山區長距離輸水工程關系到整個城市輸水的安全可靠性, 但往往針對較為復雜的山區地形情況, 管道起伏較大, 常常發生爆管影響供水安全, 如何保證管道的安全輸水, 需要根據不同的敷設環境考慮相應的安全措施, 如排氣、泄水、防水錘措施、聯通管以及防腐、管道壓力等級的選用等, 考慮到各種事故工況的應對措施, 實現安全運行。
1. 長距離輸水管道常遇到的問題
一是輸水距離過長, 尤其輸送的原水常常造成管內堵塞現象;二是長距離輸水一般考慮雙管敷設, 但有些未考慮聯通管, 導致單管發生事故, 則整條管路無法使用;三是未進行水錘影響分析, 導致管道經常爆管;四是管道防腐未做好, 經常容易腐蝕;五是管道排氣設置不合理, 導致產生氣阻;六是減壓措施不合理導致爆管。
2. 長距離管道輸水設計難點解析
2.1 源頭設置格柵或過濾裝置
長距離原水輸水管道經常發生管道內閥門處造成堵塞現象, 尤其是漂浮物比較多的水體, 因此在取水口通常需要增加柵條進行攔截, 如果沒條件的情況下, 可以在原水管道起始端增加一個可自動沖洗型過濾器。
2.2 管道壓力選擇
在選擇管道壓力等級時, 為考慮安全起見, 管道及管件的公稱壓力宜》設計內水壓力, 設計內水壓力是指給水管道系統作用在管內壁上的最大瞬時壓力也就是考慮了水錘壓力與工作壓力之和的一種事故下的瞬時壓力。設計內水壓力為 (管道的瞬時壓力) =1.5P。
2.3 連通管設置
長距離輸水如果發生事故, 能夠滿足有70%以上的供水保證率, 在雙線的情況下, 一般采用每隔3~5km設置連通管或連接井的方法來保證事故流量。
2.4 控流措施
尤其針對如水庫水等前壓較高, 在中下層取水的輸水管道, 為保證管道輸水的安全性, 通常前端應考慮控流閥, 也避免造成水資源的浪費。
2.5 水錘防護措施
2.5.1 負壓水錘防護措施—斷流彌合水錘的限制。
鑒于沿線沒有采取任何水錘防護措施的情況, 輸水管線將有可能出現比較嚴重的水錘升壓, 并且引起管線局部凸起點管道出現非常嚴重的負壓以及“斷流彌合水錘”, 我們在輸水系統局部高點處增設了防水錘型空氣閥, 旨在避免高位水池的浮球閥關閥、開閥引起的系統超壓以及較大負壓的形成, 防止輸水系統出現“斷流彌合水錘”。通過不斷地調試, 對空氣閥的安裝位置、尺寸、形式等進行了優化。
2.5.2 正壓水錘防護措施—直接水擊正壓的限制。
考慮到長距離輸水工程有些工程管線地形復雜, 起伏大, 落差大, 開、關閥均容易導致超壓以及沿線管線引起負壓拉空和“斷流空腔彌合水錘”, 若關閥時間過短將有可能導致破壞性的水錘危害。此外, 人為的誤操作也可能難以避免, 這些都可能導致水錘防護的失效。應該說, 輸水管線系統總是存在著水錘破壞的潛在威脅。為了確保水廠內的設備儀器免遭破壞, 故通常建議輸水主管沿線的水擊升壓需慎重考慮, 建議增設水擊泄放閥進一步控制, 以確保整個工程的供水安全。
2.6 排氣、泄水
在管道的高點、低點分別設置排氣閥和泄水閥。但針對地形復雜, 起伏大, 且起伏較頻繁的管道, 排氣閥應適當增設, 建議在管道坡道大于10%的情況下, 在管道中部和高點均設置排氣閥, 避免產生氣阻。
2.7 減壓措施
在長距離輸水尤其是原水輸送工程, 當落差比較大時超過100m, 不建議采用減壓閥, 因減壓閥安全可靠性較差, 建議采用減壓池, 當輸水清水時, 根據供水壓力可酌情選用, 若采用減壓閥, 通?？紤]備用一組減壓閥, 并增設旁通管, 增加管道的安全性。
2.8 管道防腐
通常長距離輸水管道尤其針對地形復雜采用鋼管管材較多, 那么重點說一下鋼管的防腐措施:鋼管內防腐通常內噴襯衛生級環氧樹脂, 選定采用“8701飲用水容器防腐蝕涂料”, 輸水水質符合生活水飲用標準GB5749-2006要求。鋼制管道外防腐:參考石油部標準《埋地鋼質管道環氧煤瀝青防腐層技術標準》 (SY/T0447-96) , 為適應不同腐蝕環境對防腐層的要求, 環氧煤瀝青層分為普通級、加強級、特加強級三個等級。根據工程的需要進行選用。
犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極, 固定在被保護金屬上, 形成腐蝕電池, 被保護金屬作為陰極而得到保護。陰極保護在金屬防腐工藝中, 是電化學保護方法的一種。它通過對被保護金屬體施加電流, 從而使其電極電位負移, 使金屬減弱由原子態自發變為離子態的趨勢, 因而從根本上抑制了腐蝕的發生。由于這個過程必須在電解質中進行, 因此埋地鋼管非常適宜采取陰極保護。若陰極保護與管道本身的防腐層互相補充, 從而在安全性和經濟性方面達到完美組合, 則是目前公認的最佳防腐方案。
影響埋地鋼質管道腐蝕速度的因素是多方面的。主要取決于土壤的性質, 而土壤電阻率是判斷土壤腐蝕性的重要指標, 根據SY/T0019-97標準, 結合不同地區土壤情況進行選用, 通常多采用鎂合金犧牲陽極 (Mg-Al-Zn-Mn犧牲陽極) 。
2.9 管道加固
常用的加固方法有設置支墩、伸縮器、在過河管以及容易被雨水淹沒的低標高管線的迎水面設置石籠等等。
3. 結語
總而言之, 長距離輸水管道的安全供水關系到整個城市輸水的安全可靠性, 因此對地形、敷設條件等做好充分的分析, 在確定了合理的線路后, 采取以上安全可靠的措施, 從而保證輸水管道的安全。
摘要：山區長距離輸水工程關系到整個城市輸水的安全可靠性, 但往往針對較為復雜的山區地形情況, 管道敷設運行常常發生各種狀況, 從而影響到城市的供水, 下文通過對長距離輸水工程安全輸水措施總結幾點意見以供設計參考。
關鍵詞：山區長距離輸水管道,常遇到的問題,管道安全措施