某段DN800管道停水作业案例介绍以及停水作业浅析_马盼.pdf

2023 年第 1 期 38 CITY AND TOWN WATER SUPPLY输配水技术与设备某段 DN800 管道停水作业案例介绍以及停水作业浅析马盼（深圳市福永自来水有限公司，深圳 518000）摘要：供水管道停水作业通常可按如下步骤进行操作，关阀停水、管道泄水、管道施工、管道冲洗和恢复通水。对于口径比较大的供水管道或者是坡度比较大的管道停水作业，按上述步骤进行操作时，每个步骤都有一些需要特别注意的地方，这些地方影响着停水作业的质量。通过对一段有坡度的 DN800 供水管道停水作业典型案例的陈述，引出了一些需要特别关注的地方，可供同类停水作业参考。关键词：停水作业；管道泄水；管道冲洗1.项目概况由于城市的更新发展，H 路人行道上的DN800 供水管道需要向道路外侧迁改。这段被迁改管道的基本情况如下所示。1.1 管道所在管网系统的基本情况该管网系统有 LX、FH 两座水厂，分别位于这段 DN800 管道的左上方与右上方。LX水厂的一路出厂配水管与 FH 水厂的一路出厂配水管在这段管道的上游端连通后，经该管道向下游端 FW 村、XW 村供水。FH 水厂另外一路出厂配水管在管径变成 DN500 后与该DN800 管道尾端（下游端）相连。在管道连接点前，另外一个用水区域由这根 DN500 管配水。管网系统图如图 1 所示，简化管网图如图 2 所示。1.2 管道的基本情况该 DN800 管 道 长 约 1.7 公 里，以 水 泥管材质为主（过路管为钢管），起端（A 点 图 1管网系统图图 2简化管网图DOI:10.14143/ki.czgs.2023.01.0262023 年第 1 期 39 CITY AND TOWN WATER SUPPLY输配水技术与设备处）地面标高 8.65，尾端（C 点处）地面标高24.3，中间（B 点处）地面标高最低，地面标高为 3.82，管道断面类似于“”。因各种原因，各类阀门设置不规范,仅在起端（A 点处）和尾端（C 点处）处设有主阀门，在最低点处（B 点处）虽然设有口径为DN250 排泥阀；排泥阀处，只设置干井，未设置排泥湿井；排泥阀后排水管道直接伸入周边雨水箱涵。另外，因为最高点处（C 点处）管道覆土深度浅，未设置排气阀。排气阀设置在 C 处主阀之后 50 米以外的下游区域。管道沿线设有消防栓，间距在 50 米至 100 米不等。在高点（C 点处）50 米范围内，设有 2 个消防栓。图 3管道断面图在管网系统工况正常时，该管道的主要功能是向下游区域配水；管网系统工况异常时，还兼作互联互通供水管道使用，也就是从下游管道反向输水至上游。历史资料表明，该管道每年调水不少于 2 次，即管道水力冲洗等操作不少于 2 次。因此，该管道管腔内沉积物较少、管腔内部干净。1.3 管道被迁改的情况这段 DN800 管道需要全线迁改，但是由于施工占道等原因，不能一次性迁改到位，需要多段实施，多段入网。实施时，一共进行了3 次停水，3 次施工。2.实施过程该段管段停水作业一共进行了 3 次，每次停水作业的准备步骤基本类似，这里重点描述第一次停水时的前期准备工作。在停水过程中，所遇到的现场问题皆不相同，下文作分别介绍。2.1 前期的准备管道入网前，按规范、行业要求，需对入网的供水管道进行内窥、试压以及消毒。管道内窥是保证新建管道内无体积大的杂物，试压保证管道强度及密封性能，消毒是保证管道输水合格。管道内窥结果表明，管道底部除有些小细砂外，管道无其他杂物（内窥图片如图所示）。管道试压时，试验压力采用 1.1MPa，现场实际压降为 0 米。入网前，采用有效氯浓度不小于 25mg/L 的漂白精浸泡，浸泡时间不小于 24 小时。图 4 管道内窥图2.2 停水施工方案2.2.1 停水方案管道停水。管道停水时，应缓慢改变管道的工况，一般是先关闭主来水方向的阀门，再关闭支管阀门。根据这段管道基本状况以及阀门设置的情况，先关主要来水方向阀门（A 点处），再关次来水方向的阀门（C 点处）。管道泄水。根据管道断面形态，管道采用沿线消防栓以及最低处（B 点处）的 DN250排泥阀进行泄空。管道管腔水约为 854m3，理想状态下的泄空时间约为 40 分钟，考虑到阀门启闭时长，整个停水泄水过程应控制在 2 小时以内。2023 年第 1 期 40 CITY AND TOWN WATER SUPPLY输配水技术与设备2.2.2 管道冲洗方案施工完成后，需要对管道进行冲洗，冲洗的流速不应低于 1m/s1。恢复通水前，需要对管道水质取水化验。当浊度、细菌等指标低于国家标准后，方可恢复通水。这段管道 C 点高，A 点低，C 点上游管段管径为 DN500 管道，水量不足以满足这段管道冲洗的流量要求，因此，方案定为先微开 C 处阀门进行管道小流量的扫洗，待排泥阀（B 点处）水质化验合格，管道充满水后，关 C 开 A 处的阀门进行冲洗。C 点处，要采取临时排水措施，临时排水管的口径不宜小于DN600。2.3 实际施工过程2.3.1 第一次停水第一次停水施工时，因多种原因，C 点处临时排水措施未能按要求实施以及 B 点处的排泥阀伸入排水箱涵的管道被切断，整个停水方案做出了临时调整。具体的过程如下：关阀及泄水。按既定方案先关 A 点处的阀门，再关 B 点处的阀门。B 点处的阀门关闭后，开沿线消防栓以及排泥阀泄压。B 点处排泥阀排入排水箱涵的管道被切，泄流水量不能及时被排出，只能关小排泥阀排水，以时间换流量的方式进行处理，停水时间超过预期。管道冲洗。C 点处临时排水措施未能按要求实施，只能利用上游 DN500 管道由 C 向 B点进行冲洗。为后期运营时方便，拟定 B 点处的排泥阀增大至 DN400，临时排水接至路面。然而，DN400 排水量过大，路面排水不及时，DN400 排水阀也未全开。冲洗过程中，收到下游 FW、XW 村水压不足投诉。恢复通水。对排泥阀处、沿线消防栓取水化验合格后，开 C 处向下游供水，结果下游出现黄水。抢排后，供水恢复正常。2.3.2 第二次停水第二次停水作业时，按照方案，在 C 点处采取了临时排水措施，但是临时排水措施受其他因素影响，排水口口径未能达到管径的2/3，排泥阀口径大小仅设置为 DN300。关阀及泄水。本次停水在管道未泄空时，过于着急地对施工管道进行切断操作。因切口处排水不及时，切口上游管道的泄水在基坑处汇集，下流管道由于真空抽吸现象，汇集在基坑内的水又重新被吸入管道，干净的管道被污染。管道冲洗。为减少对下游的影响，方案调整为缓开 A 阀充水,管道充满后，全开 A阀在 C 处排水。管道冲水时长 1 小时，C 点处水质达标时长 2 小时。2.3.2 第三次停水第三次停水作业时，为加大管道的冲洗流量与流速，下游区域 FW、XW 村采用跨区域调水供给。本次的特殊情况是：管道断管后，发现旧管道底有积沙。管道冲洗，按第二次停水方案实施，冲洗时长 3 小时。2.4 作业分析2.4.1 泄空时间的两个关键点 管道泄空时间受两个因素的影响。一是，阀门的密封性能，二是，泄水处的排水能力。第一个因素是关键，受到管道内水锈、杂质等影响。阀门密封不佳时，通常多次开关阀门，利用水流速度变化带走杂质的方式进行适量调节。第二个因素通常被忽视。排泥阀开启后，管道泄空不是一蹴而就的，它有一个极限流量。这个极限流量与排泥阀的大小、排泥阀的开启度、管道通气状态是否良好，排泥湿井溢流能力或者是排水是否顺畅有关系。第一次停水时，主要是受到第二个因素的影响，停水时间超出预估时间。2.4.2 关阀方案及泄水操作时的注意事项制定停水方案时，要操作的阀门还要结2023 年第 1 期 41 CITY AND TOWN WATER SUPPLY输配水技术与设备合断管位置、管道的接口形式一并考虑。若管道为承插接口，断管位置与阀门相距不到 6米，该阀门不应该纳入到要操作阀门的范围。否则，应采取加固措施以防止阀门出现位移。第三次停水采用调水供下游区域，就受到这个因素的影响。其次，管道泄水时，应防止管道因坡度，或者负压产生抽吸。第二次停水停业作业时，负压抽吸致使管道冲洗时间增长。2.4.3 管道冲洗的两个原则管道冲洗时，不仅要充分考虑到尽量不要影响到提供水源的管网系统，还要考虑到冲洗时，应满足管道冲洗流速的要求。原则上，上游管道的管径不宜小于被冲洗的管道，以防止转输流量过大，影响原管网系统或者是流量不足，管道冲洗不干净。其次是冲洗管道的临时排水措施的排水口不宜小于管道管径的2/3。在制定停水方案时，充分考虑到了这两条原则。但是，实际实施时，受现场原因影响，未能严格按照方案执行。因未能严格按方案执行，均产生了不良的影响以及遗留了一些后遗症。第一次停水作业时，违背了第一个原则，利用上游 DN500 管道向 DN800 管道供水。其结果是，冲洗时，影响超过了预期的范围下游的两个村 FW，XW 村以及这根 500 管供给的其他区域出现了水压不足。其次是虽然充分利用了管道坡度，冲洗流速满足了要求，但是管道未冲洗干净。恢复通水时，对管道上所有的消防栓，排泥阀排水均进行了水质化验，但是在水流反向时，依然出现了影响下游的水质事件。第二、三次停水时，违背了第二条原则，不仅冲洗时间长达 3 个小时，而且第二次停水时管道的泥沙未能全部冲洗出来。直至第三次停水作业切管后，才发现了后遗症。2.4.5 管道冲洗的水量及流速计算根据理论公式，临时排水措施可以按如下公式计算出水量：()()2Q msDN=3/0.60.820.785/100019.6H第二、第三次冲洗时，测得 C 点处消防栓的压力为 15 米，根据公式计算得冲洗时的流量约为 2145m3，反推 DN800 供水管道流速为 1.2m/h，流速勉强满足要求。事实上，供水管道冲洗还应与水厂供水泵房进行联动，否则冲洗流速很难达到要求。2.4.6 恢复通水管道冲洗完成后，恢复通水时要以下游端水质符合要求，才能算是停水作业的终点。例如，每次恢复通水均对 FW、XW 村进行水质化验。另外，用户端水表开表前，也应进行水质化验。2.4.7 管道施工管道施工时，对于大口径管道的碰口入网，水力偏转角应尽量大于 90 度。在迁改时，第一次、第二次均采用了 90 度弯头连接，C点处水损有 2 米损失。其次，管道碰口时，不宜采用封板封堵的，侧面开口的方式进行连接，应尽量采用弯头进行连接。3.结论通过对这段 DN800 管道迁改作业案例的介绍以及对作业过程中所遇到的问题解析，管道停水作业时，尤其是大口径管道停水作业，要结合整个管网系统，对停水时的两个关键点，管道冲洗时的两个原则，以及管道施工、恢复通水的几个小细节进行合理把控，才能高质量地完成停水作业。参考文献：1 GB 50268 2008，给水排水管道工程施工及验收规范 S，中华人民共和国住房和城乡建设部，2008：9.5.19.5.3作者通联：