市政管道水錘防護安全技術
應用技術
作者：王曉波
摘要 當今社會城市化的趨勢導致用水且急劇增加，人口急劇增長，工業設施快速膨脹，導致需水量急速增加。使城市原有供水設施出現嚴重的問題，水錘防護係統設置不當形成的爆管，通過分析管道選擇及防水錘設備選擇提出水錘解決方案。
關鍵詞 水錘防護係統；爆管；管道；解決方案；安全技術
中圖分類號TU99 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0127-02
管線水錘是形成爆管的主要原因，會造成巨大的社會影響和政治責任。經濟損失重大並引發各種問題。水錘防護係統僅占約引水工程投資額的3%，如果品質不良影響巨大。
1 水錘防護係統設置不當形成的爆管
1.1 水錘的定義
水錘是在突然停電或者在閥門關閉太快時，由於壓力水流的慣性，產生水流衝擊波，就象錘子敲打一樣，所以叫水錘。水流衝擊波來回產生的力，有時會很大，從而破壞閥門和水泵。
“水錘效應”是指在水管內部，管內壁光滑，水流動自如。當打開的閥門突然關閉，水流對閥門及管壁，主要是閥門會產生一個壓力。由於管壁光滑，後續水流在慣性的作用下，迅速達到最大，並產生破壞作用，這就是水利學當中的“水錘效應”，也就是正水錘。在水利管道建設中都要考慮這一因素。相反，關閉的閥門在突然打開後，也會產生水錘，叫負水錘，也有一定的破壞力，但沒有前者大。
1.2 爆管原因
管線水錘是形成爆管的主要原因，會造成巨大的社會影響和政治責任。由於國內無專業水錘防護設備生產廠，隻由各綜合閥門廠兼顧生產，由於此產品須結合整體管線水錘計算及水錘防護技術，故品質及技術服務存在很多問題；水錘方案提供商均提供水錘防護計算及完整的方案，可以計算何時、何位置，出現多大程度的水錘，使用何形式的水錘消除設備。所以可靠性較高，且有很多重大引水工程應用案例。
1.3 爆管案例
1.3.1寶雞九年11次爆管
寶雞市馮家山水庫引水工程1999年建成後，主管道辮裂三次。2003年爆管一次。2004年爆管一次。2005年，主管道爆裂，衝出的水柱高達7米多。2007年8月，再次爆管，市區80%的地區供水中斷。 2007年9月又爆管一次，造成市區大麵積停水。2008年2月4日，輸水主管道發生第九次爆管，12月10日又發生第10次爆管。 l2月10日又發生第11次爆管。
爆管原因是嚴重超壓所致。B標段地形屬於兩高一低地段，極易使管內出現水錘、氣錘，沒有安全運行的防爆裝置。因為空氣閥品質及設置原因，空氣排除效果不佳，壓力不斷升高，導致超過管材承受的杭裂壓力，導致爆管事故發生。
1.3.2 雙鴨山一年三次爆管
雙鴨山引水工程2004年建成後， 2005年管道爆裂三次。至2007年仍無法通水，造成大量的經濟損失和社會影響。至2008年雖勉強通水，但仍存在極大的安全隱患。
爆管原因是工人操作不規範，在進水過程中開關閥過快，並且采用了快速出氣的空氣閥，品質欠缺，造成了局部壓力過大。應采用緩閉靜音型的空氣閥；另外，由於采用了玻璃鋼管材，承壓較低，在管線開挖過程中造成多處損壞，每次爆管都在修補處漏水；采用低端的減壓閥調流，噪聲極高，極易發生間題應選用專用的調流閥；2008年12月由哈工大進行水錘計算後正在進行改造。