長距離輸水管道工程設計

石 碩 蘇 思

(湖南博世科華億環(huán)境工程有限公司，湖南 長沙 410000)

長距離輸水管道工程設計

石 碩 蘇 思

(湖南博世科華億環(huán)境工程有限公司，湖南 長沙 410000)

針對安仁縣茶安水庫引水工程取水規(guī)模較大、地形復雜的特點，介紹了長距離輸水管道線路選擇和管材選擇的原則，并提出了特殊地段管道穿越方式的設計方案，為類似工程的規(guī)劃設計提供參考。

水庫，輸水管道，特殊地段，管材

隨著工業(yè)的發(fā)展，居民居住地范圍內(nèi)的水資源不斷受到污染，與此同時居民的生活質(zhì)量越來越高，供水水量需求越大，對自來水水質(zhì)要求更高，綜合考慮到自來水廠造價及供水安全性，水源的選擇至為關鍵。長距離輸水管道已經(jīng)越來越普遍，成為自來水廠設計不可或缺的一部分。長距離輸水管道的設計對工程施工、安全維護等方面帶來重要影響[1-4]。

1 工程概況

安仁縣茶安水庫引水工程—管網(wǎng)工程近期取水規(guī)模為6.11萬m3/d，遠期取水規(guī)模為10.51萬m3/d。安仁縣目前正在運行的鳳凰山水廠建于1997年，日供水能力15 000 t，以大源水庫為取水水源。

2 管道線路選擇

本工程取水點進口高程為173.00 m，茶安水庫死水位為185.00 m，凈水廠廠區(qū)進水池水面高程約為98.00 m，高差為87.00 m，因此本工程擬采用重力式輸水方式。

本工程輸水管線的線路設計為：自取水點起，途經(jīng)關王鎮(zhèn)—坪上鄉(xiāng)—竹山鄉(xiāng)—安平鎮(zhèn)—平背鄉(xiāng)—靈官鎮(zhèn)—清溪辦事處，至安仁縣縣城松山水廠。管道全長50.333 km。管道線路圖見圖1。

3 管材選擇比較

3.1 管材選擇

本工程推薦原水輸水管管材主要采用涂塑復合鋼管，少部分采用鋼管[5]。全線管材按如下條件選用：1)地質(zhì)條件相對較好地段、可開挖直埋管段采用涂塑復合鋼管。2)過江段、頂管施工段均采用鋼管。3)涂塑復合鋼管及鋼管均采用焊接接口。

3.2 管徑確定

管道設計實際輸水能力為10.51萬m3/d，同時按近期6.11萬m3/d校核。管線全長50.333 km，其中DN1 100管道35.686 km，DN800管道14.647 km。輸水管線采用重力流。

4 特殊地段管道穿越方式設計

本次原水輸水管道穿越的特殊地段主要包括:穿越永樂江兩處；穿越永樂江支流宜陽河一處；穿越龍海鄉(xiāng)鄉(xiāng)級公路一處；穿越省道S320一處；穿越小山坡一處；穿越省道S212一處。

4.1 穿越永樂江、宜陽河

1)過河方式。本設計擬采用河底敷設方式跨河。管道敷設位置選在河床、河岸不受沖刷的地段，兩端根據(jù)需要設置排氣閥及泄水裝置。

2)江底穿越的施工方法選擇。本工程設計采用圍堰開挖埋設倒虹管過河方式。圍堰開挖埋設應選擇在枯水季節(jié)12月份～次年3月份進行。

3)管道過河設計。項目管道過河段為J290-J293(見圖2)，J591-J594，J604-J606三段，過河管道設計情況見表1，管道開挖斷面如圖3所示。

表1 過河管道設計情況

節(jié)點編號管徑mm管長m水面水位/m施工設計J290-J293DN110090114.6J591-J594DN8007284.5J604-J606DN800139.4883.3倒虹管過部分采用土石袋圍堰施工,圍堰堰頂寬度3.0m,堰頂高度必須高于最高水位以上0.7m,圍堰外側(cè)坡度1∶0.5,圍堰內(nèi)側(cè)坡度1∶0.2

4.2 橫穿省道及埋深較深管段

項目管線節(jié)點J221-J224段橫穿龍海鄉(xiāng)鄉(xiāng)級公路，鄉(xiāng)級公路路面標高約151.00 m，管道鋪設處地面標高約為143.00 m。龍海鄉(xiāng)鄉(xiāng)級公路路面高于其8 m，管道埋深大，設計采用頂管施工法。

節(jié)點PQ385-PN386，PQ463-PN464段分別穿越省道S320，S212(見圖4)，省道路面寬度約12 m。為避免開挖施工破壞省道路面結(jié)構，影響交通，橫穿省道選用頂管法施工。

節(jié)點J391-J392段穿越標高為160.0 m～166.0 m的小山坡，管道埋深為4.5 m～11.0 m，埋深大，設計采用頂管施工法，如圖5所示。

4.3 管道采用隧道全斷面開挖段

管道J22-J26路面標高為185.00 m～190.5 m，管道埋深為4 m～8 m，此段管長約為230 m。根據(jù)地質(zhì)勘探報告該路段地質(zhì)屬于巖石，不適宜進行頂管施工。本設計推薦采用隧道全斷面開挖法敷設管道。

4.4 管道采用爆破大開挖敷設段

項目管道J32-J42兩段路面標高為182.50 m～188.5 m，管道埋深為2 m～7 m，根據(jù)地質(zhì)勘探報告該路段地質(zhì)屬于巖石，無法

進行頂管施工，設計采用爆破大開挖施工法。

5 結(jié)語

1)長距離輸水管道線路選擇應結(jié)合實際，通過現(xiàn)場踏勘、地形圖測量及地質(zhì)勘查綜合確定管道線路，減少管道施工中調(diào)整和設計變更。2)根據(jù)工程所處地理位置不同，地形、地質(zhì)、經(jīng)濟條件、自然環(huán)境、管材生產(chǎn)、使用習慣等也存在差異，管材的選擇具有多樣性，但應以滿足國家標準，確保供水安全性為前提。3)不同特殊地段采用不同的管道穿越方法，充分考慮各種方法的優(yōu)缺點、施工可行性及便利性，同時考慮造價。4)隨著我國基礎建設設施要求不斷提高，長距離輸水工程不斷增多。管道工程的合理設計，對工程進度、質(zhì)量及造價影響均較大。因此，在設計中應充分考慮項目特點，因地制宜。

[1] 王 拓,朱家才.山區(qū)長距離輸水管道設計和施工方案探討[J].工程建設與管理,2012(4):24-26.

[2] 黃紹鋒.試探長距離輸水管道設計若干問題[J].工程管理,2015(21):236.

[3] 石炎河.淺談長距離輸水管道設計經(jīng)驗[J].工程與建設，2013(3)：354-355.

[4] 宋振杰.長距離引水管道設計及施工過程的體會——廣州市西江引水工程[J].低碳世界，2014(17)：128-129.

[5] 陳卓如,陳 霖.城市供水工程中大流量長距離輸水管材選擇[J].工程建設與設計,2002(5)：88.

Design of long distance water transmission pipeline project

Shi Shuo Su Si

(HunanBosscoHuayiEnvironmentalEngineeringCo.,Ltd,Changsha410000,China)

In light of Anren county Cha’an reservoir engineering features including large-scale water in-taking and complicated terrain, the paper introduces long-distance water delivery pipe routine selecting and tubing principles, and puts forward pipe crossing design scheme of special areas, which has provided some guidance for similar engineering planning and design.

reservoir, water delivery pipe, special area, tubing

1009-6825(2017)01-0144-02

2016-10-25

石 碩(1985- )，男，工程師； 蘇 思(1989- )，女，工程師

TU990.36

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