广州市番禺钟村自来水有限公司
摘要：文章首先归纳了城市给水管网普遍存在的问题，提出了市政给水管网改造过程中应遵循的基本原则，然后以实际工作经验为基础，探讨了改造过程中的给水管网优化设计、管道管材的设计与选择、管道阀门的选用、管网碰口施工、管道加固及施工过程的注意问题等措施，希望能够给予同行业人员有意义的借鉴和参考。
关键词：市政工程；给水管网；工程改造；优化措施；管道管材；管道阀门
引言
市政给水管网是城市的基础性设施，是保障城市居民安定生活、企业经营发展的基本条件。随着我国经济的快速发展，各地区城市建设不断扩大化、现代化，其用水量不断增加，给城市供水系统带来了巨大的压力。伴随着城市新增给水管道的施工建设，已有的给水管道也同时进行着改造、扩建和修建施工。但是，由于旧管道设施存在着诸多原因，使得在改造市政给水管网时出现了若干问题，影响了工程的正常进展，甚至造成严重的社会和环境影响。为此，本文将以本人多年的市政给水管网管理与工作经验为基础，对给水管网改造过程中出现的常见问题及相应的预防和解决措施进行探讨，希望能够给予同行业人员有意义的借鉴和参考。
一、城市给水管网普遍存在的问题
1.1 管网布局缺乏科学性与合理性
很多城市供水管网建设始于20世纪，在设计与施工过程中，没有进行科学与合理的规划，没有考虑到城市发展的需求，缺乏长远性。而在日后的发展过程中，在没有进行及时维护与改造的情况下，增加管网的输送压力，迫使管网始终处于超负荷运行状态，给整个系统带来了严重的安全隐患，也无法保证生活、生产用水的质量；在多水源供水的城市，当新水厂建成投产后，由于给水管网的滞后，供水方向会在部分管段发生改变，老水厂将在生产方面受到影响。
1.2 给水管道老化严重
很多城市的给水管道自建成至今，已运行几十年甚至达半个世纪，尤其是一些老城区，管材质量差且超负荷运行时间长，再加上缺乏维护，管道老化严重，出现各种明漏、暗漏甚至爆管现象，造成巨大的产销差，严重浪费资源。
1.3 水质缺少安全性
水在输送的过程中，会发生物理和化学反应，本身已对水质有一定的影响，如果再加上给水管道的抗压能力差、埋设过浅、施工质量差、供水压力过高等因素影响，给水管道势必会常出现爆管现象，给供水的水质造成污染，影响供水的安全。
1.4 忽视给水管网的建设
国家市政给水管网建设规范中明确规定，应按照最高日、时的供水量来确定给水管网的设计规模，而净化厂净化处理的设计规模则要按照最高日的平均时供水量来确定。因为Kh＞1，所以给水管网的输配水设计规模要大于净化厂的设计规模。但是，由于部分自来水行业的管理人员，仍然沿用“重地上、轻地下”的传统管理观念，缺乏输配水规模的概念，导致管网的输送能力无法与水厂的生产能力相匹配，水厂的水也无法及时被输送。
二、市政给水管网设计要点分析
1．科学合理地选择管材
根据实际情况分析与研究，在市政给水管网当中，常见的管材主要包括六种类型：第一，复合管。钢丝网骨架塑料复合管与钢塑复合管是复合管的重要组成部分，能够有机结合塑料产品与钢管优势，不仅能够弥补塑料产品的不足之处，同样还能够对钢管自身缺陷予以有效克服；第二，塑料管。一般情况下，塑料管也被称之为 PE 管，其本身的柔韧性、耐腐蚀性、密封性等都较为理想，而且实际使用的时间也相对较长，在抗震与抗内冲击方面的能力极强，为此在市政给水管道安装过程中被广泛应用，属于聚乙烯管材中的以后总类型；第三，预应力钢铜混凝土管。这种类型管材的构成部分就是高强度钢丝、混凝土与薄钢板，而且自身的抗拉性与抗压抗渗性都十分理想，具有较强的密封性与耐腐蚀性能；第四，预应力混凝土管。所谓的预应力混凝土管主要是针对制作过程而言，需事先针对受拉区域施加应压力，进而构成人为应力状态。这种管材的明显优势就是对裂缝所引发的内压缺陷进行弥补；第五，承插式给水铸铁管。这种类型管材本身的强度较高，而且具有明显的承压能力，接口作业便利且施工方便。但需要注意的是，其材质较为脆弱且难以承受较大的负荷量。第六，球墨铸铁管。：具有铁的本质、钢的性能、防腐性能优异、延展性能好、安装简易，主要用于自来水的输送，是自来水管道理想的选择用料，目前被广泛用于市政给水管网的建设。
2.科学合理地确定管径
在管径设计过程中，如果管径设计合理，那么在确保其水压满足标准要求的基础上也能够降低损耗，一定程度上还能够节省资金支出。在确定管径的过程中，需充分考虑水管的输水量进行设计。通常情况下，确定管径的情形有四种：首先，生活用水。公共建筑用水与居民生活用水是组成生活用水的重要部分，所以，必须要对生活用水量与最高日时变化的系数进行充分地分析；其次，管道漏水量与未预见水量。通常情况下，管网的漏水量与未预见水量都需要按照日用量的最高百分比进行计算并确定亦或是按照《城市给水工程规划规范》中的详细内容估算并确定用水量；再次，洒路与绿地用水。通常，洒路与绿地用水都需要考虑气候、绿化以及气候与土壤等多种因素存在紧密的联系；最后，工业用水。在工业产业发展的过程中，工业用水所指代的就是包含生产的用水量与工作人员的生活用水。为此，会将生产工艺的基本要求以及车间性质作为重要参考依据进行确定。
3.科学合理地开展管道平面布置工作
合理布置管道平面的目的就是确保给水管位置设计的合理性，因给水管道水流的方向会直接影响供水、施工作业与工程造价，所以，在对管道平面布置进行设计的过程中必须要对诸多因素进行考虑，采用灵活的技术手段选择使用相对应的给水管线路，进一步增强给水管道工程项目的安全程度与适用性。而在设计给水管网的时候，应综合考虑当地地形与地理位置完成管线定位的目标，尽可能不在建筑物的下方穿越亦或是架设管线，进而为后期的管线维修与维护工作开展提供便利。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.管道深埋作业
在管道埋深方面，应充分考虑管材本身性能与抗冻的情况完成设计任务。在实践过程中，因给水管线始终会穿越其他管线，使得管线复杂性不断提高。这样一来，管道就会出现起伏的情况，增加了管道本身的安全隐患。为此，必须要严格遵循多顺直与少曲折的基本原则，尽量降低水头的损失。
三、城市给水管网改造的基本原则
1.给水管网规划改造的可行性
对城市给水管网的改造要以实事求是为基本原则，注重科学性、合理性和长远性，其设定的目标与规划设计，要从城市供水系统的实际需求出发，立足于城市的总体规划蓝图，考虑工程改造所涉及的造价、施工条件、对环境影响等，在进行充分调研、审核与分析的基础上，再做出最终抉择，不得闭门造车和盲目设计，确保改造后的给水管网与城市的建设和发展相协调，避免或降低设计变更和二次改造的几率。
2.考虑全局并分清主次
给水管网改造的设计和规划，必须要根据城市给水管网的实际情况进行统筹安排，改造过程不得对整套供水系统的正常运行造成影响。同时，要分清改造的主次和优先施工顺序，突显改造的重点，尤其是给水管网系统中的对漏损和供水安全有较大影响的管道、重要位置的主干管等，要优先进行改造，保证改造工作的全局性和统一性。
3.提高供水质量并确保供水安全
给水管网的改造要坚持以提高供水质量、节约并合理利用水资源为基本原则，借助于管网改造这一契机，实现给水管网的优化，加大系统的输送能力、降低管网事故率和漏损率、提高水质、确保城市供水系统的安全性。
4.降低改造成本
在给水管网改造能够保证用户对水压、水质和水量的需求，确保系统的运行安全、长期发展的需要以及日后管网维护便捷等的情况下，要重点考虑给水管网改造的投资额控制，保证投资改造的整体效益。
四、市政给水管网改造的优化措施
1.市政给水管网的优化设计
城市给水管网的优化设计包括给水管网的合理性布置、水源和水量的分配、泵站的位置及其数量等，这些影响因素不仅决定着整套供水管网的运行效果，也对给水管网改造的经济效益带来了影响。因此，在对给水管网进行改造设计时，首先要对给水系统进行细致的分类。给水系统可以按照以下三种形式进行分类：（1）根据给水管网的连接形式，可以分为环状给水管网和枝状给水管网；（2）根据水源个数，可以分为单水源给水管网和多水源给水管网；（3）根据管网加压情况，可以分为压力流给水管网和重力流给水管网。
2.给水管道管材的设计与选择
给水系统的管材选择要在满足给水系统技术要求（包括压力、流量、温度、延伸率、使用年限、耐腐蚀性、安全性、使用环境、安装维护等）的情况下，注重经济方面的筛选。此外，还要考虑管道在安装过程中，其耗损的比例、连接的管件、连接工具、安装工时费用和安装的紧固性要求等因素。选用的管道原材料必须是正规厂家所生产的产品，并具备出厂合格证书和检验合格证明文件。管材与配件的连接，其连接尺寸必须吻合，确保两者之间的连接紧密性。管道与管道间的连接，密封性能要完好，施工方法要简便，使用粘合剂的管道，要确保粘合剂无毒，特殊要求的区域要采取相应的解决措施。给水管道系统在不同的区域内，对管材的性能和施工安装方法等都有不同的要求，因此，要根据管网改造优化设计中的方案（包括管道敷设方式、管径要求等），对不同使用场所和环境的区域，选用不同的管材。
目前，市政给水管道的管材主要采用的有球墨铸铁管和内壁衬塑热镀锌管，DN100以上管径的材料主要采用球墨铸铁管，它具有较高的强度和良好的韧性，管材采用柔性接口，管内内衬水泥砂浆，外壁喷锌和沥青作为防腐层时，具有较长的使用寿命，因此，这种管材的结构形式，被普遍用在城市给水管道的改造工程中。
3.给水管网的碰口施工
市政给水管网的改造过程中，在管网对接碰口操作之前，需要做好碰口施工的统筹安排，化整为零；当碰口有较多的用户支线时，要减少停水的时间，缩小影响面并降低损失。碰口的施工过程，要先易后难，对于较大施工难度的支线，可在最后予以集中处理。
4.管道的加固与埋设
需要安装乙字管、竖直向下弯管、竖直向上弯管等的砼背墩或加固墩，要严格按照标准要求进行捣筑施工，同时要确保沿直力的加固墩距离钢制柔性承口的距离为1.5m左右，且未经扰动。管道的预埋深度，要结合管材的性能、管道交叉、外部荷载及抗浮的要求等确定。露天的管道要加设可供伸缩的装置，有稳固管道整体平衡的设施，且要采取一定的保温防冻处理。当管道埋设于农田之下时，在不影响耕作层的前提下，保证管道的管面覆土大于0.7m。
5.管道阀门的选用
在市政管网的改造过程中，阀门要求关得严、启闭灵活且足、无内和外泄漏，所以在对管网的阀门进行选型时，一定要遵循如下基本原则：（1）阀门要求性能可靠、优质、适用能力强；（2）长期以来始终出现问题的阀门要坚决予以更换，并可以考虑尝试使用新型、先进的阀门。市政管网系统中包含的阀门主要分为闸阀和蝶阀。闸阀是给水管网系统使用比例相对较多的阀门，而管径在DN100～DN250mm的管道中，此类阀门的结构形式通常为软密封式闸阀。而且在许多新建、陈旧和漏水比较严重的管网系统改造过程中，软密封闸阀的应用也非常广泛；蝶阀主要用在管道的管径大于DN300mm的情况，当管径在DN300～DN1000mm时，采用软密封式蝶阀，大于1000mm时，采用硬密封式蝶阀。
6.给水管网在改造过程中应重视的问题
由于涉及改造的城区给水管线，区域范围内的店面往往较多，一般不可能全线开挖铺管。因此，在开始改造施工之前，要先对预改造区域内的支线用户情况和旧的给水管道的准确位置进行确定，确保改造阶段不漏户、不二次开挖，管线一次开挖敷设成功；对于将改造的给水管线，其街道下的水道较多、渗水量也较大，需要在施工期间进行排水作业。当管道敷设完成后，要及时进行回填覆土，如果无法及时进行回填覆土，则要持续进行管沟的排水，否则会引起浮管等质量事故的发生；在改造施工以前，要先与供电单位沟通，申请临时用电，保证施工作业的正常用电，并配备发电设备；在给水管网施工前，要提前24小时向供水用户下发停水告知书，如果停水的范围较大时，要通过报纸、电视、广播电台等媒体进行公告。
结束语
在我国经济快速发展及城市建设规模持续扩大的背景下，城市给水管网始终处于不断的新建、扩建、改建的过程中。对旧的给水管网进行改造、优化结构、提升供水能力，不仅对城市的发展有着重要的建设性意义，也是城镇居民安居乐业、促进社会稳定的基础性保障措施。为此，作为市政供水企业的管理人员，在给水管网系统改造过程中，要重视优化方案的每个细节，提高水资源的利用率，为城市及社会的现代化建设做出积极的贡献。
参考文献
［1］路旭龙，刘洋．城市市政给排水管网的优化配置与管理探讨［J］．商品与质量，2016
［2］陈敏.浅谈城市排水管道系统优化设计探索[J].华章，2015
论文作者:李志文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/26
标签：管网论文; 管道论文; 管材论文; 过程中论文; 城市论文; 市政论文; 管线论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;