客觀分析塑料管道事故，必須的啊
與傳統(tǒng)金屬管道、水泥管道相比，塑料管道具有重量輕、內(nèi)壁光滑、水頭損失小、運行壽命長、耐腐蝕、安裝便捷、施工成本低等等優(yōu)點，在市政給水、消防、節(jié)水灌溉、農(nóng)村飲水等領(lǐng)域日益普及，但是隨著管道用量的增加，管道事故也伴之而來，繼而出現(xiàn)了塑料管質(zhì)量不行，塑料管脆、塑料管道不能用等等言論，影響了塑料管道的推廣。
如何客觀分析塑料管道事故、正確對待管道事故，對塑料管道的推廣意義重大!
客觀分析塑料管道事故
給水管道工程是一個系統(tǒng)工程，它的安全運行并不單純?nèi)Q于管材的質(zhì)量，還應(yīng)該包括科學(xué)的設(shè)計、規(guī)范的施工、管道的合理操作運行等，哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將給管道的安全運行帶來隱患甚至損壞。因此，管道一旦出現(xiàn)事故，我們不能簡單的認(rèn)為管材質(zhì)量不合格，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場情況進行仔細(xì)分析，找到管道事故的真正原因，提出解決方案，避免日后管道運行繼續(xù)出現(xiàn)類似的事故。
一、優(yōu)質(zhì)的管材是保證給水管道工程安全運行的前提條件，但前提是安裝時是優(yōu)質(zhì)的。
優(yōu)質(zhì)的管材無疑是保證工程質(zhì)量的前提條件，否則工程的試壓、驗收、管道的安全運行就無法保證，如何保證安裝時塑料管材是優(yōu)質(zhì)的應(yīng)滿足以下條件：
1、原料進廠(檢測合格，達到標(biāo)準(zhǔn)要求);
2、混料生產(chǎn)(配方準(zhǔn)確、生產(chǎn)工藝成熟、生產(chǎn)設(shè)備正常、操作人員熟練);
3、管材儲存(防止日曬、遠(yuǎn)離熱源、通風(fēng)、先進先出);
4、生產(chǎn)企業(yè)到工程現(xiàn)場運輸(裝卸、捆扎、散熱、保護);
5、工程現(xiàn)場庫房到工地的二次運輸、管材放入溝槽(嚴(yán)禁拋摔)
等等……
不可否認(rèn)，由于塑料管材生產(chǎn)門檻低，市場無序競爭，再加上最低價中標(biāo)等政策推波助瀾，個別廠家受利益驅(qū)動，以次充好，導(dǎo)致塑料管材的質(zhì)量非常差。這樣的管材確實讓用戶對塑料管的應(yīng)用產(chǎn)生了誤會，甚至杜絕使用。例如中原某省由于PE管應(yīng)用問題頻頻，竟下文在本省禁止使用PE管。
為了使優(yōu)質(zhì)的管材完整無損的運送到施工現(xiàn)場，交付客戶手中，許多公司不惜投入大量資金完善運輸方案：購置棉毯，鋪墊在運輸汽車馬槽的底部和管材的隔層之間，防止管材在長途運輸中顛簸磨損;還為用戶提供了管材如何裝卸、碼放、存貯的卡片及安裝說明書，提示用戶在卸車、碼放、保管期間的注意事項。遺憾的是，用戶在卸車或二次搬運過程中隨意拋摔的現(xiàn)象時有發(fā)生，造成有的管材、管件形成暗傷或破損;有的管材、管件存貯保管不當(dāng)，,接觸了化學(xué)有機溶劑而降低了承壓能力;有的管材、管件堆放過高，雜亂無章導(dǎo)致嚴(yán)重變形;有的民工冬天用柴草烤火取暖，野火四漫燒壞管材;有的使用炸藥開山炸槽,碎石飛濺砸傷管材等等。
個別的運輸司機急于卸車交貨，唆使民工快卸甚至說塑料管不怕拋摔，湖北某工地：一個民工站在貨車的駕駛室頂上，將兩個Φ450MM×45°焊接彎頭，高高的拋下……河北某地：卸Φ110MM的管材時，一個農(nóng)民站在4米多高的貨車頂上，雙手舉起一根6米長的管材，向上方拋去，然后重重地落地，口中還振振有詞地說:“看看管材合不合格?”，盡管廠家技術(shù)人員費盡口舌地對這些人強調(diào)塑料管材卸車時嚴(yán)禁拋摔，反復(fù)解釋用拋摔的方法檢測管材是不科學(xué)的，根本無濟于事,他們更聽不進去外觀檢測、化學(xué)檢測、物理檢測、液壓實驗……
這樣的結(jié)果就是：優(yōu)質(zhì)的管材在安裝前就已經(jīng)不優(yōu)質(zhì)，甚至不合格了。在安裝前如果能夠發(fā)現(xiàn)損壞的管材、管件，不再使用，那或許僅僅是管材、管件損失，否則，施工隊伍不負(fù)責(zé)或者管材出現(xiàn)暗傷難以發(fā)現(xiàn)，那么在試壓或管道運行時勢必出現(xiàn)管道事故，付出很高的維修成本，施工隊往往把責(zé)任推到產(chǎn)品質(zhì)量問題上了之。
二、科學(xué)的設(shè)計是給水管道工程的必備保障。
優(yōu)質(zhì)的給水管道工程必須有科學(xué)的設(shè)計作保障，設(shè)計部門應(yīng)根據(jù)業(yè)主的用水需求，通過現(xiàn)場的實際勘測，依據(jù)水力學(xué)的原理，科學(xué)合理地為用戶提供管材的口徑、公稱壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)，為用戶提供設(shè)計圖紙的理論依據(jù)，來證明圖紙的合理性，確保給水管道的安全運行;設(shè)計部門除應(yīng)考慮管道的流量、工作壓力、管道的外力荷載外，特別要考慮管道產(chǎn)生水錘時的瞬間爆破壓力，并為管道的安全運行提供必要的保護措施，減少水錘，消除隱患，如計算三通、彎頭、異徑管等處止推墩的尺寸，管道高點形成氣囊處的自動排氣，管道維修清洗時低點的泄水，防止管道產(chǎn)生水錘的安全閥、水錘消除器的設(shè)置等。
現(xiàn)實中的給水工程圖紙，并不是出自水力設(shè)計部門，而是出自業(yè)主方或施工人員自己之手，他們并不具備設(shè)計資質(zhì)，缺少水力學(xué)的相關(guān)知識，不能提供圖紙設(shè)計的理論依據(jù)，他們所依據(jù)的是施工過若干個管道工程，憑借自己多年的安裝經(jīng)驗畫張草圖，然后邊測量、邊修改、邊施工，甚至個別的小規(guī)模給水管道工程連草圖都不具備，管線的走向就在某些工程負(fù)責(zé)人的大腦里，施工時隨意性較大，這樣的做法為以后的管道安全運行留下隱患。
有一份資料介紹，某化工廠采用管道輸水，在某一區(qū)段曾連續(xù)四次發(fā)生爆管事故，后來在此增設(shè)了自動排氣閥，再也沒有出現(xiàn)爆管事故，可見，原先設(shè)計的管道在這一區(qū)段，是欠妥當(dāng)?shù)模惺Э茖W(xué);科學(xué)的設(shè)計能預(yù)防管道事故的發(fā)生，為管道的安全運行提供保障。
三、不規(guī)范的施工是給水管道工程存在的隱患。
有了優(yōu)質(zhì)的管材和科學(xué)的設(shè)計，還必須有規(guī)范的施工作保障，否則再科學(xué)合理的設(shè)計也是一張廢紙，再優(yōu)質(zhì)的管材也難保證不出事故。針對塑料給水管道事故，北美曾有人做過專門的統(tǒng)計，結(jié)果80%以上的事故都是由不規(guī)范施工造成的。目前，我國塑料給水管道工程的施工都有相關(guān)的施工技術(shù)規(guī)程做施工依據(jù)，指導(dǎo)用戶安裝施工，管材生產(chǎn)企業(yè)還設(shè)有專門的售后服務(wù)部門，為用戶提供售前、售中、售后服務(wù)，為用戶培訓(xùn)技術(shù)安裝隊伍，確保給水管道工程的安裝合理，施工規(guī)范。
可實際情況是，很少有業(yè)主方聘請專業(yè)的管道工程施工監(jiān)理，對給水管道工程進行質(zhì)量監(jiān)督，個別的施工隊根本不具備施工資質(zhì)，不按規(guī)范施工甚至在利益驅(qū)動下偷工減料，導(dǎo)致管道在運行中出現(xiàn)事故，常見的情況有以下幾種：
1、溝槽與回填土不符合規(guī)定
溝槽不合格的情況在山區(qū)經(jīng)?？吹剑饕莻€別地段的石頭較多，溝槽的開挖由人工鑿成或炸藥炸出，槽底嚴(yán)重不平并且有鋒利的石頭凸出，遇到這種情況，按有關(guān)規(guī)定，溝槽底部的石塊應(yīng)該清除并鋪墊15公分以上的沙土，然后才能鋪設(shè)管道，可施工人員不負(fù)責(zé)任或偷工減料，不鋪墊沙土或者象征性鋪墊點沙土,就直接把管道鋪設(shè)在石塊上面,當(dāng)回填完畢通水運行后，由于管道本身的重量、豎向土壓力、管線上面的車輛荷載,重力疊加,由管道底部一個或幾個鋒利凸起的石塊支撐著,過分的應(yīng)力集中,管道極有可能會在這個點處硌傷破損并沿著這個點直線開裂,這就是人們常說的“刻痕效應(yīng)”。
常見的回填不合格，一是用較大的磚瓦石塊當(dāng)回填土直接拋砸在管道上;二是回填后不按施工規(guī)程要求的規(guī)定，做夯實處理，塑料管道作為柔性管道，管道的回填至關(guān)重要，只有按照規(guī)定要求進行回填并保證夯實度才能體現(xiàn)塑料管管-土共同作用的優(yōu)點。
東北某省冬季施工，管道安裝完畢后，回填土都是大凍土塊，甭說回填的密實度無法保證，僅這大凍土塊直接拋砸在管道上，就已經(jīng)留下不安全因素了，因為塑料管道的抗沖擊性能與溫度有關(guān)，溫度越高，管材的抗沖擊性能越強，溫度越低，管材的抗沖擊性能越差，這樣的違章施工，無疑為以后的管道安全運行埋下隱患。
2、三通、彎頭、異徑管等節(jié)點的水泥止推墩制作不符合要求
Φ≥110MM以上管道的三通、彎頭、異徑管等節(jié)點，應(yīng)設(shè)置水泥止推墩，防止管道推移，“止推墩混凝土不宜低于C15級，并現(xiàn)場澆筑在開挖的原狀土地基和槽坡上”。有些施工方對止推墩所發(fā)揮的作用，引不起足夠的重視，他們在管道旁釘個木樁或楔個鐵橛充當(dāng)止推墩，有時水泥墩的體積太小或未澆筑在原狀土上，有的止推墩的強度不夠，結(jié)果管道運行中，止推墩無法發(fā)揮作用形同虛設(shè)，造成三通、彎頭等管件推移錯位后而損壞。
舉例說明：假設(shè)一條Φ500×16.8MM的管線上有一個90°的彎頭，管道工作壓力0.4MPA時， 90°彎頭處的推力就是：
T=1.57×DN2×FWD×SIN(A/2)=1.57×46.642×4×SIN(90/2)=9658KG
式中DN :管道內(nèi)徑CM
FWD:內(nèi)水壓力KG
A:彎頭轉(zhuǎn)角
由此可見，當(dāng)Φ500MM的管線運行壓力0.4MPA時， 90°彎頭處產(chǎn)生9.6T的推力，此處止推墩的強度如果不夠，抵抗不住9.6T的推力破碎或位移，彎頭失去止推墩保護也會跟著破損。
在給水管道事故中，因止推墩不符合要求而導(dǎo)致管件破損的現(xiàn)象非常多，尤其是橡膠圈連接的管道，施工方應(yīng)高度重視。
3、未安裝自動排氣閥或安裝的位置不合理。
起伏較大的山區(qū)或丘陵，在管道的高點，應(yīng)設(shè)計安裝自動排氣閥，即使是地形起伏不大的平原地區(qū)，也要在挖槽時，人為的將管線設(shè)計出起伏，呈循環(huán)上升或下降，坡度不小于1/500，在每公里的最高處設(shè)計1-2個排氣閥。
管道在輸水過程中，管道中氣體會逸出在管道高起部位積累起來，甚至形成氣阻，管道中水的流速發(fā)生波動時，隆起部位形成的氣囊將不斷被壓縮、擴張，氣體被壓縮后所產(chǎn)生的壓強要比水被壓縮后產(chǎn)生的壓強大幾十倍甚至上百倍，此時，這段存在隱患的管道，可能會導(dǎo)致下列情況：
⑴管道上游通水后下游滴水不見。因為管道內(nèi)氣囊阻斷水流，形成水柱分離。
⑵管道內(nèi)被壓縮的氣體，壓縮到最大極限，急速膨脹，導(dǎo)致管道破裂。
⑶當(dāng)高處水源的水，利用重力流按一定的速度向下游輸送時，急速關(guān)閉上游的閥門后，由于落差及流速的慣力，管道內(nèi)上游的水柱并沒有立即停止，它仍按一定的速度向下游流動，此時管道內(nèi)因無法及時補氣形成真空，造成管道被負(fù)壓吸癟而破損。
造成以上三種情況，都是未按設(shè)計的要求安裝自動排氣閥、真空破壞閥所致;可能有的用戶安裝了自動排氣閥，但因口徑太小被異物堵塞喪失自動排氣的功能，可能有的用戶安裝了自動排氣閥，但選擇的位置不當(dāng)，安裝時應(yīng)用水準(zhǔn)儀測量后安裝在管道的最高處;真空破壞閥具有能及時向管道內(nèi)補氣、破壞真空、防止負(fù)壓的功能，自動排氣閥具有自動排氣、自動補氣、消除斷流、彌合水錘的功效，它們是管道安全運行的保護傘。
四、管道管理人員的合理操作
管道管理人員和泵房操作人員，應(yīng)具備一定的專業(yè)知識，經(jīng)過專門的培訓(xùn)，實行持證上崗，合理操作。例如：離心泵應(yīng)輕載啟動，先關(guān)閉泵的出口閥門，在啟動水泵機組后再逐漸打開出口閥門，盡量減少開啟泵的次數(shù)，避免水的流速在管道內(nèi)突然升高或降低發(fā)生急劇變化，防止水錘的發(fā)生，如條件允許，最好采用變頻儀控制管道壓力;利用大泵小泵交替供水時，應(yīng)先開泵后停泵，而不應(yīng)該先停泵后開泵;對泵站的閥門、止回閥，盡可能采用微阻緩閉式，適當(dāng)延長開啟關(guān)閉的時間并經(jīng)常對其維修保養(yǎng)，使它開啟自如，關(guān)閉緩慢，達到減少水錘以至消除水錘的目的。
管道管理部門在給水管道工程竣工驗收后，應(yīng)及時繪制竣工圖，用施工圖代替竣工圖是嚴(yán)令禁止的;如需使用金屬探測儀探測塑料管道的位置，可在管道回填時埋設(shè)金屬示綜線，以方便檢測;管線鋪設(shè)在田間郊外及路邊，竣工后應(yīng)根據(jù)管道的走向及時設(shè)立永久性標(biāo)志或警告牌加以提示，避免其它施工單位施工時損壞管道;據(jù)《江蘇供水》2003年第3期——談城市供水設(shè)施的保護，這篇文章中介紹，2002年南京市供水設(shè)施被破壞達144次，直接損失約18萬元。
五、結(jié)束語
給水管道工程是一個系統(tǒng)工程，它的安全運行是由多方面因素構(gòu)成的，在這個系統(tǒng)工程中，不論采用金屬管道還是非金屬管道，違背科學(xué)都有出現(xiàn)事故的可能性。這就要求我們對事故要公正客觀的分析原因，要求我們必須要選擇優(yōu)質(zhì)的管材，以科學(xué)的設(shè)計、規(guī)范的施工、合理的操作運行作保障，使管道工程真正根除隱患、安全運行。
