合慶鎮(zhèn)新農(nóng)村低水壓管網(wǎng)改造技術(shù)分析
2013-01-01 00:00:00賀慧琳
中外建筑 2013年4期
摘要：對上海市浦東新區(qū)合慶鎮(zhèn)新農(nóng)村的給水水壓、管網(wǎng)特點(diǎn)以及現(xiàn)狀低水壓管網(wǎng)改造存在的問題進(jìn)行了分析?？偨Y(jié)了歷年來合慶鎮(zhèn)低水壓管網(wǎng)改造的經(jīng)驗(yàn)，提出了新農(nóng)村特點(diǎn)的供水模式和消防模式，為相關(guān)工程提供借鑒。
關(guān)鍵詞：新農(nóng)村；低水壓管網(wǎng)改造；給水管材
中圖分類號：TU991.33
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1008-0422（2013）04-0126-03
1.引言
隨著城鎮(zhèn)建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，居民生活水平的進(jìn)一步提高，老百姓對于生活用水的需求越來越高。與老百姓密切相關(guān)的生活用水直接關(guān)系到居民們的生活質(zhì)量，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、社會(huì)文明高速推進(jìn)的今天，給水管道的改造已經(jīng)成為新一輪水環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)。切實(shí)有效地改善生活給水條件是民之所愿，勢在必行。
自2007年合慶鎮(zhèn)友誼村首次試點(diǎn)完成新農(nóng)村低水壓管網(wǎng)改造以來，合慶、曹路、川沙、以及南匯等地區(qū)的供水系統(tǒng)經(jīng)歷了5期改造，分批分塊的解決新農(nóng)村地區(qū)供水問題。本文針對合慶鎮(zhèn)2007年至2011年的低水壓管網(wǎng)改造工程的研究，提出了適合新農(nóng)村低水壓管網(wǎng)改造方式。
目前，這項(xiàng)工程仍在繼續(xù)，本文將總結(jié)過去5期新農(nóng)村低水壓管道改造的經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作打好基礎(chǔ)。
2.供水特點(diǎn)
與城市給水相比，上海市浦東新區(qū)合慶鎮(zhèn)新農(nóng)村給水具有如下特點(diǎn)：
（1）農(nóng)村人口居住相對分散；
（2）以家庭生活用水為主，單戶用水量少；
（3）用水量波動(dòng)大，早、中、晚用餐高峰可為平時(shí)用水量的2-3倍；
（4）管網(wǎng)及水表老化，滲漏水嚴(yán)重，計(jì)量不準(zhǔn)；
（5）水表多戶合用，鄰里間矛盾較多；
（6）水系發(fā)達(dá)，無消防設(shè)施；
（7）新農(nóng)村區(qū)域較大，部分地區(qū)由多家水廠供水；
新農(nóng)村內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)較多，企業(yè)類型呈多樣化，部分企業(yè)用水量較大。
3.生活及消防水量
根據(jù)上海市浦東新區(qū)新農(nóng)村的用水標(biāo)準(zhǔn)，確定：
（1）生活用水量標(biāo)準(zhǔn)：平均日綜合用水量定額采用160L/p·d，日變化系數(shù)1.3；
（2）工業(yè)用水按實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算，并預(yù)留一定的發(fā)展空間；
（3）居民生活用水時(shí)變化系數(shù)取1.5；企業(yè)用水時(shí)變化系數(shù)取2.0；
（4）室外消防水量采用10L/s；
4.管網(wǎng)計(jì)算
4.1設(shè)計(jì)流量：
根據(jù)《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術(shù)規(guī)程》，本工程采用消防、生產(chǎn)、生活合一的給水系統(tǒng)，配水管網(wǎng)按樹枝狀設(shè)計(jì)。
生活生產(chǎn)用水量：
配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算。
Q=（Q1×k1/t1+Q2×k2/t2）×K
消防水量：
根據(jù)《村鎮(zhèn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況，取10L/S。
考慮到農(nóng)村地區(qū)可短時(shí)間間斷供水，本次設(shè)計(jì)生活、生產(chǎn)用水量與消防用水量不累計(jì)。
4.2設(shè)計(jì)流速：
管道流速采用經(jīng)濟(jì)流速。
4.3管徑計(jì)算
輸水管管徑公式：D=（4Q/TT×V）1/2
4.4壓損計(jì)算
管網(wǎng)末端的最小壓力滿足《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術(shù)規(guī)程》的要求，給水管最不利點(diǎn)的最小服務(wù)水頭單層建筑按10m計(jì)算，二層為12m。新農(nóng)村改造地區(qū)以自建房為主，大多為2層，因此最不利水頭按12m計(jì)。
消火栓設(shè)置處的最小服務(wù)水頭不低于10m。
沿程損失：
采用水力坡降i值計(jì)算公式：i=10.67q1.852/（Cn1.852dj4.87）
管道局部損失以沿程損失的10%計(jì)
4.5計(jì)算結(jié)果
按上述參數(shù)對供水區(qū)域內(nèi)各主要最不利點(diǎn)的流量及壓力進(jìn)行水力計(jì)算，并對較長的支管進(jìn)行水力計(jì)算及消防校核，核算結(jié)果詳見圖1-9。由圖中數(shù)據(jù)可以看出，本工程水量、水壓可以滿足要求。
a）2011年合慶低水壓改造（圖2-5）
b）2010年合慶低水壓改造（圖6-9）
5.給水現(xiàn)狀
合慶鎮(zhèn)新農(nóng)村低水壓改造范圍內(nèi)的給水目前由浦東威立雅自來水公司供給。其配水支管大多數(shù)還未進(jìn)行改造，配水支管還存在著較多問題：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低、容量小，管道布置凌亂，管材較差，供水安全性低。經(jīng)過二十多年使用，銹蝕嚴(yán)重，管材對水質(zhì)造成的污染比較嚴(yán)重，威脅著村民的飲水安全；其次，給水管件的老化造成“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給水管網(wǎng)內(nèi)多處有不同程度的滲漏水現(xiàn)象，造成水資源的浪費(fèi)。并且由于水壓不足，用水高峰期間有放不出水的現(xiàn)象，村民自裝的太陽能熱水器基本成為擺設(shè)；再者，老舊的水表計(jì)量不準(zhǔn)，造成收取水費(fèi)不實(shí)現(xiàn)象，村民們反映強(qiáng)烈。
自上世紀(jì)改革開放，特別是浦東大開發(fā)20年以來，合慶地區(qū)飛速發(fā)展，陳舊的給水系統(tǒng)已不能滿足居民的用水需要，成為制約地區(qū)發(fā)展和人民生活水平改善的瓶頸。因此，對該地區(qū)實(shí)施給水管道改造工程已是迫在眉睫。
根據(jù)浦東新區(qū)威立雅自來水公司提供的基礎(chǔ)資料，目前村內(nèi)的用水由青暮路、塘西中心路、躍東路等的給水干管供給。川南奉公路建成以后，為該路段兩側(cè)預(yù)留有給水頭，但有較多預(yù)留頭閑置。本工程結(jié)合川南奉公路、高科西路最新竣工圖重新計(jì)算布管，盡可能少浪費(fèi)、多實(shí)效地提高村內(nèi)供水條件。近年來，合慶鎮(zhèn)已對村內(nèi)的部分給水主干管進(jìn)行了一些局部改造，本次將對其余未進(jìn)行改造的管網(wǎng)進(jìn)行全面的改造。
6.給水規(guī)劃
合慶鎮(zhèn)新農(nóng)村低水壓改造區(qū)域均由上海浦東新區(qū)自來水有限公司供水，水質(zhì)滿足國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）。
上海浦東新區(qū)自來水有限公司位于華夏東路、華東路東北角，目前水源為川楊河河水，遠(yuǎn)期將切換為青草沙水源地供水，輸配水干管沿華夏路及華東路敷設(shè)。根據(jù)《浦東區(qū)域供水系統(tǒng)規(guī)劃》，水廠2010年供水量20萬m3/d，2020年將擴(kuò)容至40萬m3/d。
7.改造模式
針對改造范圍內(nèi)的給水單元建筑布局、給水情況，本次擬采取以下2項(xiàng)改造措施：
a）給水單元戶內(nèi)改造
對未經(jīng)過改建的居民實(shí)施給水管道改造，更新計(jì)量表，安裝配套閥門。本次更新的水表應(yīng)符合相關(guān)管理部門要求原則上設(shè)置在戶外或圍墻外，方便抄表及日常檢修。
對村內(nèi)工廠企業(yè)在門口預(yù)留給水頭子，內(nèi)部由其自行解決。
b）改造村落給水管網(wǎng)
翻建未改建的給水管網(wǎng)，已改建的配水管網(wǎng)予于保留利用。
8.消防探討
有關(guān)農(nóng)村地區(qū)消火栓的設(shè)置問題一直受到有關(guān)管理部門和專家的特別關(guān)注，參考前期工程，專家的主要意見分為贊成設(shè)置消防設(shè)施和不贊成設(shè)置消防設(shè)施兩類：
贊成原因：①相關(guān)規(guī)范中有明確規(guī)定，配水管網(wǎng)布置時(shí)應(yīng)根據(jù)消防規(guī)定在適當(dāng)位置配置消火栓；②部分區(qū)域民宅較為集中，有消防需要；
不贊成原因：①農(nóng)村給水設(shè)計(jì)應(yīng)從農(nóng)村實(shí)際情況出發(fā)，因地制宜，根據(jù)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平及管理水平，選擇適宜技術(shù)，力求簡單可靠；②工程區(qū)域位于遠(yuǎn)郊，區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密布，若有消防需要，可就近取用河水。
參考前期工程及專家和管理部門意見，建議在新農(nóng)村地區(qū)布置消防設(shè)施，同時(shí)也充分考慮農(nóng)村區(qū)域的實(shí)際情況，擬沿主管在民宅集中區(qū)域布置消火栓，滿足消防需求。
擬于各村落居民居住較為集中區(qū)域設(shè)置SS100/65型地上立式消火栓，消火栓安裝與道路邊距側(cè)石線0.5-0.7m。
9.管材與施工
9.1管材選擇原則
正確選用輸水管管材是決定工程投資、供水安全性以及長期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，減少漏損率的關(guān)鍵。
a）管材性能可靠，能承受要求的內(nèi)壓和外荷載；
b）管材、管件貨源有保證，且采購、運(yùn)輸方便；
c）施工、安裝簡便；
d）使用年限長，維修工作量少；
e）同等條件下，工程造價(jià)低。
9.2各種管材的特點(diǎn)
目前市場上適用于本工程的給水管道，主要有球墨鑄鐵管、鋼管、UPVC管、PE管等。相互比較各有其自身的特點(diǎn)。
a）球墨鑄鐵管
優(yōu)點(diǎn)：具有抗腐蝕能力強(qiáng)、抗外部荷載能力好、安裝方便、使用壽命長、管基簡單，施工周期短、運(yùn)行安全等。
缺點(diǎn)：管材價(jià)格較高。
b）鋼管
優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度是這四種管材里最高的，且管基簡單，回填要求不高，施工周期短，運(yùn)行安全等特點(diǎn)。
缺點(diǎn)：易腐蝕，管道內(nèi)外需要做嚴(yán)格的防腐處理，管道價(jià)格高。
c）UPVC管
優(yōu)點(diǎn)：重量輕，耐腐蝕，內(nèi)壁光滑，水力條件好，管道接口好處理，管材價(jià)格低、管基簡單，施工周期短。
缺點(diǎn)：管材較脆、不易受重壓，施工回填要求較高，管材質(zhì)量參差不齊。
d）PE管
優(yōu)點(diǎn)：重量輕，承壓能力好，耐腐蝕，內(nèi)壁光滑，水力條件好，管道接口采用熔結(jié)，密封性好，強(qiáng)度較UPVC管高，管基簡單，施工周期短等特點(diǎn)，是牽引管施工的較佳管材。
缺點(diǎn)：施工回填要求較高，管材價(jià)格比UPVC管高。
9.3管材的選擇
通過對以上幾種管材優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合新農(nóng)村實(shí)際情況，從管材安全可靠性、綜合價(jià)格、施工費(fèi)用等方面考慮，建議供水管采用：開槽埋管管徑小于等于DN100及拖管施工管道采用PE給水管，熱融連接，公稱壓力不小于1.0MPa；①150及以上管道均采用球墨鑄鐵管，承插式連接，“T”型橡膠圈接口，公稱壓力不小于1.0MPa。不同管材之間連接或管道與閥門等設(shè)備連接時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接。
9.4管道基礎(chǔ)
管道應(yīng)采用土弧基礎(chǔ)。對于一般土質(zhì)，應(yīng)在管底以下原狀土地基或經(jīng)回填夯實(shí)的地基上鋪設(shè)一層厚度為100mm的中粗砂基礎(chǔ)層；地基土質(zhì)較差時(shí)，可鋪墊厚度不小于200mm砂礫石基礎(chǔ)層。
9.5防腐
a）內(nèi)壁防腐
球墨鑄鐵管內(nèi)壁采用水泥砂漿襯里。
b）外壁防腐：
管道及配件外壁防腐前，應(yīng)清除管道表面油垢、灰渣、鐵銹見光，經(jīng)處理的表面應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)噴涂。
埋地鑄鐵管外壁采用環(huán)氧瀝青加強(qiáng)級防腐。
c）接口處防腐
采用現(xiàn)場噴涂工藝，材料同上。
9.6管道附屬設(shè)施
為保證供水管道的正常運(yùn)行及維護(hù)，設(shè)計(jì)考慮以下技術(shù)措施：
a）在管橋段最高點(diǎn)設(shè)置排氣閥；
b）當(dāng)管道坡度小于0.1%，每隔0.5-1.0km需設(shè)自動(dòng)排氣閥；
c）為便于今后管線的清洗及維護(hù)管理，枝狀管網(wǎng)末端設(shè)置泄水管及泄水閥門井；
d）閥門及閥門井：采用彈性座封閘閥，采用地上操作；閥門均設(shè)置在閥門井內(nèi)。
9.7給水管道標(biāo)識
建議在擬建給水管道部分位于農(nóng)田和苗圃內(nèi)，建成后必須加以標(biāo)識，以保證給水管道的安全。
10.結(jié)語
新農(nóng)村低水壓改造是個(gè)新課題，各地農(nóng)村發(fā)展不平衡，企業(yè)及居民都分布不均，情況較為復(fù)雜，低水壓改造必須因地制宜。綜上所述，低水壓管網(wǎng)改造須考慮以下情況：
（1）已編制相關(guān)規(guī)劃，明確村落遠(yuǎn)期保留，避免產(chǎn)生廢棄工程。
（2）改造區(qū)域具有一定規(guī)模，分布較為集中，提高管道利用率。
（3）結(jié)合自來水公司近遠(yuǎn)期規(guī)劃，配合實(shí)施，降低維護(hù)管理成本。
（4）低水壓改造工程應(yīng)與新農(nóng)村污水管、燃?xì)?、通訊等改造工程同步?shí)施，避免道路二次開挖。
新農(nóng)村低水壓改造工程是個(gè)為民造福的民生工程，但工程實(shí)施過程中不可避免的會(huì)對村民日常生活造成影響，開工前做好宣傳解釋工作尤為重要。
參考文獻(xiàn)：
[1]CJJ123-2008，鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術(shù)規(guī)程，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2008.
[2]GB50013-2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范，中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2006.
