng)維護工作的基礎環(huán)節(jié),其目的是及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)及附屬設施在運行過程中出現(xiàn)的異常情況,確保管網(wǎng)始終處于良好的工作狀態(tài)。巡檢工作應由具備專業(yè)資質(zhì)的維護人員負責,按照預先制定的巡檢路線和內(nèi)容嚴格執(zhí)行。
巡檢內(nèi)容主要包括以下幾個方面:首先,檢查管道外觀,觀察地上管道是否存在銹蝕、變形、裂縫等破損痕跡,對于涂層破損的管道,需及時記錄并安排防腐處理,防止銹蝕進一步加??;對于地下管道,需留意地面是否有下沉、隆起、積水等異?,F(xiàn)象,這些跡象可能提示地下管道存在漏損或基礎沉降問題。其次,檢查管道連接部位,如法蘭接口、焊接點、螺紋連接處等,查看是否有松動、滲漏跡象,確保連接牢固、密封良好。同時,檢查閥門的運行狀態(tài),包括閥門是否處于正確的開啟或關閉位置,閥桿、手輪等部件是否完好,閥門開關是否靈活,有無卡阻現(xiàn)象。對于消火栓、水表等附屬設施,需檢查消火栓箱門是否完好、易于開啟,內(nèi)部配件是否齊全;水表運行是否正常,讀數(shù)是否準確。
巡檢過程中,維護人員應認真做好記錄,詳細記載管網(wǎng)及設施的運行狀況、發(fā)現(xiàn)的異常問題及處理情況。對于巡檢中發(fā)現(xiàn)的輕微問題,如閥門輕微漏水、管道涂層局部脫落等,應及時進行處理;對于嚴重問題,如管道嚴重泄漏、閥門損壞無法正常啟閉等,應立即采取應急措施,如關閉相關閥門、設置警示標識,并及時上報,以便安排專業(yè)人員進行維修。日常巡檢工作的細致開展,能夠及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)早期隱患,避免問題擴大化,降低維護成本,保障管網(wǎng)安全運行。
3.2 制定科學的保養(yǎng)計劃
制定科學合理的定期保養(yǎng)計劃是保證供水管網(wǎng)長期穩(wěn)定運行的關鍵。保養(yǎng)計劃應根據(jù)管網(wǎng)的類型、使用年限、運行環(huán)境等因素進行個性化制定,通常分為月、季、年三個周期進行維護,確保維護工作的系統(tǒng)性和全面性。
3.2.1 月度保養(yǎng)
月度保養(yǎng)以基本檢查和維護為主,重點包括以下工作:檢測管網(wǎng)壓力,通過安裝在管網(wǎng)關鍵位置的壓力表,實時監(jiān)測管網(wǎng)壓力值,確保壓力在設計允許的正常范圍內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)壓力異常,如壓力驟降或持續(xù)偏高,應及時排查原因,可能是由于漏損、閥門故障或用水需求變化等因素引起,針對問題及時調(diào)整。檢查閥門潤滑情況,對閥桿、軸承等活動部件加注適量潤滑油,防止部件生銹、卡澀,確保閥門開關靈活可靠。清洗消火栓、水表等附屬設施表面的灰塵、污垢和雜物,保持設施外觀整潔,便于觀察和操作。
3.2.2 季度保養(yǎng)
在月度保養(yǎng)的基礎上,季度保養(yǎng)需進一步深化維護內(nèi)容。進行管網(wǎng)密封性綜合檢查,可采用壓力測試法等手段,對管道連接處、閥門密封面等易發(fā)生泄漏的部位進行重點檢測,及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的泄漏隱患。開展消火栓放水試驗,通過模擬實際用水場景,測試消火栓的出水壓力和流量是否符合設計要求,同時檢查水帶、水槍等配件的性能,如有破損、老化現(xiàn)象,及時更換。對于安裝有流量計、壓力傳感器等監(jiān)測設備的管網(wǎng),需對設備進行校準和調(diào)試,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性,為管網(wǎng)運行管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。
3.2.3 年度保養(yǎng)
年度保養(yǎng)是一次全面深入的維護工作,旨在對管網(wǎng)系統(tǒng)進行整體性能提升和隱患排查。包括管網(wǎng)綜合清理,通過水沖洗、化學清洗等方式,清除管內(nèi)的水垢、鐵銹、泥沙等沉積物,改善管道輸水能力,提高水質(zhì)。對于輸送生活用水的管網(wǎng),化學清洗需采用環(huán)保型清洗劑,確保清洗過程不對水質(zhì)造成污染。對管道進行防腐處理,地上管道需檢查防腐涂層的完整性,對于涂層脫落、銹蝕嚴重的部位,進行表面除銹處理后重新涂刷防腐漆;地下管道可采用陰極保護、犧牲陽極等技術手段,增強管道的抗腐蝕能力,延長管道使用壽命。全面維護管網(wǎng)閥門,對閥門進行拆卸清洗,檢查密封件磨損情況,及時更換老化、損壞的密封件,確保閥門密封性能良好。同時,對管網(wǎng)系統(tǒng)進行功能測試,模擬火災、爆管等突發(fā)場景,啟動相關應急設備,檢驗管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)動性和可靠性,根據(jù)測試結果對系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整。
3.3 執(zhí)行合理的維修方案
當供水管網(wǎng)發(fā)生漏損或故障時,需制定科學合理的維修方案,并嚴格組織實施,以確保維修工作的高效性和可靠性。維修方案的制定應基于對故障的精準診斷,通過壓力測試、流量檢測、聲學檢測等多種方法,綜合判斷漏損點的位置、漏損類型(如裂縫漏損、接口漏損、腐蝕穿孔漏損等)及嚴重程度,為維修提供詳細的技術參數(shù)和依據(jù)。
3.3.1 微小漏損維修
對于管道連接處的微小漏損,如螺紋接口輕微滲水、法蘭接口密封墊片老化導致的滴漏等,可采取局部修復措施。以螺紋接口漏水為例,首先關閉管道上游閥門,放空管道內(nèi)積水,然后拆卸螺紋連接部件,清除螺紋表面的雜質(zhì)和銹跡,重新纏繞密封膠帶或更換密封墊片,再將部件緊固連接,確保密封良好。對于焊接部位的微小滲漏,可采用補焊方法進行修復,但需注意在補焊前對焊接區(qū)域進行嚴格的清理和打磨,去除油污、鐵銹等雜質(zhì),保證焊接質(zhì)量,避免產(chǎn)生新的焊接缺陷。
3.3.2 嚴重漏損維修
當發(fā)生嚴重漏損,如管道破裂、大面積腐蝕穿孔等情況時,通常需要更換受損的管道段。換管過程中,應首先關閉相關閥門,切斷漏水管道的水源,排空管內(nèi)積水,然后拆除損壞的管道。新管道的材質(zhì)、規(guī)格和壓力等級應與原管道一致,以確保管網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性。在安裝新管道時,需嚴格遵循管道安裝規(guī)范,確保管道連接牢固,接口密封可靠。對于焊接連接的管道,需保證焊接工藝符合要求,焊縫經(jīng)無損檢測(如超聲波檢測、射線檢測)合格后方可投入使用。
3.3.3 維修驗收與記錄
維修工作完成后,必須進行嚴格的驗收檢測,以確保維修質(zhì)量。采用壓力測試法對修復后的管網(wǎng)進行壓力試驗,試驗壓力和保壓時間應符合相關標準和規(guī)范要求,如在試驗壓力下保持30分鐘,壓力降不超過規(guī)定值,且管道無滲漏現(xiàn)象,視為壓力試驗合格。同時,對管網(wǎng)附屬設施的功能進行測試,如消火栓的出水能力、閥門的啟閉靈活性等,確保所有設備正常運行。
在維修全過程中,應詳細記錄故障發(fā)生時間、地點、具體情況,維修方案的制定過程、采用的維修技術和材料,維修人員及施工時間,以及驗收測試結果等信息。這些記錄不僅是管網(wǎng)維護管理的重要檔案,可為今后的故障分析和維護決策提供參考,同時也有助于追溯維修責任,確保維修工作的可追溯性和規(guī)范性。
04.結語
供水管網(wǎng)漏損檢測與維護是保障城市供水安全、節(jié)約水資源、維護城市基礎設施安全的重要環(huán)節(jié)。隨著城市的快速發(fā)展和對水資源管理要求的不斷提高,加強供水管網(wǎng)的精細化管理勢在必行。通過深入分析漏損原因,合理運用壓力測試、流量檢測、聲學檢測等多種檢測技術,結合日常巡檢、科學保養(yǎng)和精準維修等維護手段,能夠有效降低管網(wǎng)漏損率,延長管網(wǎng)使用壽命,提升管網(wǎng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。