屈家?guī)X長(zhǎng)距離輸水工程中管道類型比選及管線設(shè)計(jì)

冉秋明　楊紅梅

（荊門市水利勘察設(shè)計(jì)院湖北荊門　448000）

屈家?guī)X長(zhǎng)距離輸水工程中管道類型比選及管線設(shè)計(jì)

冉秋明楊紅梅

（荊門市水利勘察設(shè)計(jì)院湖北荊門448000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的用水量大幅增加，長(zhǎng)距離調(diào)水工程有效的解決了區(qū)域性缺水問(wèn)題。本文詳述了屈家?guī)X管理區(qū)漢江長(zhǎng)距離輸水管道工程的設(shè)計(jì)方法，包括了管材的比選，輸水管線及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)等內(nèi)容，可供相關(guān)工程參考。

長(zhǎng)距離輸水；管材比選；管線設(shè)計(jì)

1　工程概況

屈家?guī)X漢江引水項(xiàng)目，在鐘祥市舊口鎮(zhèn)潘家集漢江河道內(nèi)建浮船取水，采用一條壓力管道將漢江水送至屈家?guī)X青山坡水庫(kù)，樁號(hào)0+000～19+600為DN800管道長(zhǎng)19.6km，樁號(hào)19+600～29+ 000為DN700管道長(zhǎng)9.4km，管道壓力等級(jí)定為1.6MPa；沿途經(jīng)過(guò)鐘祥市舊口鎮(zhèn)、京山縣永隆鎮(zhèn)、屈家?guī)X管理區(qū)，管道總長(zhǎng)29.0km，對(duì)現(xiàn)五三水廠進(jìn)行更新改造，達(dá)到日供水5萬(wàn)m3標(biāo)準(zhǔn)。

2　輸水管管材選型

管材比選：

長(zhǎng)距離輸水工程，管材是影響工程造價(jià)的主要因素之一，不同的管材，其水力特性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、施工難易程度等方面均有較大差異。輸水管道在滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的前置條件下，還必須達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：管材性能可靠，能承受要求的內(nèi)壓（內(nèi)壓不小于1.6MPa，見(jiàn)壓力線計(jì)算）和外壓荷載；管道具有良好的封閉性和防滲性；施工方便；使用年限長(zhǎng)，維修工作量少；內(nèi)壁光滑，輸水能力可基本保持不變；輸送水質(zhì)有保證。

目前我國(guó)生產(chǎn)使用的輸水管材主要有鋼管（SP）、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼管（GRP）和球墨鑄鐵管（DIP），涂塑復(fù)合鋼管（PSP），另外還有灰口鑄鐵管、塑料管等?；铱阼T鐵管國(guó)內(nèi)產(chǎn)品最大直徑為DN1200mm，且因質(zhì)脆易爆管等原因質(zhì)量無(wú)保證，近年來(lái)在大型輸水管道工程中已很少使用；國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的塑料管用于輸水工程中直徑較??；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管最大承受內(nèi)壓僅為0.2～0.8MPa，不滿足本工程要求；鋼管焊接、防腐要求高，且價(jià)格高；球墨鑄鐵管價(jià)格太貴。因此，本工程不考慮上述管材，主要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼管（GRP）和涂塑復(fù)合鋼管（PSP）三種管材從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全方面進(jìn)行綜合比選，見(jiàn)表1。

根據(jù)對(duì)相關(guān)主要管材生產(chǎn)企業(yè)的詢價(jià)，價(jià)格為到貨價(jià)，考慮安裝配件及安裝價(jià)的綜合價(jià)格，見(jiàn)表2。

從表2中得知，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管價(jià)格較高，玻璃鋼管價(jià)格與涂塑復(fù)合鋼管差不多。另外具體施工時(shí)玻璃鋼管需設(shè)置墊層、地基處理等土建費(fèi)用遠(yuǎn)高于涂塑復(fù)合鋼管，因此，推薦內(nèi)EP外PE涂塑復(fù)合鋼管。

3　輸水管線及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

3.1管線設(shè)計(jì)

輸水管線的布置原則：①盡量縮短長(zhǎng)度；②減少拆遷，少占農(nóng)田；③管線施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。因此本工程管線平面上基本沿公路或農(nóng)田平行埋設(shè)。根據(jù)實(shí)際供水情況，0+000～19+600采用DN800內(nèi)EP外PE涂塑復(fù)合鋼管，19+600～29+000采用DN700內(nèi)EP外PE涂塑復(fù)合鋼管。樁號(hào)0+250～1+750沿漢江干堤堤腳線50m處平行布置，樁號(hào)1+750～2+850沿S216省道15m處平行布置，樁號(hào)6+400～9+260沿舊熊公路15m處平行布置，樁號(hào)18+800～23+000沿屈家?guī)X外環(huán)15m處平行布置，樁號(hào)23+000～ 24+100沿金龍路15m處平行布置，樁號(hào)26+150～29+000沿青山坡路15m處平行布置，其它線路在農(nóng)田間布置?？v斷面管線基本依實(shí)際地形起伏變化，原則是讓管道基本處于埋設(shè)狀態(tài)，減少工程造價(jià)，最低埋設(shè)深度為1m。

表1　三類管材主要技術(shù)性能對(duì)照表

表2　三類管材咨詢價(jià)格信息表（單位：元/m）

3.2附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

（1）支墩設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際工程需要，在合理位置共設(shè)置水平彎管支墩、垂直彎管支墩、水平三通支墩三種支墩，共計(jì)121個(gè)。支墩設(shè)計(jì)采用《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》設(shè)計(jì)，施工時(shí)管道彎頭根據(jù)實(shí)際角度選取國(guó)標(biāo)彎頭，角度調(diào)整為實(shí)際設(shè)計(jì)角度。

（2）閘閥井

本工程共有檢修井、排泥閥井、排氣閥井、減壓閥井三種閘閥井。其中設(shè)置檢修井5個(gè)（根據(jù)規(guī)范每5～10km宜設(shè)置一處）；設(shè)置排泥閥井共22個(gè)，位于每段管線的最低處，為排除管道中的沉淀物或放空管道進(jìn)行檢修，采用磚砌圓形排泥閥井；設(shè)置排氣閥井33個(gè)（根據(jù)國(guó)外相關(guān)技術(shù)資料和國(guó)內(nèi)近年來(lái)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般情況下約1.0km設(shè)一處），用以在投產(chǎn)時(shí)，平時(shí)或檢修后排出管內(nèi)的空氣，在產(chǎn)生水錘時(shí)可自動(dòng)進(jìn)入空氣，以免管內(nèi)形成負(fù)壓，排氣閥安裝在每段管線的高起部位和水錘易發(fā)生部位，型式采用磚砌圓形排氣閥井；減壓閥井根據(jù)工程需要共設(shè)置2處，分別為泵站出水總管起端0+130處和管道最高點(diǎn)23+300處。

（3）架空管設(shè)計(jì)

當(dāng)管道穿越河流時(shí)布設(shè)架空鋼管，根據(jù)工程需要共設(shè)置3處。分別為鄭劉橋河（45m）（樁號(hào)6+730～6+775），天門河（70m）（樁號(hào)13+720～13+790），陳橋河（30m）（樁號(hào)17+760～17+790）。

（4）頂管設(shè)計(jì)

當(dāng)管道穿越重要公路（一般為省級(jí)公路）及不能采用架空管跨越的河流水系時(shí)，需設(shè)置頂管施工穿越，根據(jù)工程需要共設(shè)置3處。分別為高湖河（30m）（樁號(hào)20+600～20+630），石龍干渠（30m）（樁號(hào)22+310～22+340），農(nóng)谷大道（50m）（樁號(hào)24+550～ 24+600）。

（5）跨堤防及一般公路設(shè)計(jì)

本次項(xiàng)目對(duì)跨漢江堤防、一般公路及石門干渠時(shí)采取開(kāi)挖埋管后再恢復(fù)原狀的方式。根據(jù)工程需要共設(shè)置3處。分別為漢江堤防（20m），石門干渠（16m），舊熊線（10m）。

（6）標(biāo)志樁

為了對(duì)管道進(jìn)行更好的管理和保護(hù)，特設(shè)置標(biāo)志樁，采用混凝土結(jié)構(gòu)，埋設(shè)在給水管線上，間距為100m，共設(shè)置290個(gè)。

4　結(jié)論

長(zhǎng)距離輸水工程必須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全方面綜合比選確定管線走向、管材類別、經(jīng)濟(jì)管徑、管道安全壓力級(jí)別，必須進(jìn)行水錘分析以保證長(zhǎng)距離輸水管道的安全運(yùn)行，同時(shí)合理的布設(shè)管道附屬設(shè)施。

[1]劉芳.淺談長(zhǎng)距離輸水管線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2006（S2）.

[2]燕海波，李煥琳.長(zhǎng)距離輸水管道工程的現(xiàn)狀與展望[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2007（01）.

TU991.36

A

1673-0038（2015）03-0159-02

2014-12-5

冉秋明（1982-），男，工程師，本科，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。