關于長距離輸水管線的設計要點探究

薄麗東

摘要：隨著人們生活水平的提高，人們對水的需求日益增加，但我國是一個缺水嚴重的國家，我們在一定程度上十分缺乏水資源，尤其是一些山區(qū)沒有水源，就只能靠長距離輸水。長距離輸水是一個復雜的技術問題，輸水管線的設計技術含量很高，對員工的專業(yè)水平、材料的質量等都有一定程度的要求。

關鍵詞：長距離輸水；管線設計；設計原則

長距離輸水是一個復雜的技術問題，輸水管線的設計技術含量很高，對員工的專業(yè)水平、材料的質量等都有一定程度的要求。而管線設計的好壞對長距離管道供水工程有著不小的影響，只要我們能夠合理設計管線，那么我們就能將線路縮到最短，工程量也能壓到最小。在選擇管材的時候，我們需要注意許多因素，將成本預算、投資規(guī)模、工程規(guī)模等因素都放在我們考量范圍內，從而設計出較為全面和科學的設計方案。綜合來說預應力鋼筒混凝土管的各項指標較靠前，因此它的價格也是諸多材料中最貴的。

1長距離管線水概述

長距離輸水一般來說有三種，一是明渠輸水，而是暗渠輸水，第三種就是本文所要提到的管道輸水，管道輸水在水流條件、地形條件、地表條件等各方面都具有一定的優(yōu)勢，例如說管道輸水它不受地形限制，明渠輸水在遇到山巒、鐵路等設施時可能需要繞過，但是管道輸水可以越過這些障礙物進行輸。此外，它的水流也不會受到有壓管道的約束。管道的使用壽命較長，不會受到季節(jié)的影響，即使在冬天也不會被凍裂。綜合來說，只要我們能夠合理設計管線，那么我們就能將線路縮到最短，工程量也能壓到最小。

2輸水管線設計

2.1管線選擇原則

首先管線應該在避開公路、鐵路、山谷等地質條件惡劣地段的基礎上盡可能的縮短，并且尋求方便利用重力來進行輸水的地形條件。同樣要避免的路段，還有，土壤腐蝕性較大的，地區(qū)，否則金屬管道容易遭到腐蝕，其次，永久性管線的鋪設要慎重，尤其是在礦區(qū)內進行鋪線的時候，要弄清地下的結構，不能在采空區(qū)鋪設永久性管線。此外，比較重要的一點就是，單位要將經濟效益和社會效益結合在一起，當經濟效益和社會效益產生沖突的時候，要權衡利弊，慎重考慮，例如說當線路需要經過良田的時候，單位應做出適當退步，盡量不占用良田。

2.2管材的選擇

現如今，我國長距離輸水管道的技術相較以前已經有了很大的進步，在管道上投入的人力、物力、財力也逐漸增多了起來，因為管道管線對整個工程來說，起著決定性的作用，好的管材能保證管道的安全輸水，同時，不同管線材料的選擇對工程造價也會產生很大影響。在選擇管材的時候，我們需要注意許多因素，將成本預算、投資規(guī)模、工程規(guī)模等因素都放在我們考量范圍內，遵守方便施工、保證安全、增加利潤的原則，根據內壓、管徑、荷載以及工程地區(qū)地質條件，地形條件等，設計出較為全面和科學的設計方案。需要注意的是城市的長距離輸水和其他地區(qū)有所區(qū)別，它的管道直徑都大于一米。目前來說，我們常用的管材有預應力鋼筒混凝土管、鋼管、預應力鋼筋混凝土管、玻璃鋼復合管等，我們在長距離輸水方面應用的最多的還是塑料管和鋼管，當然預應力混凝土管和玻璃鋼管也有所涉及。

接下來我們會對這幾種管線材料的各項性能做出適應闡述。鑄鐵管、預應力鋼筒混凝土管、預應力混凝土管混凝土管以及玻璃鋼管的接口形式都是承插口，而鋼管則是用焊接口。而這其中預應力鋼筒混凝土管耐壓性最高，預應力混凝土管耐壓性最低。就耐腐蝕性的性能來說，從強到弱依次是預應力混凝土管、預應力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管、鋼管以及鑄鐵管。一般來說，預應力混凝土管不能運用在工作壓力高的工程中，而鋼管和玻璃管等適應性良好。綜合來說預應力鋼筒混凝土管的各項指標較靠前，因此它的價格也是諸多材料中最貴的。

2.3長距離輸水管道的數量

設計規(guī)范對于輸水管道有一定的要求，輸水管道最好安排兩條或者多于兩條，另一條管道主要起到一個備用的作用，這樣即使有一條管道出現了故障，我們也能及時調整狀況，保證輸水的穩(wěn)定性和安全性。此外，在計算連通管和輸水干管的管徑和連通管根數的時候，為了保證供水的安全，我們仍然要假設干管有一段出現問題來考慮。

2.4長距離輸水管道的通氣

在實踐考察過程中，筆者發(fā)現許多長距離輸水管線不能夠正常運行的原因之一就在于通氣不暢，產生氣阻現象，管道的輸水因此也被影響，所以我們可以看出管線上的排氣閥對管道通氣至關重要。在經過一段時期的工作后，輸水管道常常會因為長距離或其他等原因而積聚氣體，如果不能順利排掉氣體，當管道有水要運輸的時候，進水速度隨著其他排出的速度而加快，這就會帶來水壓過高的問題，水錘事故的隱患逐漸被埋下。因此，單位應重視排氣閥的設置，排氣閥能夠幫助排出管道內積聚的氣體，加快通水，避免發(fā)生水錘。

3穿越工程

管道輸水具有一定的優(yōu)勢，在某些情況下可以減小部分障礙物的影響，但這并不意味著長距離管道輸水能夠完全避免障礙物的影響，在遇到公路、鐵路、河流、山巒等障礙物的時候，我們需要通過穿越工程來繼續(xù)，比如說遇到河流時，我們需要通過倒虹吸或者管橋來跨越，當工程遇到公路鐵路時，為了完成輸水工程，也為了提高社會效益不影響交通運輸的正常工作，我們常采用頂管加套管的方法來實現穿越。在進行穿越工程時，我們要注意工程的安全性，適當增加管的厚度，避免對一些公共設施造成損傷。但總的來說，穿越工程是一項較耗費財力、物力的工程，如果能夠在設計方案的過程中省去穿越工程或者縮小其規(guī)模的話，就盡量完善選線的方案，使線路的設置避開這些需要進行穿越工程的路段，減少總工程量的同時也能減小工程的難度。

4泵房設計

泵房的結構形式很多，干室型泵房在日常中應用得較多，纜車型和浮船型用的較少。地基在建筑物中起著關鍵作用，嚴禁泵房坐落在軟基上獲一半土基一半軟基，因此要加強地基的處理，嚴防地基出現裂縫破壞。此外，單位應重視泵站內各項設備的維修問題，進行定期檢查，一旦發(fā)現設備出現了問題，應盡快停止運行，著手安排維修，如果設備已經老化，則需要增加投入，更換新的設備，尤其是水泵、電動機這些主要設備，更要加強監(jiān)管。

綜上，我國對于長距離輸水管線的研究已經取得了很多成果，但是在一些不足之處仍然可以向其他先進國家學習，因為管線設計的好壞對長距離管道供水工程有著不小的影響。筆者通過本文，對長距離輸水工程中的管線設計、方案選擇、工程原則等做出了詳細的闡述，以期推進長距離輸水工程的進展。

參考文獻

[1]鄂大矛，高山，劉濤. 長距離輸水工程調度與管理機制研究——以平山水源工程為例[J]. 水利經濟，2007（04）：71-72+74+84.

[2]周瓊. 長距離柔性接口輸水管線試壓施工技術簡介[J]. 安裝，2017（01）：56-57.

（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）