摘要：按照國家相關施工規范要求，新鋪設給水管道應進行兩次沖洗化驗完畢后，方可并入原有管網，為了防止渾水事故的發生，本文提出除了施工規范要求的再次沖洗以外，在并網后還應增加一次沖洗化驗，以確保供水的本質。本文著重對并網前后的沖洗方案及水力參數計算進行研究闡述。
　　關鍵詞：沖洗；并網；渾水事故；給水管線；沖洗流速的保證
　　
　　一、概述
　　在給水管道尤其是大口徑（直徑大于等于800毫米）管道鋪設完成后，應按照規定進行水壓試驗，合格后進行沖洗消毒，之后申請停水，與原有管線并網供水。在新出版的給水排水管道工程施工及驗收規范（國標GB50268-2008）的9.5章節給水管道沖洗與消毒中，對新鋪設的給水管道沖洗消毒有如下要求（節選）：
　　1、排水管道已安裝完畢，并保證暢通、安全；沖洗管段末端已設置方便、安全的取樣口；
　　2、管道沖洗分兩次進行，即沖洗和沖毒兩部分。第一次沖洗應用清潔水沖洗至出口水樣濁度小于3NTU為止，沖洗流速應大于1.0m/s。管道第二次沖洗應在第一次沖洗后，用有效氯離子含量不低于20mg/L的清潔水浸泡24h后，再用清潔水進行第二次沖洗直至水質檢測、管理部門取樣化驗合格為止。
　　在實際工作中，新鋪設的給水管道進行過沖濁和沖毒這兩次沖洗合格之后，多次發生過并網后的渾水事故，既然新管道都干凈了，為什么會有渾水事故呢？本文提出一個新的觀點：為防止渾水事故的發生，除了對新鋪設管道進行兩次沖洗之外，在停水并網后還應進行一次并網后沖洗，下面進行詳細論述。
　　二、并網后渾水事故的原因分析
　　對歷史上的渾水事故進行分析后，認為渾水形成無外乎以下三種原因：
　　1、新鋪設的管道不潔，管道內有未被清掃沖洗出的泥水雜物，這是渾水產生的主要原因，按照經驗數據分析，70%以上的渾水都是由于這種原因產生的。
　　2、在停水并網過程中有泥水雜物進入管道且未被清掃干凈，這也是主要產生渾水的原因，約占20%左右。
　　3、原有管道多年未沖洗，積垢嚴重，停水后積垢脫落，形成污染源，這種現象比較少，約占10%左右。
　　理論上說，1千克的泥土如均勻分散到1000立方水體中時，水體的濁度會增加1毫克/升，3千克的泥土足以使1000立方的潔凈水體從合格到不合格，也就是常說的渾水事故。
　　另外，在中國很多地區，尤其是很多大中城市的供水供應的屬于供水管理部門，而新鋪設的給水管道在停水并網中，恰恰牽涉到以上兩個各部門，由于管理上存在交叉，工作中存在職責不清，從客觀上也增加了渾水事件的風險。
　　對于以上原因逐一進行分析，根據歷史經驗可以認為最容易解決的是第一類原因，只要按照施工規范進行有效的清掃、沖洗、消毒，完全可以解決新敷設的管道內部不潔的問題。對于第二種原因，可以參照第一種解決辦法，在停水過程中進行徹底的清掃，確保接攏部分管道內部的清潔，也完全可以解決。而對于第三種原因就必須具體問題具體分析了，原則上在可能的前提下，應在停水接攏后恢復供水前，將新老管道一并進行沖洗，化驗合格后一同并網。
　　三、計算原理及水力公式的應用
　　按照規范的要求，對于新埋管道，沖洗流速不小于1.0m/s，必須進行連續沖洗。但是現實的存在問題是：現場情況千變萬化，不太可能安裝流量儀等精密儀器，為了達到規范要求的沖洗流速，應如何設置沖洗口，又如何知道管道內的流速達到規范要求值呢？按照規范要求和經驗分析，應按照以下原則進行：
　　1、對于沖洗口的設置，原則上應布置在新鋪管道的末端，沖洗管的口徑應為主管道的1/3左右，盡量靠近河道等處，確保沖洗口達到無障礙敞口流形式進行沖洗，這樣可以講管道內異物順利沖出。
　　2、為了便于采樣化驗，應在沖洗口設置水質采樣點。為便于進行水力計算，應在沖洗口前安裝壓力表，通過調節進水閥門和沖洗閥門來調節沖洗流速，達到徹底沖洗的目的。
　　按照以上原則設置完畢后，在現場不能提供流量儀的情況下，可以進行簡化的水力計算：假設只設置一個圓形短管管嘴出流的公式計算如下：
　　在沖洗口壓力H1(通過已安裝的壓力計獲得）已知后，即可求出沖洗管出口流速：
　　(1)
　　其中：
　　H1為出口處壓力，單位為米；
　　μ為圓口系數，取0.82；
　　V1為沖洗管出口處流速，單位為米/秒；
　　G為重力加速度，取9.8米/秒2。
　　對于沖洗口流量，則有公式：
　　(2)
　　其中：
　　D1為沖洗管直徑，單位為米；
　　Q1為沖洗管流量，單位為米3/秒。
　　對于相應的主管道流量，則有公式：
　　(3)
　　其中：
　　D0為主管直徑，單位為米；
　　Q0為主管道內流量，單位為米3/秒
　　V0為沖洗管出口處流速，單位為米/秒。
　　由于只有一個沖洗口，水流是連續流，可以認為沖洗支管流量即為沖洗主管道的流量，則有公式：
　　(4)
　　將公式(1)、(2)、(3)代入公式(4)進行換算，則有公式：
　　(4)
　　這樣，就可以根據已知條件計算出新埋設主管道的沖洗流速，通過調節進出水閥門，計算分析是否達到規范要求，即V0>=1米/秒。
　　下面根據某市主干道給水管道工程的實例進行計算分析：
　　現主干道上已新敷設直徑1000毫米的球墨鑄鐵管，管道末端已設置直徑300毫米的沖洗口，安裝了壓力計并設置了水質采樣點管道內部清掃完畢，完成壓力試驗和兩次沖洗及消毒工作，均符合規范要求。在停水接攏后，對接攏點內部進行徹底清掃，為避免并網后產生渾水事故，擬對其進行并網后的沖洗。通過調節進水閥門的開啟，按照公式（1）（2）（3）（5）進行計算可以得出沖洗口壓力H？在8至11米波動時，對應1000毫米主管道的流速，如下表（小數點后保留三位）：
　　                　　
　　由上表可知，隨著出口端壓力的上升，出口流速不斷加快，流量也不斷增加，經過試算法得出當出口端的壓力在9.36米時，主管道的沖洗流速剛剛達到1米/的規范要求（表中灰底底部分）。
　　在實際工作中，為了便于現場控制，可以根據不同主管道口徑和不同的沖洗管口徑進行列表計算，可以直接將主管道流速V?設為1米每秒，求出不同狀態下沖洗口壓力的臨界值，對公式（5）進行換算，則有公式：
　　(6)
　　根據公式（6）可以對300毫米至2000毫米的不同主管道，以及的相應的100毫米至600毫米的沖洗口端壓力臨界值進行計算，如下表（原則上沖洗管口徑選取主管口徑的1/4到1/3，保留小數點后兩位或兩位有效數字）：
　　           　　
　　對上表進行分析，可以得出以下結論：
　　1、在表中粗實線上方灰底部分，對應的沖洗主管道口徑與沖洗支管口徑的條件下，沖洗支管出口壓力必須超過47.42米才可能達到規范要求的流速，即1米/秒，如此高的壓力實際根本無法達到，因此不得選擇在此區域內使用。
　　2、在表中粗實線下方灰底部分，對應的沖洗主管道口徑與沖洗支管口徑的條件下，很低的沖洗支管出口壓力（4.66米）即可滿足規范要求的流速，即1米/秒，很容易達到，但是此時的管網壓力處于失壓狀態，嚴重影響周圍用戶正常用水，因此同樣不可選擇在此域內使用。
　　3、在表中兩條粗實線的之間白底部分，對應的沖洗主管道口徑與沖洗支管口徑的條件下，即沖洗支管與沖洗主管口徑之比在1/4至1/3左右時，要求的沖洗支管出口壓力在6.15米至35.9米之間，現場完全可以達到，此時的管網沒有失壓，對周圍用戶用水影響不大，因此建議在此區域內選擇使用。
　　四、解決渾水問題的方案及對策
　　根據以上的分析計算，經過對相關歷史資料分析，為解決停水后的渾水問題，提出以下方案及對策：
　　1、自來水是一種特殊產品，與人民群眾的生命健康息息相關，建設管理各方都應高度重視供水的質量和安全，應本著對人民高度負責的精神，樹立良好的職業道德，嚴格按照規范和施工圖要求進行施工和管理。
　　2、對于新鋪設的管道，應按照規范要求進行認真涿根清掃，對口徑超過800毫米的大口徑管道，應增加人工內部清掃工作，所以管道在施工間歇期間采用有效手段對管口進行臨時封堵，防止雜物進入管道，確保新敷設管道的清潔。
　　3、對新鋪設的管道按照規范要求進行壓力試驗、消毒和兩次沖洗工作，確保新鋪設的管道符合規范要求，具備并網的條件。
　　4、根據現場實際情況進行分析，制定切實可行的停供水方案及并網沖洗方案，選定合理的沖洗排水口，進行必要的水力計算確定合適的沖洗管口徑，在停供水時間上應留有余地，確保停供水工作在安全可靠的條件下進行。
　　5、停水接攏后應對接攏點進行人工清掃，確保接攏點的清潔，驗收合格后才能進行最終封閉。
　　6、在并網沖洗前應從來水方向緩慢進水，將管道內氣體排盡后，開啟閥門進行連續沖洗，并根據沖洗口壓力表讀數按照公式（5）計算主管道流速，確定主管道流速達到規范要求，在水質化驗合格后方可并網。
　　7、在停水前應將所有支管閥門關閉，新老管道沖洗完畢，化驗合格后、最后逐一將支管閥門緩慢打開，恢復供水。
　　8、恢復供水后應保留2至4小時的觀察期，一旦有渾水出現應立即關閉閥門停止供水，及時進行有效的處理。
　　五、結束語
　　國家發布的各種設計、施工、驗收規范為工程建設各方的工作提出了規范性的要求，國家規范中所要求的不是最高標準而是最低要求標準，是必須達到的要求。在具體的生產實踐中，各種問題層出不窮，相當復雜，這就需要我們要具體問題具體分析，一圖紙和規劃為依據，用科學的方法和手段揭示問題并解決問題，最后還應進行必要的分析總結。
　　本文提出的并網后還應增加一次沖洗化驗的論點，以及解決渾水事故的方案及對策，是在實踐中逐步總結摸索出來的方案，經過多次實踐證明是合理有效的。