鹽湖地區(qū)某長(zhǎng)距離輸水管道設(shè)計(jì)分析

趙小昉 陳明耀 肖谷南

(化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410116)

鹽湖地區(qū)某長(zhǎng)距離輸水管道設(shè)計(jì)分析

趙小昉 陳明耀 肖谷南

(化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410116)

以某輸水工程為例，根據(jù)該工程所在場(chǎng)地的氣候特點(diǎn)，對(duì)綜合管網(wǎng)的建造費(fèi)用和管理費(fèi)用進(jìn)行了比較分析，以選擇出合理的運(yùn)行系統(tǒng)、管材與設(shè)備，從而在保證供水安全的前提下，提高項(xiàng)目的投資收益率。

長(zhǎng)距離輸水，管道，供水管線

0 引言

青海地區(qū)礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)比較突出，分布集中，具備形成優(yōu)勢(shì)支柱產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)，鉀鹽、石油、天然氣等資源儲(chǔ)藏量在全國(guó)舉足輕重。雖然該地水資源豐富，但分布嚴(yán)重不均，項(xiàng)目所在地區(qū)周邊年蒸發(fā)量平均為3 560.1 mm，降水量為21.90 mm。興建的礦業(yè)因水資源缺乏備受牽制，水源遠(yuǎn)離廠區(qū)，需采用長(zhǎng)距離管線引水。

1 工程概況

青海地區(qū)某輸水工程水源為地下水,設(shè)計(jì)供水規(guī)模26 000 m3/d，輸送距離約117.7 km。該工程設(shè)計(jì)范圍從水源地水池接管點(diǎn)開始，至新建工廠(含終點(diǎn)水池)。起點(diǎn)(水源地)地面標(biāo)高2 885.79 m，終點(diǎn)(工廠)地面標(biāo)高2 682.66 m；高差203.13 m。

2 工程地質(zhì)

擬建場(chǎng)地氣候特點(diǎn):干旱、多風(fēng)沙、少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，冬長(zhǎng)夏短，晝夜溫差較大，屬典型的高原內(nèi)陸盆地干旱氣侯。本工程沿線地貌類型有湖積平原、鹽湖邊緣丘陵、戈壁、沙漠、沼澤地等。湖積平原地形稍有起伏，相對(duì)高差約1.00 m；丘陵地貌相對(duì)地形起伏較大，相對(duì)高差最大約30.00 m。本供水管線穿越區(qū)域多為無(wú)人區(qū)，人類活動(dòng)極少。

本工程前段(水源地開始約66 km)地形地貌為沙漠、沼澤、草原，地層巖性多為礫砂、粉細(xì)砂和粉土；后段(約51.7 km)地表為鹽殼，地層巖性為碎石和鹽殼。

3 輸水管材選擇

常用于市政的給水管材有鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、PVC-U給水管、涂塑鋼管、HDPE管、鋼骨架塑料復(fù)合管(含超高分子聚乙烯復(fù)合管)、玻璃鋼管。

項(xiàng)目所在鹽湖地區(qū)對(duì)混凝土、鋼筋(鑄鐵)具有較強(qiáng)腐蝕性，且鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管均為承插橡膠圈接口，不適合用于沙漠、沼澤或具有鹽脹縮性和溶陷性的鹽湖地區(qū)。

管道公稱壓力1.6 MPa以上時(shí),涂塑鋼管的管材費(fèi)與非金屬管材相差不大。但是，輸水管道工程前段無(wú)成形道路，地基承載力較低。鋼制管材由于自重較大致運(yùn)輸困難，且施工需敷設(shè)臨時(shí)施工道路。所以，涂塑鋼管適用于工程后段。

HDPE管、鋼骨架塑料復(fù)合管等PE類管材，接口采用電熱熔連接，無(wú)滲漏，施工方便，耐腐蝕，適用工作溫度范圍較大，且能承受部分彈性形變。據(jù)以往在青海地區(qū)供水工程的成功經(jīng)驗(yàn)，PE類管材較適宜在鹽湖地區(qū)使用。

前段管道選材應(yīng)在滿足技術(shù)要求的條件下，盡量考慮抗沖擊能力較強(qiáng)、抗腐蝕、抗沉陷能力強(qiáng)、投資節(jié)省、運(yùn)行安全、管理便捷、施工簡(jiǎn)單、便于運(yùn)輸?shù)墓懿摹?/p>

后段(鹽殼段)由于承壓較高，應(yīng)選擇可承壓1.6 MPa以上的管材，以減小事故發(fā)生的可能性，避免因管道事故對(duì)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

綜上所述，本項(xiàng)目管材擬以HDPE類管為主(含鋼骨架塑料復(fù)合管等各類滿足內(nèi)徑、壓力要求的PE材質(zhì)復(fù)合管)，管線后段地質(zhì)條件較好，可采用涂塑鋼管。

4 供水方案比選

輸水管道應(yīng)充分利用水位高差，結(jié)合沿線條件優(yōu)先考慮重力輸水。經(jīng)過水力計(jì)算，輸水管道管徑采用DN600。

方案一：全線采用PE類管材。管線K0+000～K11+000使用PE100管(0.6 MPa)，K11+000～K25+000使用PE100管(0.8 MPa)，其余采用鋼骨架PE類復(fù)合管DN600(1.6 MPa)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見表1。

表1 方案一經(jīng)濟(jì)分析表

方案二：管線K0+000～K25+000采用的管材形式同方案一。K25+000～K66+000使用鋼管架PE復(fù)合管(1.6 MPa)，K66+000～K117+700使用涂塑鋼管。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見表2。

表2 方案二經(jīng)濟(jì)分析表

從以上兩個(gè)方案比較可看出，管道后段采用涂塑鋼管在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢(shì)明顯。本次工程項(xiàng)目選擇方案二。

5 結(jié)語(yǔ)

管網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)力求在滿足供水水壓、水量和水質(zhì)的前提下，保證供水安全和提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)鹽湖地區(qū)地層巖性特點(diǎn)，選擇合適的新材料，提高供水安全性。采用重力輸水，提高經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合管網(wǎng)的幾項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)的效益。

Design analysis on one long-distance water transmission pipeline in saline lake areas

Zhao Xiaofang Chen Mingyao Xiao Gunan

(ChangshaDesign&ResearchInstitute,TheMinistryofChemicalIndustry,Changsha410116,China)

Taking some water transmission project as the example, according to the climate characteristics of the project site, the paper undertakes the comparison and analysis of construction and management cost for the comprehensive pipeline network, and selects reasonable operation system, pipe materials and equipment, so as to promote the program investment earnings rate with the premise of ensuring the water-supply safety.

long-distance water transmission, pipeline, water-supply pipeline

2015-01-04

趙小昉(1981- ),女，工程師； 陳明耀(1957- )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師； 肖谷南(1966- )，女，高級(jí)工程師

1009-6825(2015)08-0143-02

TU823.2

A