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管网知识 || 城市供水管网现状与技术改造探讨播
来源：www.cqzrhj.com 发布时间：2022年09月22日
摘要：随着我国工业化建设进程的逐渐加快，管网给水管道越来越受到了人们的广泛关注，由于市政管网为人们运输着各种能源，由此可见，城市积水管道的运行状态直接影响着人们的生活质量。随着城市人口的逐渐增加，能源消耗量也逐渐增多，管网的使用为能源的供给创造了良好的条件，在推动国家经济发展过程中发挥着重要作用。因此，施工企业对于我国市政管网给水管道系统的设计与施工，应该制定完善的管理方案，并且要创新工作形式，以此来不断提升其工作质量，从而尽可能满足相关工作需求。
关键词：城市供水管网；现状；技术改造
引言
市政供水管网在城市水源供应中是一项不可或缺的环节，为了给城市的正常供水提供一个良好的环境，就必须保障给水管网的建设质量，这样一来也能够提高城市居民的幸福感。管网规划工作的开展，在分析其是否实用的同时，还应该考虑其经济性，为了达到最 优的设计效果，就必须找出实用性和经济性之间的平衡点。在选购材料设备的时候，应该将质量作为首要条件，在必要的情况下，必须为保障材料设备的质量增加经济投入。在铺设管道的过程中，管材种类和数量的选择必须结合工程项目的实际情况，将浪费现象控制在合理范围内。规划工作的开展需要从整个市政管网的建设层面出发，具体规划工作的实施，需要结合城市的可持续发展理念落实各项工作。
一、现如今市政工程供水管网运行管理实践中常见的问题
（一）供水管网的老化程度明显
现阶段，国内大部分市政供水系统都建于20世纪末期，很多管网都已经铺设了30余年，当时的科技手段有限，所以管网的建材、施工品质都普遍较差，随着供水管网的使用，管网的老化程度也变得愈来愈明显，特别是一些老旧的小区。
（二）没有做好阀门运行维护工作
在市政供水管网运行管理实践中，经常会遇到一些阀门在开启、关闭时存在很大的难度，乃至一些开关已经失去了效用，在这种情况下，在管道产生爆裂问题时，则很难在极短时间内启用阀门，致使长时间大面积的停水情况产生，影响到人们的生产、生活。除此之外，在阀门运行管理方面也存有许多亟待处理的问题，需要供水管网运行管理人员的重点关注。近些年，随着城市化建设速度的增快，很多市政道路都开展了扩建施工，但是由于阀门没有得到良好的处理，产生了比如阀门漏埋、阀门错埋等问题，如此就会增加供水管网运行使用阶段以及巡检管理阶段的困难程度，甚至留下安全隐患。
（三）供水管网漏损问题明显
从目前情况来看，社会市场上水体资源无用损耗的原因主要体现在：（1）地壳迁移变动，致使供水管网的位置产生了移动，从而使得管道接口胶圈脱落，或者是管道出现了断裂情况。（2）大批量市政工程项目的施工建设工作，对于供水管网也会产生影响。基于土壤压力失衡，在工程项目施工期间，可能会将管网挖断，并且随着城市化进程的推进，市政工程项目的数量和体量日渐增多，这种情况更为明显。
二、城市供水管网技术改造措施
（一）管材的更新换代
现在我国用于供水的管材有金属管和非金属管。不同的管材由于管材性质不同，适用性不同，其产生漏失的程度也是不一样的。同样根据数据显示，大量三线城市或者农村，大多使用的是水泥管和铸铁管，而铸铁管在相同的条件下，漏点却是最多的，漏水发生率也是最高的，平均每铺设10km的铸铁管，漏水情况便会发生4.5次。水泥管、钢管和铸铁管的漏失率首当其冲。参考一些发达国家过往的数据，可以发现管网供水的漏失也大多都是钢管和铸铁管以及水泥管造成的，例如，德国曾对其几十个城市收集数据，漏损发生频率最高的便是钢管，高达0.26件每km*a铸铁管紧跟其后为0.23件每km*a。也不单单只是一个国家有这种规律，国际普遍反响的声音让很多国家开始投入使用GRP管道，唯 一美中不足的是其价格居高不下，成本太高。近年来我们国家也陆陆续续开始大面积减少或禁止使用钢管、铸铁管等，带来了很好的效果。当然，我们要继续将眼光放在新材料、有着良好前景的塑料环保等材料上，加快试验，加快更新管网的速度。
（二）采用分区管控、定期检测和维护
分区管理，概念即计量分区、压力分区和管理分区三种管理模式相结合的管理方式。其中首要部分便是计量分区（DMA），DMA自身有三个规模分为小中大三种，对应的住户数量分别是<1000、1000~3000、3000~5000。分区计量，就可以很直观地透过计量数据及时发现爆管和漏失的区域加以定位，进而及时有效地修复、抢修缺漏处。压力分区，在年终统计数据时，总用水量、总输出量及总损失量总是可以相对方便地接收并整合，较为直观，但化整为零后，块分布区域具体的水况信息很难收集和记录。每个地块有每个地块的压力。所以了解城市地形，并给所有地区进行分压供水，可以有效缓解整个管网的水压压力。最 后则为管理分区。管理分区，最 好的方式就是借助一些自然地理条件或铁道公路等分界性标志进行划分地块，化繁为简进行小地块的分区管理。要监测，不停歇的实时监测。比较古老的方法即通过地面听音来判断管网是否漏水，沿用至今，可其弊端也十分明显，噪音的影响对其非常大，通常在夜深人静的时候，负责人员才能去检测，反馈的信息也很有限，效率很差。仪器的精 确、技术人员的工作能力素养对监测结果有着不可忽视的影响。随着新智能化技术的发展，古老的听音检测在慢慢被摒弃。自动化管网在管道中凭借金属的传导性，发出电磁波或流动水分子进行实时监测，甚至有新的发明，如投入水流动微型机器人，只不过目前成本较高难以普及。不过随着高技术的更新换代，管网漏损的智能化检控技术会越来越成熟。智能化检测管网漏损的远期收益是非常可观的，也很大程度上减少了漏失量。借助智能化的管网数据预测进行漏损预测，包含各种算法公式，如遗传算法、蚂蚁算法、代入贝叶斯公式、神经网络理论等，不停地分析数据并给出发生漏损的概率预测报告。在大的漏失发生之前就及时进行维护与修复。通过更智能化的管理减少人工技术上的失误，透过大数据摸索规律。
（三）安装管道
经上述流程后，则正式进入供水管道安装环节。施工前需检查沟槽地基的处理效果以及管 材的质量情况，达标后方可安装管道。按顺序依次将成型的管节下放至沟槽内，期间需严格控制管材的位置，避免管材与槽壁刮碰的情况。沟内运输管道时采取防护措施，避免管道干扰原状地基。从下游开始安装管道，按施工方向逐步推进。管道安装期间及时检测，根据检测结果调整好管节的中心和高程，在确保本段管道安装到位后方可安装下一节管，按照此方式重复操作，直至所有管道均安装到位为止。由于管道安装期间易出现杂物混入的情况，此时需及时清理。各管道需紧密连接，以构成完整的管网系统。地面坡度超15%时将加大施工难度，在机械设备运行期间应采取防护措施，以免出现侧翻现象。柔性接口管道安装过程中，遇纵坡超18%的区段时，需采取防滑措施；刚性管道安装期间，纵坡超过35%时依然需采取防滑措施。此外，管道安装期间需逐个检查管道阀门，及时发现问题并处理。
（四）HDPE管道
根据设计要求测量并在路面上标记开挖宽度边线，完成切缝作业，随后进入管道土石方开挖环节。为提高施工效率，以机械开挖方式为主，施工人员辅助修整及清理。管道开挖以直线形式为宜，槽底宽度至少应达到DN+0.30m，局部路段遇到地下连接时，可在该基础上适当增加管道槽底宽度，至少需达到DN+0.50m，否则不利于安装对接作业的顺利开展。随管沟开挖的持续推进，达到设计底标高后即可停止，并进行人工清槽，以确保其具有洁净性后再检查沟底土质。复测坡度桩，若无误则在该处拉线。全面检查拉线，分析其与沟底是否保持一致，存在误差则需及时调整。管底应具有稳定性，因此宜采取夯实措施，每完成一次夯实作业后随即检测。经沟槽隐蔽验收后，若实测结果满足要求，即可组织管道安装作业。对于沟槽周边空间不足的情况，则在沟槽内连接和安装；若沟槽周边拥有足够的场地，则在该处连接管路，再整体安装到位。安装前需全面检查各管材的质量，不可出现凹陷、裂痕等问题。在管道弯头、三通等关键部位施工时，宜设置支墩（以C20混凝土为基础材料制得），法兰阀门处的支墩则采取砖砌的方式，以达到加固的效果。HDPE主管或支管安装期间存在与其他部件（阀门、金属管道等）连接的情况，此时较为可行的是采用塑钢过渡接头，以保证连接的紧密性。管段隆起段以及上坡段施工时均要加装排气阀，目的在于降低气、水所对管道所带来的冲击作用，维持管道的完整性与稳定性。考虑到HDPE管材具有较好柔韧性和伸缩性等特点，在此类管道安装过程中无须采用伸缩节。
（五）探漏的工作要点
供水管网探漏是分析管道严密性的关键途径，但其涉及的因素较多，需要在探漏前根据供水管网的实际情况制定切实可行的方案。为提高供水管网探漏结果的准确性，需要配套专业的探漏设备，同时加强对参与人员的培训，提高其专业水平以及职业道德素养，协调好人、机的关系，高效完成探漏工作。期间应由专员巡视检查，及时发现供水管网的异常之处，采取相适应的处理措施，以免管网受损。在发现管网存在渗漏等问题后，需要分析具体的成因，采取行之有效的处理措施，从根本上消除隐患，以免对后续工作产生不良的影响。
（六）网格化管理模式
目前，网格化管理模式已应用于诸多领域，如社区管理、供电、供气、市政等，实现了资源的有效利用，成效初步显现。借鉴其他领域成功的网格化管理经验模式，供水企业自我改革创新，推行了供水网格化管理模式，给每个单元网格配备有一名业务全面的网格员，网格员的基本职能包括：①负责供水设施日常的巡查，主要巡查网格区内的管道、阀门井、泵房，判断是否可以正常运行，若发现异常，及时联系相关部门进行维修处理，并做好后续的跟踪服务；②在智慧供水平台上实时监控流量计数据和分析工作，发现水量异常，做好统筹协调和动态跟踪服务；③建立重要用户档案，每隔一定周期做好用户走访、回访工作，收集和处理用户反映的各类用水问题和需求，为用户提供用水咨询服务；④单元网格内有用户来申请用水报装，做好受理查勘、合同签订及验收各环节的供水服务协调工作。自推行网格化管理以来，供水服务实现了由被动处理问题转变为主动发现问题并解决问题。在工程、管网、营销和客服服务四个方面均成效显著，用户满意度提高了，网格员的业务能力也得到锻炼，而对供水企业来说，有效降低了管网漏损率，为企业节约了不少运行成本。
（七）要做好施工验收阶段的工作
在城市化建设过程中，给水工程项目是一项基础性的、并且又非常重要的一项内容，因此，给水管网管道的工程规模也比较庞大，在施工过程中涉及的面也比较多，为了能够全面保障城市给水系统的施工质量，就需要强化给水系统工程项目的竣工验收工作。实际验收工作的开展，应该严格按照国家对各项建筑物给出的指标进行，并且要按照国家对建筑施工的验收要求详细检查，一旦在对竣工工程项目进行检查的过程中发现其不满足国家标准要求，就要立刻和相关负责部门联系，并且安排专业的施工人员再次进行返修，以尽可能避免施工过程中出现更大的问题。竣工验收工作的开展，需要管道施工部门严格把控每一个环节的工作，仔细核查每一环节的施工质量，一旦在某一环节发现质量问题，就需要重新对周边工程质量进行核验，并且根据质量问题的严重程度及时采取返工或者维修措施，确保每一环节的施工质量都严格满足施工标准要求，这样一来才能够全面保障整个工程项目的建设质量。
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关键词：城市供水管网；现状；技术改造
引言
市政供水管网在城市水源供应中是一项不可或缺的环节，为了给城市的正常供水提供一个良好的环境，就必须保障给水管网的建设质量，这样一来也能够提高城市居民的幸福感。管网规划工作的开展，在分析其是否实用的同时，还应该考虑其经济性，为了达到最 优的设计效果，就必须找出实用性和经济性之间的平衡点。在选购材料设备的时候，应该将质量作为首要条件，在必要的情况下，必须为保障材料设备的质量增加经济投入。在铺设管道的过程中，管材种类和数量的选择必须结合工程项目的实际情况，将浪费现象控制在合理范围内。规划工作的开展需要从整个市政管网的建设层面出发，具体规划工作的实施，需要结合城市的可持续发展理念落实各项工作。
一、现如今市政工程供水管网运行管理实践中常见的问题
（一）供水管网的老化程度明显
现阶段，国内大部分市政供水系统都建于20世纪末期，很多管网都已经铺设了30余年，当时的科技手段有限，所以管网的建材、施工品质都普遍较差，随着供水管网的使用，管网的老化程度也变得愈来愈明显，特别是一些老旧的小区。
（二）没有做好阀门运行维护工作
在市政供水管网运行管理实践中，经常会遇到一些阀门在开启、关闭时存在很大的难度，乃至一些开关已经失去了效用，在这种情况下，在管道产生爆裂问题时，则很难在极短时间内启用阀门，致使长时间大面积的停水情况产生，影响到人们的生产、生活。除此之外，在阀门运行管理方面也存有许多亟待处理的问题，需要供水管网运行管理人员的重点关注。近些年，随着城市化建设速度的增快，很多市政道路都开展了扩建施工，但是由于阀门没有得到良好的处理，产生了比如阀门漏埋、阀门错埋等问题，如此就会增加供水管网运行使用阶段以及巡检管理阶段的困难程度，甚至留下安全隐患。
（三）供水管网漏损问题明显
从目前情况来看，社会市场上水体资源无用损耗的原因主要体现在：（1）地壳迁移变动，致使供水管网的位置产生了移动，从而使得管道接口胶圈脱落，或者是管道出现了断裂情况。（2）大批量市政工程项目的施工建设工作，对于供水管网也会产生影响。基于土壤压力失衡，在工程项目施工期间，可能会将管网挖断，并且随着城市化进程的推进，市政工程项目的数量和体量日渐增多，这种情况更为明显。
二、城市供水管网技术改造措施
（一）管材的更新换代
现在我国用于供水的管材有金属管和非金属管。不同的管材由于管材性质不同，适用性不同，其产生漏失的程度也是不一样的。同样根据数据显示，大量三线城市或者农村，大多使用的是水泥管和铸铁管，而铸铁管在相同的条件下，漏点却是最多的，漏水发生率也是最高的，平均每铺设10km的铸铁管，漏水情况便会发生4.5次。水泥管、钢管和铸铁管的漏失率首当其冲。参考一些发达国家过往的数据，可以发现管网供水的漏失也大多都是钢管和铸铁管以及水泥管造成的，例如，德国曾对其几十个城市收集数据，漏损发生频率最高的便是钢管，高达0.26件每km*a铸铁管紧跟其后为0.23件每km*a。也不单单只是一个国家有这种规律，国际普遍反响的声音让很多国家开始投入使用GRP管道，唯 一美中不足的是其价格居高不下，成本太高。近年来我们国家也陆陆续续开始大面积减少或禁止使用钢管、铸铁管等，带来了很好的效果。当然，我们要继续将眼光放在新材料、有着良好前景的塑料环保等材料上，加快试验，加快更新管网的速度。
（二）采用分区管控、定期检测和维护
分区管理，概念即计量分区、压力分区和管理分区三种管理模式相结合的管理方式。其中首要部分便是计量分区（DMA），DMA自身有三个规模分为小中大三种，对应的住户数量分别是<1000、1000~3000、3000~5000。分区计量，就可以很直观地透过计量数据及时发现爆管和漏失的区域加以定位，进而及时有效地修复、抢修缺漏处。压力分区，在年终统计数据时，总用水量、总输出量及总损失量总是可以相对方便地接收并整合，较为直观，但化整为零后，块分布区域具体的水况信息很难收集和记录。每个地块有每个地块的压力。所以了解城市地形，并给所有地区进行分压供水，可以有效缓解整个管网的水压压力。最 后则为管理分区。管理分区，最 好的方式就是借助一些自然地理条件或铁道公路等分界性标志进行划分地块，化繁为简进行小地块的分区管理。要监测，不停歇的实时监测。比较古老的方法即通过地面听音来判断管网是否漏水，沿用至今，可其弊端也十分明显，噪音的影响对其非常大，通常在夜深人静的时候，负责人员才能去检测，反馈的信息也很有限，效率很差。仪器的精 确、技术人员的工作能力素养对监测结果有着不可忽视的影响。随着新智能化技术的发展，古老的听音检测在慢慢被摒弃。自动化管网在管道中凭借金属的传导性，发出电磁波或流动水分子进行实时监测，甚至有新的发明，如投入水流动微型机器人，只不过目前成本较高难以普及。不过随着高技术的更新换代，管网漏损的智能化检控技术会越来越成熟。智能化检测管网漏损的远期收益是非常可观的，也很大程度上减少了漏失量。借助智能化的管网数据预测进行漏损预测，包含各种算法公式，如遗传算法、蚂蚁算法、代入贝叶斯公式、神经网络理论等，不停地分析数据并给出发生漏损的概率预测报告。在大的漏失发生之前就及时进行维护与修复。通过更智能化的管理减少人工技术上的失误，透过大数据摸索规律。
（三）安装管道
经上述流程后，则正式进入供水管道安装环节。施工前需检查沟槽地基的处理效果以及管 材的质量情况，达标后方可安装管道。按顺序依次将成型的管节下放至沟槽内，期间需严格控制管材的位置，避免管材与槽壁刮碰的情况。沟内运输管道时采取防护措施，避免管道干扰原状地基。从下游开始安装管道，按施工方向逐步推进。管道安装期间及时检测，根据检测结果调整好管节的中心和高程，在确保本段管道安装到位后方可安装下一节管，按照此方式重复操作，直至所有管道均安装到位为止。由于管道安装期间易出现杂物混入的情况，此时需及时清理。各管道需紧密连接，以构成完整的管网系统。地面坡度超15%时将加大施工难度，在机械设备运行期间应采取防护措施，以免出现侧翻现象。柔性接口管道安装过程中，遇纵坡超18%的区段时，需采取防滑措施；刚性管道安装期间，纵坡超过35%时依然需采取防滑措施。此外，管道安装期间需逐个检查管道阀门，及时发现问题并处理。
（四）HDPE管道
根据设计要求测量并在路面上标记开挖宽度边线，完成切缝作业，随后进入管道土石方开挖环节。为提高施工效率，以机械开挖方式为主，施工人员辅助修整及清理。管道开挖以直线形式为宜，槽底宽度至少应达到DN+0.30m，局部路段遇到地下连接时，可在该基础上适当增加管道槽底宽度，至少需达到DN+0.50m，否则不利于安装对接作业的顺利开展。随管沟开挖的持续推进，达到设计底标高后即可停止，并进行人工清槽，以确保其具有洁净性后再检查沟底土质。复测坡度桩，若无误则在该处拉线。全面检查拉线，分析其与沟底是否保持一致，存在误差则需及时调整。管底应具有稳定性，因此宜采取夯实措施，每完成一次夯实作业后随即检测。经沟槽隐蔽验收后，若实测结果满足要求，即可组织管道安装作业。对于沟槽周边空间不足的情况，则在沟槽内连接和安装；若沟槽周边拥有足够的场地，则在该处连接管路，再整体安装到位。安装前需全面检查各管材的质量，不可出现凹陷、裂痕等问题。在管道弯头、三通等关键部位施工时，宜设置支墩（以C20混凝土为基础材料制得），法兰阀门处的支墩则采取砖砌的方式，以达到加固的效果。HDPE主管或支管安装期间存在与其他部件（阀门、金属管道等）连接的情况，此时较为可行的是采用塑钢过渡接头，以保证连接的紧密性。管段隆起段以及上坡段施工时均要加装排气阀，目的在于降低气、水所对管道所带来的冲击作用，维持管道的完整性与稳定性。考虑到HDPE管材具有较好柔韧性和伸缩性等特点，在此类管道安装过程中无须采用伸缩节。
（五）探漏的工作要点
供水管网探漏是分析管道严密性的关键途径，但其涉及的因素较多，需要在探漏前根据供水管网的实际情况制定切实可行的方案。为提高供水管网探漏结果的准确性，需要配套专业的探漏设备，同时加强对参与人员的培训，提高其专业水平以及职业道德素养，协调好人、机的关系，高效完成探漏工作。期间应由专员巡视检查，及时发现供水管网的异常之处，采取相适应的处理措施，以免管网受损。在发现管网存在渗漏等问题后，需要分析具体的成因，采取行之有效的处理措施，从根本上消除隐患，以免对后续工作产生不良的影响。
（六）网格化管理模式
目前，网格化管理模式已应用于诸多领域，如社区管理、供电、供气、市政等，实现了资源的有效利用，成效初步显现。借鉴其他领域成功的网格化管理经验模式，供水企业自我改革创新，推行了供水网格化管理模式，给每个单元网格配备有一名业务全面的网格员，网格员的基本职能包括：①负责供水设施日常的巡查，主要巡查网格区内的管道、阀门井、泵房，判断是否可以正常运行，若发现异常，及时联系相关部门进行维修处理，并做好后续的跟踪服务；②在智慧供水平台上实时监控流量计数据和分析工作，发现水量异常，做好统筹协调和动态跟踪服务；③建立重要用户档案，每隔一定周期做好用户走访、回访工作，收集和处理用户反映的各类用水问题和需求，为用户提供用水咨询服务；④单元网格内有用户来申请用水报装，做好受理查勘、合同签订及验收各环节的供水服务协调工作。自推行网格化管理以来，供水服务实现了由被动处理问题转变为主动发现问题并解决问题。在工程、管网、营销和客服服务四个方面均成效显著，用户满意度提高了，网格员的业务能力也得到锻炼，而对供水企业来说，有效降低了管网漏损率，为企业节约了不少运行成本。
（七）要做好施工验收阶段的工作
在城市化建设过程中，给水工程项目是一项基础性的、并且又非常重要的一项内容，因此，给水管网管道的工程规模也比较庞大，在施工过程中涉及的面也比较多，为了能够全面保障城市给水系统的施工质量，就需要强化给水系统工程项目的竣工验收工作。实际验收工作的开展，应该严格按照国家对各项建筑物给出的指标进行，并且要按照国家对建筑施工的验收要求详细检查，一旦在对竣工工程项目进行检查的过程中发现其不满足国家标准要求，就要立刻和相关负责部门联系，并且安排专业的施工人员再次进行返修，以尽可能避免施工过程中出现更大的问题。竣工验收工作的开展，需要管道施工部门严格把控每一个环节的工作，仔细核查每一环节的施工质量，一旦在某一环节发现质量问题，就需要重新对周边工程质量进行核验，并且根据质量问题的严重程度及时采取返工或者维修措施，确保每一环节的施工质量都严格满足施工标准要求，这样一来才能够全面保障整个工程项目的建设质量。
结束语
总而言之，市政工程供水管网运行管理属于城市日常综合管理体系中不能忽略的重要工作，管理效果好坏会直接关系到供水管网能否照常使用，继而决定民众的生活品质。伴随社会经济建设工作以及人民生活水平的持续提升，对于自来水资源的需要量也在日渐增多，在这种情况下，相关部门便加大了市政供水管网的建设数量、建造体量，以期可以为人们供应优 质且充足的水体资源。
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