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浅谈消防管网渗漏的原因及应对措施


随着我国经济的快速发展,城镇化建设加快推进,新型城镇建设,老城改造成绩卓有成效;消防系统工程建设得以普及和提高,新建、改建、扩建项目基本都设置了消防系统。但从近几年已交付的消防系统设施运行情况来看,系统故障居高不下,特别是消火栓系统、自动喷水灭火系统由于管网渗漏严重,给防火安全带来巨大消防隐患。

1   消防管网常见分类及地下管线探测方法

目前常见消防管网按位置区域主要分为:室内管网和室外管网两大类。按系统分主要有:消火栓系统管网(室内、室外),自动喷水灭火系统管网,智能水炮灭火系统管网,泡沫灭火系统管网,水喷雾灭火系统管网及泵房供水系统管网等。不同的系统,不同的区域位置,管网使用的材质及供水压力不同。按压力分为:低压管道、中压管道、高压管道。其中低压管道最为常见;中压管道、高压管道一般用在高压气体灭火系统、高压超细水雾灭火系统等系统中,以及高层或超高建筑分区供水时常见。

常用消防供水管网材质主要有:给水球墨铸铁管、内外热镀锌直缝钢管、内外热镀锌无缝钢管、钢丝网骨架PE复合管、不锈钢管道等;连接方式主要采用电焊法兰连接,电熔焊连接,沟槽连接,玛铁管件丝接。

通常室内管线采用明敷或吊顶内明敷,渗漏检查一目了然;室外管线采用地下暗敷为主,也有采用地下管沟或管廊敷设的。目前常用的地下管线探测仪器有雷迪RD8000探管仪、雷迪RD1100探地雷达、科探KT–900F地下寻管仪等。 

2   管网渗漏原因分析

2.1   设计原因

(1)设计质量不佳,室外过路管道的埋深及回填材料未考虑道路上方车辆荷载,需走重载的区域,埋深不够的管道未做混凝土包覆处理或设置套管。

(2)长距离管道未考虑补偿,未考虑建筑沉降或地面沉降。

(3)管网未考虑水锤吸纳措施;经常性使用,在水锤多次冲击下对管网管件、阀门接头处损害较大,造成漏水。

2.2   施工原因

(1)管网使用管道材质性能差,质量不过关;使用黑铁钢管、镀锌钢管壁厚不符合要求,防腐处理不过关;系统管道使用过程中容易锈蚀造成渗漏。

(2)管件质量不达标;玛钢件、铸钢件、铸铁件砂眼及气泡超标,锈蚀造成渗漏。

(3)管道焊接连接时,焊接质量问题 :夹渣、砂眼;试压时洇水,但压力降尚能暂时满足验收规范要求,然而时间久了,管道锈蚀,砂眼渗漏;不同材质管道焊接连接,如不锈钢管道与碳钢管焊接。

(4)管道沟槽连接时,管道加工沟槽时,压槽不符合技术规程要求,槽口断裂或裂纹,槽深不达标,造成卡箍连接件处管道断裂或沟槽卡箍滑出槽口,造成漏水。

(5)管道进出建筑物没有按要求设置柔性套管,进行缓冲处理;建筑物自然沉降时,导致管道的接口处出现裂缝,造成漏水。消防管道通过建筑物沉降缝,不安设柔性短管;当建筑物出现不均匀沉降时,穿越的消防管道连接处出现裂缝,或管道断裂,造成渗漏。

(6)室外管道,管由位置回填土,杂填土,没有进行土质处理,管基未做夯实处理,泡水或路面过载后,沉降严重,导致管道接口出现裂缝,此类现象屡见不鲜。

(7)室外承插管道,管道弯头处,或拐弯处没有设置挡墩,管道在水力冲击下,弯头处松动,出现渗漏。

(8)长距离管道没有按设计考虑设置补偿措施;管道随气候变换,有胀缩变形,造成内应力上升,对管道连接处造成损害,或反复伸缩引起橡胶密封垫失去弹性,从而造成法兰密封不严,引起渗漏。

(9)消防水泵和消防水池各设独立基础时,水泵吸水管与水池采用刚性连接,导致吸水管与水泵连接法兰处渗漏或吸水管周边出现渗漏。

2.3   维护原因

(1)室外埋地管道,上部重载碾压;管道在敷设过程中部分区域原设计,只考虑正常荷载,日常管理时未避免挖掘机,渣土车等重型施工机械碾压。

(2)室外阀门井内阀门、水泵接合器、室外消火栓相应阀门阀件,维护不到位,造成法兰及密封垫、连接螺栓锈蚀损坏,引发渗漏。

(3)室外架空管,保温缺失,加剧热胀冷缩,造成管道内应力加大,使得管件、法兰面,沟槽连接处在应力作用下疲劳破坏,引发渗漏。

3   应对措施

3.1   管理措施

加强建筑消防设施全寿命、全过程管理。规划设计阶段,应进行合理规划布局,管材的选用,管网压力,管由设计,阀门阀井设置等各环节进行全方位综合考虑。施工阶段,严格做好材料设备的进场检验,严格做好隐蔽工程的检查及验收,严格把控施工过程质量,严格按照工艺要求,技术规程,验收规范进行施工作业。运营维护阶段,应做好日常管线的巡查工作,做好相应阀门,明露管道的维护。

3.2   技术措施

(1)管材的选取。

消防管道材料的选择,应符合国家相关政策及有关标准规范,根据国家和地方相关政策因地制宜,合理选用消防管材,严格按照国家有关标准和规范设计、施工,并作为验收的主要依据之一。许多规范中对消防系统所选用的管材有明确的规定,因此无论设计者还是施工人员都必须遵守。

根据管材具体使用地点和敷设方式灵活选用管材,一种管材在某地是否适用,除管材自身特点之外,还取决于该地区的自然地理环境,工况条件,资源特点、居民生活水平,社会经济发展状况等因素;另外,建筑物的不同使用功能的标准高低,也直接影响管材的选用。通常情况下消防管网室外埋地管道采用柔性球墨铸铁管,或采用钢丝骨架PE复合管道;室内消火栓管道采用内外壁热镀锌钢管,自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统可采用内外壁热镀锌钢管、不锈钢管,铜管。

(2)钢管的防腐处理。

埋地钢管防腐处理可以采用玻璃纤维布和煤沥青三油两布处理;也可采用PE 胶粘带进行缠绕处理。无论采取何种防腐处理,一定要根据地理环境,土壤环境的酸碱度等综合考虑。防腐施工时一定要做好管道基底处理,刷油要全覆盖,纤维布或胶粘带缠绕要缠紧、压实,并做好搭接,搭接宽度符合规范和设计要求。对于埋地钢管防腐层施工质量检查,一要进行外观目测检查,二要采用电火花测试仪进行检测,确保防腐到位无漏点。采用手持超声波测厚仪对防腐层厚度进行测试抽查,确保防腐厚度达标。对于长距离埋地钢质管道可根据需要增加牺牲阳极保护法,延缓管道的锈蚀,增加管道使用寿命。

(3)管道安装敷设。

常见的管道连接方式主要有:沟槽连接、卡套连接、焊接法兰连接、丝扣螺纹连接、电熔连接、热熔连接、承插连接等。管道施工时应选用合适的施工工艺,并严格按技术规程施工。

1)焊接钢管、不锈钢管、铜管焊接连接。在全面焊接作业前应做好焊接试验,编写作业指导书,做好焊接工艺评定。Q235钢材质管道宜采用酸性焊条,20号钢材质宜采用碱性焊条,不锈钢管、铜管宜采用与母材匹配的焊材。不锈钢管宜采用氩弧焊,铜管宜采用钎焊。管道焊接时除了严格遵照作业指导书要求的焊接电流、电压等参数外,也要做好对母材焊接处的表面处理。宜做好除污、除锈,管道坡口处理;对焊时留出对接缝隙,确保焊接熔池宽度,焊缝高度符合要求。根据设计要求采用有效的质量检测手段。常见检测方法有X射线法,超声波探伤等。

2)管道沟槽连接。管道管口加工槽口其宽度深度应满足T/CECS 151-2019《沟槽式连接管道工程技术规程》要求;室内直管管段宜采用刚性接头,在管段上每4~5个连续的刚性接头间,应设置1个挠性接头;直管与管件连接宜采用刚性接头,对有温度补偿功能的弯管、折线形管道,应在其产生角变位的管段上,采用挠性接头;埋地管道宜采用挠性接头。室外埋地管道进墙管外侧第一个接头必须采用挠性接头,且挠性接头离外墙面距离不应大于300 mm。

3)地埋球墨铸铁管道柔性承插连接。应做好管基处理,管道三通、弯头必须设置支墩及挡墩;管道连接时,承口胶圈应密贴承口槽内,顶入前应在插口外表及胶圈上涂抹植物油,顶推过程应注意定管和动管中心轴线重合。管道顶进完成及时进行部分回填,端头及时进行限位固定,防止管道回弹松动。

4)地埋管道的回填。地埋管道回填质量好坏,对管道使用寿命的影响不容小觑。对于埋地钢管及PE 复合管,由于其外表面的保护层硬度相对较小,所以沟槽回填不得采用建筑垃圾,腐殖土回填。以免挤压破坏保护层或腐蚀保护层。回填时管道四周宜采用素土或中粗砂回填。每次回填高度不宜太高,宜控制在20~30cm;回填夯实采用人工夯实,或小型夯实工具;回填一定高度后可需用适当的压路机碾压,一般管道上口80cm以内不得采用重型机械碾压。回填土或中粗砂的含水率应控制在规定范围内。一般较佳的含水率:砂土:8%~12%粉质粘土;12%~15%;粉土:16%~22%;粘土:19%~23%;回填密实度应根据管道所在位置及管道刚性不同而考虑;一般情况下(1)刚性管道回填土时的压实度要求:管顶至距离管顶50 cm以下范围内不低于0.85,管道两侧至管顶范围内不低于0.90,其余部分至回填地面不低于路基或地面的压实度要求,一般不低于0.95。(2)柔性管道回填土时的压实度要求:管顶至距离管顶50cm以下不低于0.85,管道两侧至管顶范围内不低于0.95,其余部分不低于0.90或依据地面或路基的压实度要求。

5)合理设置自然补偿和人工补偿。自然补偿利用管道自然弯曲来吸收管道胀缩,可以设置L、Z、U形来完成。人工补偿方式一般采用波纹补偿器,利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管线导管等的轴向、横向和角向位移;室外管道敷设时在室外阀门侧加设补偿器,可以利用补偿器的弹性位移,利于管道阀门的拆除更换,也保证了阀门与管道法兰连接处不受管道胀缩变化引起的位移导致密封不严。在泵与管道连接之间设置可挠性橡胶接头,可以有效隔除设备振动对管网带来的损害。在管道穿越建筑沉降缝两侧设置柔性短管——金属软连接法兰短管,可解决建筑沉降造成管道撕裂或连接处闪缝问题。

增设管道补偿装置时应合理设置管道固定支架和滑动支架。固定支架的设置应考虑补偿段的管道位移变化量能被补偿装置吸收,否则,补偿设施形同虚设,管道变形时,由于位移变化破坏支架,造成管网损坏,严重时管道撕裂造成漏水。滑动支架设置应考虑位移变化方向,让管道在计划的位移方向上有序伸缩变形。

6)合理增设水锤吸纳器。水锤吸纳器是一种通过密封气压腔对水锤实现缓冲,能防止建筑给水管道和设施免遭水锤破坏的水力保护装置。水锤吸纳器的增设可以防止或减轻水锤对给水管道及管网设施的破坏,并可降低系统的振动和噪声 。

根据供水方式不同,通常采用上供上给,上供下给,高位水池(水箱)转输等方式。消防给水系统设置高位水箱及消防增压稳压设施,也有在低处消防泵房内设置消防增压稳压设施的系统。在泵房处设置增压稳压设施,一般情况采用隔膜式气压罐;由于气压罐具备吸收一定的系统管网压力弹性变化的能力;此类系统根据管网水锤计算可以不再增设水锤吸纳器。其他情况消防水泵供水高度大于24 m时,应在消防泵出口止回阀后设置水锤吸纳器。以保证管网不受水锤的冲击造成破坏,引起渗漏。

4   结语

消防管网的渗漏现象普遍存在,轻者大量浪费水资源;重者造成管网系统瘫痪,导致消防系统无法正常工作。为解决好此问题:一方面可以确保建筑消防灭火设施正常运行,发挥其应有作用;另一方面可以节约宝贵水资源。总体来说做好此项工作就是(1)把好源头——设计关,材料选用关;(2)控制过程——施工作业,隐蔽验收、强度试验、严密性试验;(3)做好善后——日常管理和维护。随着科技的不断进步,针对消防水灭火系统的设计方案及施工工艺不断更新,管网渗漏漏水问题的不断探索和研究,管网渗漏终将得到有效根治。


摘自《建筑工人2023年7月,张新建



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