淺談溫泉水的輸送

■黃玲芳 ■廈門市市政工程設計院有限公司，福建 廈門 361000

本工程為漳州市戰(zhàn)備大橋南側漳州佰翔圓山酒店的溫泉取水引水工程，漳州地熱田分上、下二層地下熱水的水化學成分基本相似，均屬氯-鈉鈣型熱水，pH 值7.1-7.8;為弱堿性水;總硬度一般在70-200德度;礦化度4-10g/L，最高達12g/L，為微咸-咸水，介于雨水和海水之間，其礦化度、總硬度及SiO2、Cl、Na 的含量隨水溫升高而增大。

根據現場勘探，本次溫泉管道取水點位于戰(zhàn)備大橋北側，佰翔酒店項目工程地點位于戰(zhàn)備大橋南側。主要內容為:溫泉取水點流量及揚程設計，溫泉給水管過江方案設計，輸水管材的選擇。

1 溫泉取水點流量及揚程的設計

流量的確定:本次設計泵房位于漳州戰(zhàn)備大橋北側，占地面積約15m2。在取水點1 號井(溫度75.5℃)和2 號井(溫度65.5℃)機井取地下水樣進行水質簡分析，場地臨水條件為A 類，地下水對混凝土結構具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋(在干濕交替段與長期浸水段)具有弱～中腐蝕性，對鋼結構具有強腐蝕性，單井出水量為500 噸/天。因此，結合業(yè)主要求，設計每日供水能力為:平日600m3/d，假日800m3/d。水泵設計擬采用一用一備，單臺水泵設計流量為9.26L/s(33.34m3/h)。為便于酒店溫泉項目在不同季節(jié)對溫泉水的使用溫度的調控，本工程取水泵站單井供水規(guī)模均為33.4m3/h，二井同時工作，互為備用。

揚程的確定:根據現場情況，機井深度為地面下80.5 米，水泵放置位置為地面下30 米處。輸水管長度1394.3 米，溫泉管道輸水起點管內底標高為6.42m，輸水管道的最高點為戰(zhàn)備大橋橋中，標高為17.6m。

深井泵揚程計算公式為:H=H1 +H2 +h+∑h

H1:最低動水位至泵出口的高差(m);取H1=30m

H2:泵出口到控制點的高度(m);H2=17.6-6.42=11.18m

h:揚水管管路損失，根據深井泵樣本選用(一般取每米揚水管0.03～0.05m);h=0.05x5=0.25m

∑h:水泵出水口至控制點的總水頭損失(m);局部水頭損失取沿程水頭損失的30%計算;

總水頭損失:i=5‰ ∑h=1394.3 ×5‰×1.3=9.06m

深井泵的富裕水頭取10%;

因此，揚程H=(30 +11.18 +1.5 +9.06)×1.1=57m

水泵選用深井泵，型號150QJ30-59/9，流量30m3/h，揚程59m，功率15kw。水泵設計工作溫度為90℃。

2 溫泉給水管過江方案設計

戰(zhàn)備大橋是一座單索面的三跨預應力混凝土部分斜拉橋，于2001年7 月25 日竣工通行。它是福建省漳州市具有國內先進水平的第一橋，造型優(yōu)美，技術含量高。戰(zhàn)備大橋連接漳州九龍江兩岸，位于國道324 線上，是溝通兩岸的重要通道。由戰(zhàn)備大橋其名字可知橋的重要性，因此怎么將溫泉水安全的輸送至對岸項目酒店處，成了本次工程可行性的重點。

過橋方案一:將溫泉管道放置于橋梁人行道下(見圖1)。

過橋方案二:將溫泉管道放置于東側翼緣板下(見圖2)。

過橋方案三:將溫泉管道放置于西側翼緣板下(見圖3)。

圖1

圖2

圖3

過橋方案四:將溫泉管道放置于人行道欄桿外側(見圖4)。

圖4

表1 過橋方案綜合比較

因此，最終經過橋梁設計單位的荷載核算同意下，選擇將溫泉管道放置于人行道下的方式，不但造價低，施工及檢修方便，而且不影響橋梁的美觀。

3 溫泉輸水管材的選擇

針對溫泉輸水管道會產生頻繁的熱脹與冷縮的不良效應并對管材產生腐蝕的原則要求，主要對鋼管、玻璃鋼管(GRP)、增強熱塑性塑料復合管(RTP 管)進行分析比選。

管材特性:①鋼管:管材鋼性較好、柔性不足，地埋敷設安裝時，管材對管溝處理要求高，無法避免管線受基礎的限制，安裝較為復雜，管網安全運行性能差。管道內防腐處理及焊接處防腐處理困難，局部防腐性能差;防腐工程費用昂貴;②玻璃鋼管(GRP):玻璃鋼管是以樹脂為基體、玻璃纖維及其織物為增強材料、石英砂積無機粉料為填充材料，經纏繞成型工藝制備的一種復合材料制品，耐沖擊性能好，管道彈性形變可達50～70%，不易脆裂。復合管材內外壁均采用聚酯樹脂為基體，具雙面防腐特性，有良好的耐酸、耐堿、耐化學腐蝕、以及優(yōu)良的耐土壤電化學腐蝕性能，毋需鋼管除銹、防腐、防腐層檢驗等煩瑣工序，可降低成本及提高管網使用年限。但該產品由于制作工藝上的局限性，無法生產DN100 以下的口徑，接頭、彎頭、三通等配件也不齊全;最大缺點是接頭連接處受熱應力后容易產生泄露或脫節(jié)，在日照和高溫條件下存在老化問題;③增強熱塑性塑料復合管(RTP 管):為克服塑管和鋼管的缺點，各種結構形式的復合管材應運而生。熱塑性塑料增強RTP 管材大部分是三層結構，內層是耐腐蝕、耐磨損的聚乙烯管，中層是增強的纏繞層(纏繞的材料有高強度合成纖維，玻璃纖維，碳纖維和細金屬絲多種)，外層是保護用的聚乙烯層。RTP 管導熱系數為鋼管的1/200(溫降每公里不超過1 度)，無需補償器。

由管材特性可以看出，鋼管、玻璃鋼管及增強熱塑性塑料復合管均適合作為本工程的管材，由于近年來鋼管涂塑技術的發(fā)展，鋼管的防腐問題已經得到解決，但是從造價上來看鋼管與玻璃鋼管的投資都較高。從技術經濟上考慮，采用增強熱塑性塑料復合管既能滿足技術上的要求，又可以適當的控制工程投資。