試析市政供水工程中長(zhǎng)距離輸水問(wèn)題

鄭偉明

（博白縣水利供水有限公司 廣西 玉林 537600）

1 引言

盡管我國(guó)水資源總量大，但是人均占有量少，水資源分布不均勻，缺水問(wèn)題較為嚴(yán)重。特別是人口數(shù)量的增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水資源污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，這些都加劇了水資源緊張的局面。在這種情況下，各個(gè)地區(qū)重點(diǎn)建設(shè)了一系列市政長(zhǎng)距離供水工程，以此滿足人民群眾生活和生產(chǎn)的需求。本文主要探討市政供水工程中長(zhǎng)距離輸水線路布置、管材選擇與水錘問(wèn)題。

2 市政供水工程中長(zhǎng)距離輸水線路布置與管材選擇

2.1 輸水線路的走向布置

輸水線路長(zhǎng)、輸水壓力大是長(zhǎng)距離輸水的主要特點(diǎn)，這類(lèi)供水工程經(jīng)過(guò)的區(qū)域較多，因此地形變化較為復(fù)雜，在布置輸水線路走向時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和便捷性原則，盡量減少對(duì)土地的占用。除此之外，長(zhǎng)距離輸水線路的布置還要滿足城市規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，具有表現(xiàn)為：（1）在布置輸水線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)與城市總體規(guī)劃要求相符，減少工程施工對(duì)交通的影響。供水工程運(yùn)行期間還要便于定期的養(yǎng)護(hù)和維修，確保線路布置的科學(xué)性、合理性與經(jīng)濟(jì)性；（2）在選擇輸水線路之前，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考察施工區(qū)域的實(shí)際情況與地形地質(zhì)條件，盡可能使線路不穿過(guò)障礙物，便于工程施工的順利開(kāi)展；（3）如果輸水線路需要布置在隧洞洞線，應(yīng)當(dāng)對(duì)有利地形進(jìn)行充分利用，對(duì)于地形的完整性、山坡坡度和洞口地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行綜合性考慮，合理安排施工場(chǎng)地。輸水線路盡可能不穿越水庫(kù)庫(kù)底，保障供水工程施工的安全性與可靠性；（4）輸水線路的選擇還要對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行考慮，最大化地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞[1]。

2.2 管材的選擇

2.2.1 管材的類(lèi)型 目前，常見(jiàn)的輸水管材主要有：離心球墨鑄鐵管（DIP）、夾砂玻璃鋼管（RPM）、預(yù)應(yīng)力混凝土管（PCP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）和聚乙烯塑料管（PVC-U）。

（1）離心球墨鑄鐵管（DIP）。DIP的主要優(yōu)點(diǎn)為：抗壓性、抗震性、耐腐蝕性和密封性較好，能夠有效承擔(dān)局部沉陷；方便拆裝，便與現(xiàn)場(chǎng)施工，無(wú)需進(jìn)行焊接。DIP的主要缺點(diǎn)為：當(dāng)管件口徑較大時(shí)，其運(yùn)輸和安裝難度相對(duì)較高；管壁較薄，接口處易發(fā)生變形現(xiàn)象，對(duì)于管道敷設(shè)質(zhì)量有一定的影響；成本較高。

（2）夾砂玻璃鋼管（RPM）。RPM的主要優(yōu)點(diǎn)為：自重輕、強(qiáng)度高，耐腐蝕性較強(qiáng)；內(nèi)部較為光滑，能有降低能量消耗；承插式是RPM的主要連接方式，無(wú)需對(duì)管道伸縮性進(jìn)行考慮，施工方便；RPM的主要缺點(diǎn)為：承載力低、剛度小，對(duì)基礎(chǔ)和回填密實(shí)度要求較高；管壁較薄，容易破碎；內(nèi)壓承受能力強(qiáng)，外壓承受能力弱。

（3）預(yù)應(yīng)力混凝土管（PCP）。PCP的主要優(yōu)點(diǎn)為：成本較低；其缺點(diǎn)為內(nèi)壓承受能力弱，自重較大，不利于安裝施工。

（4）預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）。PCCP的主要優(yōu)點(diǎn)為：屬于鋼筒與混凝土復(fù)合管，抗?jié)B能力較強(qiáng)且剛性好、承壓性強(qiáng)，較為安全可靠；管道接口采用鋼制承插式，并有橡膠止水圈的設(shè)置，能夠有效止水；與RPM相比，PCCP外壓承受能力更強(qiáng)，能夠更好地承受施工和運(yùn)行過(guò)程中的撞擊；PCCP的主要缺點(diǎn)為：自重較大，需要進(jìn)行特殊管件的加工，接口處需要特殊處理；運(yùn)輸與安裝成本較高，中小口徑管道優(yōu)點(diǎn)不突出。

（5）聚乙烯塑料管（PVC-U）。聚乙烯塑料管（PVC-U）的主要優(yōu)點(diǎn)為：耐腐蝕性強(qiáng)，自重小，便于運(yùn)輸和安裝，管道口徑一般在800mm以下，管道口徑在400mm以下比較經(jīng)濟(jì)；聚乙烯塑料管（PVC-U）的主要缺點(diǎn)為：強(qiáng)度較低、膨脹性強(qiáng)，容易在施工和運(yùn)行過(guò)程中受到損傷[2]。

2.2.2 管材選用的注意事項(xiàng)

（1）鋼管具有防腐性差、施工難度大、對(duì)施工環(huán)境要求較高等特點(diǎn)，特別是接口焊接后防腐成本較高、防腐難度大。因此，市政供水工程在管材的選擇上應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮球墨鑄鐵管。

（2）在其他條件相同的情況下，與PVC-U管和玻璃鋼管相比，鋼管、球墨鑄鐵管、與混凝土管的管徑較大。

（3）結(jié)合近年來(lái)的設(shè)計(jì)供水工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，管材的選擇應(yīng)當(dāng)綜合考慮工程規(guī)模、工作壓力和直徑等各方面因素。當(dāng)工程工作壓力較大時(shí)，離心球墨鑄鐵管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管是較為合適的管道材料。

（4）離心球墨鑄鐵管具有價(jià)格高昂的特點(diǎn)，因此，在市政供水工程建設(shè)過(guò)程中，鋼管是主要的使用材料。在進(jìn)行鋼管的選擇時(shí)，必須對(duì)鋼管的內(nèi)外防腐性加以考慮，防止由于鋼管腐蝕影響工程總體質(zhì)量與工程運(yùn)行的安全性、可靠性。

（5）玻璃鋼夾砂管在近年來(lái)供水工程建設(shè)過(guò)程中的使用較為普遍。在使用玻璃鋼夾砂管之前，首先要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保產(chǎn)品合格。玻璃鋼夾砂管剛度的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)。在通常情況下，輸水工程埋地鋼管的剛度應(yīng)當(dāng)在5000N/m2以上。如果滿足要求的管材種類(lèi)較多，應(yīng)當(dāng)選取較為安全、經(jīng)濟(jì)的管材。

3 長(zhǎng)距離供水工程中的水錘問(wèn)題

3.1 水錘產(chǎn)生的原因

在長(zhǎng)距離輸水工程中，水錘是一項(xiàng)重要的技術(shù)問(wèn)題。水錘的產(chǎn)生主要是由于管道內(nèi)部水流速度突然改變，導(dǎo)致水壓迅速升高和降低的交替變化。水錘問(wèn)題對(duì)于供水的安全性與穩(wěn)定性有著十分不利的影響。

3.2 水錘防護(hù)的主要措施

（1）緩閉止回閥可以通過(guò)緩閉作用實(shí)現(xiàn)對(duì)水錘防護(hù)，目前水泵控制閥和液控蝶閥是性能較好的緩閉止回閥。水泵控制閥適用于較小管徑，液控蝶閥則適用于較大管徑，對(duì)于中等管徑二者優(yōu)勢(shì)各異。緩閉止回閥在水泵出口處進(jìn)行設(shè)置，其口徑與水泵出口口徑相同。對(duì)于長(zhǎng)距離輸水管道，特別是局部管道出現(xiàn)斷流時(shí)，確定緩閉止回閥快慢二階段的關(guān)閉角度十分關(guān)鍵。

（2）分段減壓消能。由于長(zhǎng)距離輸水管道線路較長(zhǎng)，各個(gè)階段的壓力變化也有著一定的差異性，因此，要實(shí)現(xiàn)水錘的有效消除，必須采取分段減壓的方式進(jìn)行，具體措施為：根據(jù)工程鋪設(shè)的管線長(zhǎng)度，將管道截取為若干不連續(xù)部分，每個(gè)部分都進(jìn)行閘閥和消能設(shè)備的安裝，通過(guò)調(diào)節(jié)減壓設(shè)施，將管道各個(gè)階段的壓力差控制在一定范圍內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)水錘壓力的有效減少，減緩管道的損害速度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政供水工程屬于一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它不僅能夠滿足人民群眾生活和生產(chǎn)需求，也是促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的重要保障。因此，必須對(duì)市政供水工程的建設(shè)重視起來(lái)。近年來(lái)，長(zhǎng)距離輸水在市政供水工程的建設(shè)過(guò)程中越來(lái)越普遍，與一般輸水工程相比，長(zhǎng)距離輸水壓力更大、輸水線路更長(zhǎng)，對(duì)于工程各方面質(zhì)量要求較高。因此，在市政長(zhǎng)距離輸水工程建設(shè)過(guò)程中，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制，做好輸水線路的布置和管材的選擇，采取合理措施有效解決輸水過(guò)程中的水錘問(wèn)題，確保工程安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]張慶春.長(zhǎng)距離輸水工程施工供水方案的確定[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(2)：48.

[2]李云霞，朱婷婷.長(zhǎng)距離大落差輸水管材的選擇[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月)，2015(4)：327.