農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目打井配套工程初步設(shè)計(jì)

胡親玲

（運(yùn)城市鹽湖區(qū)安邑水庫管委會(huì)，山西 運(yùn)城 044000）

1 項(xiàng)目概況

榮莊子集中供水工程受益村莊包括某縣溫嶺、窯子上、榮莊子、項(xiàng)家溝四村，飲水全部為單戶人工井，水質(zhì)欠佳，干旱年份水量不足。龍?jiān)蹇恳谎?0m機(jī)井供水，該井出水量不足5t/d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足村民用水需求。不足部分靠人工拉水解決，用水成本高，且浪費(fèi)人工。為解決水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高、水量不充足的供水矛盾，擬建設(shè)榮莊子集中供水工程。

2 工程設(shè)計(jì)內(nèi)容與規(guī)模

2.1 設(shè)計(jì)年限及人口

本工程基準(zhǔn)年為2018年，工程設(shè)計(jì)年限為15年，2032年為規(guī)劃設(shè)計(jì)水平年。以現(xiàn)狀人口1494人為基數(shù)，按人口增長率的10年平均值8‰計(jì)算，2032年項(xiàng)目區(qū)內(nèi)總?cè)丝跒?506人。

2.2 工程任務(wù)及供水規(guī)模

本工程供水方式采用集中式全日供水，根據(jù)《山西省農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)》和《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL687－2014）的規(guī)定，并結(jié)合本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，確定有關(guān)參數(shù)，并依此計(jì)算出供水規(guī)模和用水量。本次設(shè)計(jì)用水量包括居民生活用水59.76m3/d、牲畜用水31.2m3/d、管網(wǎng)漏失和未預(yù)見用水9.1m3/d。最高日用水量100.06m3/d，水源取水泵每日工作時(shí)間8h，提水管設(shè)計(jì)流量為12.51m3/h。

3 水源井設(shè)計(jì)

3.1 水文地質(zhì)條件

根據(jù)已成井資料分析，榮莊子村周圍地層結(jié)構(gòu)自上而下，由新到老分別為：第四系中更新統(tǒng)，巖性為黃土、紅黃色亞粘土，紅粘土與砂礫石互層，地層厚度約為30m。奧陶系上馬夾溝組，巖性為黑色豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r互層，夾白云質(zhì)泥灰?guī)r。地層厚度約為200m。奧陶系下馬夾溝組，深灰色白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r及燧石白云巖，地層厚度約為100m。奧陶系下統(tǒng)冶里組，巖性為灰白色白云巖、竹葉狀白云巖，地層厚度約為170m。寒武系上、中統(tǒng)鳳山組、長山組、張夏組、徐莊組，巖性為灰黃色白云巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，灰紫色竹葉狀灰?guī)r、灰色鮞狀灰?guī)r、暗紫紅色頁巖。地層厚度約為150m。

覆蓋層中，0~30m為黃土、紅黃色亞粘土夾砂礫石；30~500m為黑色豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r互層，白云質(zhì)泥灰?guī)r，泥灰?guī)r及燧石白云巖，灰白色白云巖、竹葉狀白云巖；500~650m為灰黃色白云巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，灰紫色竹葉狀灰?guī)r，灰色鮞狀灰?guī)r，暗紫紅色頁巖。巖溶水靜止水位預(yù)計(jì)在520m。

3.2 管井設(shè)計(jì)

井孔設(shè)計(jì)為倒塔式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)孔深650m，覆蓋層孔徑50mm，下入325號8mm螺旋管，基巖較完整不下管，裸孔直徑不得小于215mm，裸孔深度應(yīng)視實(shí)際地質(zhì)情況決定，詳見表1。成井后利用空壓機(jī)或化學(xué)洗井。

表1 井徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)表

為確保水量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一定要準(zhǔn)確提供漏水段；正確作好洗井工作并做記錄；準(zhǔn)確提供靜水位、動(dòng)水位、水井真實(shí)涌水量；施工單位要嚴(yán)格管理，根據(jù)地層情況使用合適的施工方法，控制好施工用水量。

3.3 水泵配套設(shè)計(jì)

水泵揚(yáng)程計(jì)算公式如下：

式中：Δ——設(shè)計(jì)揚(yáng)程，m；

h1——機(jī)井動(dòng)水位；

h2——地面以上垂直高度，取50m；

β——沿程損失系數(shù)，取0.1。

根據(jù)現(xiàn)狀及發(fā)展用水需求（見表2），計(jì)算得水泵設(shè)計(jì)流量為10t/h。

根據(jù)水泵揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果，水泵選用200QJ10-650/39井用潛水泵，其性能參數(shù)如下：

表3 水泵技術(shù)參數(shù)表

4 提水管線線路的布置原則

4.1 管道布置

4.1.1 管道埋深

合理確定管道埋設(shè)深度，是保證輸水管道安全運(yùn)行和降低工程投資的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.0.17條規(guī)定，“管道的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)冰凍情況、外部荷載、管材強(qiáng)度及與其它管道交叉等因素確定”。本項(xiàng)目工程區(qū)內(nèi)最大凍土深度2.3m，為降低工程輸水管線凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)，管道頂部埋深應(yīng)低于最大凍土深。經(jīng)綜合實(shí)地勘測，結(jié)合管道正常使用及檢修條件，確定本工程輸水管道的管頂覆土深度至少為2.3m。

4.1.2 管道敷設(shè)

本工程管道為地下埋管。根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）有關(guān)規(guī)定，土質(zhì)地基開挖邊坡為1∶0.25，土質(zhì)地基采用原土回填。

4.1.3 管道平面和縱斷設(shè)計(jì)

管道平面布置要盡量做到：一是線路短、線路起伏小、土石方工程量小、造價(jià)低；二要考慮轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)量少，轉(zhuǎn)角角度與管件適應(yīng)，過路、過溝段少，同時(shí)考慮避讓房屋、輸電線路桿塔、減少拆遷及附著物賠償費(fèi)用。

管道縱斷設(shè)計(jì)要考慮管道埋深、縱坡；考慮排氣、排水、檢修等管線建筑物的數(shù)量、位置；對管線局部高凹段，可采用適當(dāng)加大開挖深度的方式，使管線盡量平直。

4.2 管徑確定

考慮深井泵揚(yáng)程的局限，為了與泵管與原有管道合理銜接，選擇管徑為75mm，管材選用100級PE管。

4.2.1 檢修控制閥井

檢修控制閥井內(nèi)，除高位蓄水池出水管起點(diǎn)處控制閥井內(nèi)設(shè)備為水表及蝶閥，其他井內(nèi)的設(shè)備主要為蝶閥，控制井凈直徑均為1.5m?？刂崎y井均采用圓形磚混結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，井口設(shè)混凝土蓋板，厚0.15m，井壁厚0.24m，井深隨地形條件而定。為便于短時(shí)間內(nèi)修復(fù)故障，盡可能減少棄水，設(shè)檢修控制閥井2座。

4.2.2 排氣閥井

為了滿足管道在運(yùn)行之前充水和因故排空時(shí)的大量進(jìn)、排氣要求，以及在正常運(yùn)行中隨時(shí)排出或向管道內(nèi)補(bǔ)充少量的氣體，在管線上，需按一定長度間隔設(shè)置一個(gè)自動(dòng)進(jìn)排氣閥。氣閥除在管線隆起頂部的最高點(diǎn)布設(shè)外，還應(yīng)按水力過渡計(jì)算或規(guī)范要求在不同位置增設(shè)。

排氣閥井內(nèi)的設(shè)備主要是進(jìn)排氣閥。排氣閥井采用圓形磚砌結(jié)構(gòu)，井口設(shè)鑄鐵蓋板，厚0.15m，檢修井凈管徑1m，井壁厚0.24m；井深隨地形條件而定，本工程設(shè)置排水閥井1個(gè)。

5 注意事項(xiàng)

工程建成后，按照《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，由管理單位和衛(wèi)生部門，定期對水源、和管網(wǎng)末梢水等進(jìn)行水質(zhì)檢測，防止水源污染。在水源井周圍，應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志和嚴(yán)禁事項(xiàng)的告示牌，避免造成不可逆的環(huán)境污染及設(shè)施破壞。