淺談柞水縣營盤藥王堂供水管網(wǎng)延伸工程設(shè)計(jì)

李 蓉

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018）

0 引言

柞水縣是一個(gè)“九山半水半分田”的國家扶貧開發(fā)重點(diǎn)縣，也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)比較明顯、開發(fā)潛力巨大的縣份，先后獲得國家衛(wèi)生縣城、全國文明縣城等30 余項(xiàng)國省榮譽(yù)。營盤鎮(zhèn)地處柞水西北部，西與安康市寧陜縣相接，北與古城西安相鄰，境內(nèi)的古西康之路成為連接湖廣的天然紐帶，素有終南首邑、秦楚咽喉之稱，鎮(zhèn)內(nèi)山青、水綠、天藍(lán)，號(hào)稱天然氧吧。營盤鎮(zhèn)是商洛市委、市政府確定重點(diǎn)建設(shè)的商洛門戶鎮(zhèn)，是柞水建設(shè)新農(nóng)村“一鎮(zhèn)六小區(qū)”的示范鎮(zhèn)，是乾佑河百里生態(tài)景觀帶的起點(diǎn)鎮(zhèn)。營盤具有獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和豐富的自然資源優(yōu)勢(shì)。

1 項(xiàng)目概況

柞水縣營盤藥王堂供水管網(wǎng)延伸工程供水對(duì)象為營盤鎮(zhèn)、藥王堂村、車家河村的居民生活用水。供水水源為龍?zhí)稖峡谝陨霞s4.5 km 的取水樞紐，新建50 m3減壓池1 座，供水規(guī)模為1524 m3/d。配水管線總長(zhǎng)9.90 km，其中干管線路總長(zhǎng)7.62 km，支管線路總長(zhǎng)2.28 km。設(shè)置跨河倒虹1 座、鎮(zhèn)墩114 座、檢修閥井8 座、排氣閥井22 座、排氣檢修閥井3 座、泄水閥井16 座。

2 用水量計(jì)算和工程規(guī)模

根據(jù)供水范圍及供水對(duì)象，計(jì)算本工程設(shè)計(jì)水平年受水區(qū)供水規(guī)模（最高日需水量）為1524 m3/d。預(yù)測(cè)成果見表1。

表1 設(shè)計(jì)水平年受水區(qū)需水量預(yù)測(cè)成果表

3 工程水源

營盤鎮(zhèn)供水工程水源為龍?zhí)稖虾铀?，新建截滲滲渠取水，供水范圍為營盤鎮(zhèn)、藥王堂村、車家河村，最高日需水量為1524 m3/d。

根據(jù)典型年枯水期日徑流量分析結(jié)果，取水點(diǎn)處P=95%枯水期的日徑流量為4780 m3/d；按日平均流量分析結(jié)果，取水點(diǎn)處P=95%枯水期的日徑流量為2246.4 m3/d。兩種水文分析計(jì)算的溝道枯水期來水流量均大于本工程需水量1524 m3/d，取水保證率可得到滿足。

根據(jù)走訪調(diào)查附近70 歲老人數(shù)名，在特別干旱的年月沒有遇到河道斷流，水源流量穩(wěn)定。

由此可見，龍?zhí)稖系蛪嗡纯煽?，可滿足本工程需水量的要求。因此，將龍?zhí)稖纤醋鳛楸卷?xiàng)目的供水水源合理可行。

4 工程方案

4.1 工程等級(jí)、類型和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

4.1.1 工程等級(jí)及類型

本供水工程等別為Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物級(jí)別為4 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5 級(jí)。

本工程供水規(guī)模5000 m3/d＞W(wǎng)≥1000 m3/d，屬于Ⅲ型工程。

4.1.2 工程防洪標(biāo)準(zhǔn)

本工程建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按20 年一遇設(shè)計(jì)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)校核；次要建筑物按10 年一遇設(shè)計(jì)，30 年一遇校核。

4.1.3 工程抗震標(biāo)準(zhǔn)

本工程主要建筑物按Ⅶ度進(jìn)行抗震設(shè)防。

4.2 工程總體布置

4.2.1 干管及支管

本工程干管起點(diǎn)為上游管道末端龍?zhí)稖峡?，終點(diǎn)為猴家碥村，總體走向?yàn)槲鞅敝翓|南，線路總長(zhǎng)7.62 km。本工程支管線路總長(zhǎng)2.28 km，基本沿道路布設(shè)。

4.2.2 管材選擇

配水管道的材料一般根據(jù)配水流量、壓力、地形地質(zhì)條件等情況選用，本項(xiàng)目是地形復(fù)雜的遠(yuǎn)距離配水工程，管道占投資的比重較大，管材選用不當(dāng)會(huì)造成事故或增加不必要的資金投入。所以管材的選擇對(duì)于工程投資及施工難度有影響，配水管道最大工作壓力為1.6 MPa。

聚乙烯PE 管是一種新型的環(huán)保型管材，其壁光滑，水力性能好，又具有良好的抗壓抗裂（龜裂、爆管）性能，同時(shí)重量輕，耐老化，無毒、衛(wèi)生、易安裝、價(jià)格較低，正被廣泛的應(yīng)用在給水、燃?xì)?、化工等行業(yè)。從供水工程的重要性、施工、運(yùn)行管理、投資等方面綜合分析比較，結(jié)合本工程地形、地質(zhì)條件，本次設(shè)計(jì)采用聚乙烯PE 管。

4.2.3 水力計(jì)算

本次管道沿程水頭損失按海曾- 威廉公式計(jì)算，其公式為：

式中：h1為沿程水頭損失，m；L 為計(jì)算管段長(zhǎng)度，m；i 為單位管長(zhǎng)水頭損失，m/m；C 為海曾威廉系數(shù)；Q 為管段流量，m3/s；d 為管道內(nèi)徑，m。

本次管道局部損失按照沿程損失的10%計(jì)算。

本工程管徑確定計(jì)算表見表2、表3。

表2 干管各管段管徑選擇表

表3 支管各段管徑選擇表

管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力按最大工作壓力P 計(jì)算確定，最大工作壓力根據(jù)工作時(shí)的最大動(dòng)水壓力和不輸水時(shí)的最大靜水壓力確定，PE 管設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力為最大工作壓力的1.5 倍，本次管壓計(jì)算見表4、表5。

表4 干管分段壓力匯總表

表5 支管各段壓力匯總表

4.2.4 管道埋設(shè)

1）地勢(shì)平坦段

①管道埋深確定

管頂覆土應(yīng)根據(jù)冰凍情況、外部荷載、管材強(qiáng)度、與其它管道交叉等因素確定。非冰凍地區(qū)，在松散巖層中，管頂覆土不宜小于0.7 m，在基巖風(fēng)化層上埋設(shè)時(shí)，管頂覆土不應(yīng)小于0.5 m；寒冷地區(qū)，管頂應(yīng)埋設(shè)于凍深線以下15 cm；穿越道路、農(nóng)田或沿道路鋪設(shè)時(shí)，管頂覆土宜不小于1.0 m。本工程管線地區(qū)凍土深度為0.30 m，基本沿農(nóng)田和道路鋪設(shè)管道。綜上所述，再結(jié)合地質(zhì)資料，最終確定本次設(shè)計(jì)管道埋深不小于1.0 m。

②管溝斷面形式

管道采用開挖管溝鋪設(shè)管道方法施工，巖基段管溝兩側(cè)臨時(shí)開挖坡比1∶0.3，土基段管溝兩側(cè)臨時(shí)開挖坡比1∶0.5。管底鋪設(shè)中粗砂墊層，墊層厚度10 cm，管槽開挖寬度0.60 m。管槽兩側(cè)采用人工夯實(shí)回填至管頂以上0.5 m，上部采用原土機(jī)械整平至原地面。

2）管道架設(shè)

管道架設(shè)于乾佑河及安溝橋橋梁側(cè)壁，采用脹鉚螺栓固定單管托架進(jìn)行支撐，dn110 管道采用支承角鋼組成的托架，托架間距為1.5 m。

3）跨河段

①橫跨段

根據(jù)地形條件、施工難易、運(yùn)行管理等因素綜合考慮，本工程采用開挖管溝埋設(shè)管道施工方案，對(duì)現(xiàn)狀護(hù)岸、道路等交叉建筑物進(jìn)行拆除重建。

②跨河段

本供水管線工程干管跨乾佑河1 次。

管線穿越河床部分，管道均能坐落在基巖上，管溝兩側(cè)開挖坡比1∶0.3，管底鋪設(shè)粗砂墊層，厚度10 cm，管槽開挖寬度0.60 m。管槽兩側(cè)采用粘性土人工夯實(shí)回填至管頂以上50 cm，上部采用原土機(jī)械壓實(shí)回填。管頂以上設(shè)50 cm 厚的C20 鋼筋混凝土蓋板，蓋板寬度由開挖深度決定。

兩側(cè)岸坡部分采用40 cm 厚C20 混凝土護(hù)坡，護(hù)坡寬度由開挖深度決定。巖基部分開挖坡比1∶0.3，土基部分開挖坡比1∶0.5，巖基部分管道埋設(shè)同河床部分。土基部分管道埋設(shè)同主管線土基部分埋設(shè)方案。

4）穿路段

本工程穿路均為S102 省道，穿路采用定向鉆進(jìn)行施工。干管穿路段樁號(hào)為0+902.3～0+961.5，長(zhǎng)度59.2 m，dn200，壓力1.0 MPa；小學(xué)前支管穿路段樁號(hào)為0+001.8～0+021.9，長(zhǎng)度20.1 m，dn160，壓力1.25 MPa。

4.2.5 減壓池設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的減壓池采用50 m3方形鋼筋混凝土清水池。減壓池采用半埋式，池頂覆土厚度0.5 m，為C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)安裝DN150 浮球閥控制水位。

為保證供水安全，減壓池周圍采用鐵藝護(hù)欄進(jìn)行安全防護(hù)。

4.2.6 排水溝、綠化帶及路面恢復(fù)

本次工程破壞排水溝、綠化帶、路面等均按原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行恢復(fù)。

4.2.7 消火栓

本次設(shè)計(jì)沿管線布設(shè)消火栓，間距為120 m。采用室外地上式消火栓（SSF100/65-1.6 型），采用支管深裝。

4.2.8 管線標(biāo)志樁

為了管理方便，沿管線應(yīng)設(shè)置標(biāo)志樁，包括公里樁、轉(zhuǎn)折點(diǎn)樁。標(biāo)志樁為C20 混凝土結(jié)構(gòu)。樁尺寸：厚×寬×高＝15 cm×15 cm×80 cm。

5 結(jié)語

工程興建后將會(huì)提高該段的供水能力，增強(qiáng)當(dāng)?shù)仫嬎踩?，減少風(fēng)險(xiǎn)和損失，改善飲水條件，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極的促進(jìn)作用。工程的實(shí)施對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一些不利影響，如施工期“三廢”污染等，但其與工程的社會(huì)效益及環(huán)境效益相比，這些不利影響范圍較小，并可采取適當(dāng)措施加以降低及減免，因此，從環(huán)境影響的角度看，該項(xiàng)工程是可行的。