汾陽市域供水管線工程管材選擇和工程布置

張 震

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概況

中部引黃汾陽市域供水管線工程，是山西省中部引黃工程的配套工程，以城市生活和工業(yè)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉，設(shè)計引水流量為1.38 m3/s。供水線路自中部引黃工程汾孝介支線末端（孝義市西辛壁村南）至汾陽市花枝水庫，干線總長16.78 km。

2 管材選擇

2.1 管材與物理性能分析

供水線路基本沿呂梁邊山自南向北布置，地勢高低起伏，地形復(fù)雜，全線布設(shè)70 余處平面豎向拐點，管道基礎(chǔ)以砂卵石為主，地下水位較高，對管道安全防護要求較高。根據(jù)目前國內(nèi)供水管道管材使用情況的調(diào)查，考慮輸水管材發(fā)展趨勢，本階段重點對在長距離輸水工程中使用較多的鋼管（SP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、球墨鑄鐵管（DIP）和玻璃鋼夾砂管（FRPM）四種管材性能進行比選，詳見表1。

表1 管材與管道性能比較表

2.2 管材比選

由表1 可知，玻璃鋼夾砂管具有糙率小、運行費用低、投資少等優(yōu)點，但其抗外壓性能較差，對地基及回填要求高。而本工程供水管線地形復(fù)雜，全線布設(shè)70 余處平面豎向拐點，管道基礎(chǔ)以砂卵石為主，地下水位較高，對管道安全防護要求較高，施工、檢修難度都較大，本工程對輸水管道的安全性能、抗外界不利環(huán)境因素、耐久性能和保證率等方面的要求都較高，不宜選用玻璃鋼夾砂管。

球墨鑄鐵管一般適用于管徑＜1 200 mm 的輸水管道，針對大管徑輸水工程球墨鑄鐵管沒有價格優(yōu)勢。相對來說，鋼管耐久性較差，使用時需做好內(nèi)外防腐處理，且價格較高，因此，不作為主選管材?？紤]到鋼管具有靈活多樣的連接形式，局部穿檢修閥井、流量計井等復(fù)雜輸水管道段可采用鋼管。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是一種由鋼管和預(yù)應(yīng)力混凝土管組成的復(fù)合管，管材具有高效、清潔、耐久和經(jīng)濟的特性，便捷的施工安裝，使得PCCP 管的鋪設(shè)成本大大低于其他管材，而高強與耐久的管材又可使管線實現(xiàn)長期運行而無須修補或極少進行更換的效果，從而大大降低管線的運行費用和風(fēng)險。

涂塑鋼管（外PE 內(nèi)EP）以鋼管為基材，鋼管內(nèi)外壁熔融一層厚度為0.35～0.5 mm 由環(huán)氧樹脂粉末等有機物而組成的鋼塑復(fù)合型管材。涂塑鋼管解決了鋼管內(nèi)外壁防腐等問題，有內(nèi)壁光滑、糙率小等優(yōu)點，但是也有造價相對較高等缺點。

綜上所述，初步確定本工程中，供水管道直徑D＜1.2 m 時，首先推薦選用球墨鑄鐵管、涂塑鋼管為備選管材；供水管道直徑D≥1.2 m 采用PCCP 管，局部復(fù)雜輸水管道段采用鋼管。

3 工程布置

3.1 工程總布置

輸水管線自山西省中部引黃工程汾孝介支線隧洞出口（孝義市下堡鎮(zhèn)薛頡堡村）至孝義市西辛壁村南，在汾孝介支線末端向汾陽分水，輸水方式為重力流輸水，管線起點前池設(shè)計水位938.25m，采用DN1200 PCCP 管道輸水，管線末端管中心高程為851.66 m，管線末端富余水頭70.12 m。

中部引黃汾陽市域供水管線工程自山西省中部引黃工程汾孝介支線末端（孝義市西辛壁村南）至花枝水庫，線路總長約16.78 km。供水管線上游接汾孝介支線，利用山西省中部引黃工程富余水頭，供水管線全線采用重力流輸水，沿線布置有四座調(diào)蓄水庫，管線依次向北向榆苑水庫一庫、北榆苑水庫二庫、河北水庫分水，同時在沿線主要工業(yè)園區(qū)設(shè)置兩個分水口，分水后管線流量逐級減小，供水管線設(shè)計流量為1.38～0.44 m3/s，管線末端輸水至花枝水庫。供水線路樁號0+000—3+290 段采用DN1200PCCP 管材；樁號3+290—樁號8+572 段采用DN1000 球墨鑄鐵管；樁號8+572—樁號10+140 段采用DN800 球墨鑄鐵管；樁號10+140—樁號13+520 段采用DN600 球墨鑄鐵管；樁號13+520—樁號16+776 段采用DN500 球墨鑄鐵管。

供水線路基本沿呂梁邊山自南向北布置，供水線路自汾孝介支線末端起始，引水流量為1.38 m3/s，首先向東采用頂管方式橫穿340 省道，之后下穿孝柳鐵路線，一路北上至西賈壁村南，橫穿虢義河，在樁號3+290 處向北榆苑一庫分水，在樁號4+343.4 處向三泉工業(yè)園區(qū)分水，分水后設(shè)計流量為1.18 m3/s；輸水線路繼續(xù)北上，穿過三泉工業(yè)園區(qū)后，在樁號4+480 處下穿八角溝，之后沿員外村東側(cè)向北，在樁號6+256 處向北榆苑二庫分水，輸水線路繼續(xù)向北采用倒虹形式穿過三泉河，在樁號8+572 處向陽城商貿(mào)經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、中小型企業(yè)園分水，分水后設(shè)計流量為1.12 m3/s；之后在樁號9+474 處下穿G20 高速，采用頂管形式下穿高速后，在樁號9+943 處下穿陽城河，之后在樁號10+636 處下穿307 國道，再折向東北，在樁號10+140處向河北水庫分水，分水后設(shè)計流量為0.44 m3/s；在樁號11+310 處下穿北川溝，之后在棗莊、蘆家莊村西側(cè)穿過，在樁號13+512 處折向東至花枝水庫。

3.2 施工總布置

3.2.1 施工布置原則

考慮工程主體布置的特點；利用工程區(qū)兩岸開闊的灘地，并滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)；有利于生產(chǎn)，便于管理；盡量利用現(xiàn)有條件，減少臨建工程量，減少對城市的干擾和環(huán)境污染。

3.2.2 施工分區(qū)布置

根據(jù)工程的特點，沿線布置4 處生產(chǎn)及生活區(qū)。1 號施工區(qū)位于西賈壁村附近，控制范圍為輸水主線4.6 km、北榆苑水庫一庫支線及沿線建筑物；2 號施工區(qū)位于員莊村附近，控制范圍為輸水主線4.1 km、北榆苑水庫二庫支線及沿線建筑物；3 號施工區(qū)位于莊子村以東，控制范圍為輸水主線3.2 km、河北水庫支線及沿線建筑物；4 號施工區(qū)位于南花枝村附近，控制范圍為輸水主線4.9 km 及沿線建筑物。

每個施工區(qū)內(nèi)設(shè)置倉庫、工棚及生活區(qū)，共設(shè)置倉庫600 m2，工棚1 200 m2，臨時施工生活房屋4 800 m2，其中，新建2 400 m2，租賃2 400 m2。

3.2.3 交通運輸

工程區(qū)對外交通干線主要有孝柳鐵路，G20 青銀高速、國道307 以及通往附近村莊的縣級及鄉(xiāng)村道路，通過以上公路可直接到工程區(qū)，對外交通方便，滿足工程施工要求，外購材料和設(shè)備都可經(jīng)此線運至工地。進場公路主要為對外交通通往各施工沿線及施工區(qū)的道路，除與永久道路結(jié)合外，場內(nèi)尚需新修道路20 km，整修道路2 km，施工便橋6 座，臨時道路為砂礫石路面。

3.2.4 施工工廠及風(fēng)、水、電、通訊

工程所用大型施工機械在進場前應(yīng)進行大修。場內(nèi)只設(shè)置小型的機械修配廠和機械加工廠，機械修配廠及停放場布置在項目各個施工區(qū)內(nèi)。在每個機械停放場內(nèi)設(shè)機修車間。在每個工區(qū)設(shè)綜合加工廠1 個，綜合加工廠主要負擔(dān)鋼筋加工、木材加工、墊層料的加工及混凝土預(yù)制板制作等工作。

本工程的施工用風(fēng)主要為鋼筋加工用風(fēng)，根據(jù)用風(fēng)情況，每個施工區(qū)配置9 m3/min 移動式空壓機1 臺。

施工用水采用從附近村莊購買，蓄水至蓄水池，滿足施工用水要求，各施工區(qū)蓄水池為50 m3。

本工程施工用電較少，在各施工區(qū)配置2 臺50 kW柴油發(fā)電機作為施工電源。

施工期通訊系統(tǒng)可用社會公網(wǎng)，工區(qū)內(nèi)部通訊用對講機。

4 結(jié)語

汾陽市域供水管線工程作為山西大水網(wǎng)的配套工程之一，是充分發(fā)揮山西大水網(wǎng)工程效益、滿足汾陽轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展用水需求的重要保證，是汾陽市水利科學(xué)發(fā)展實現(xiàn)向“支撐型水資源”轉(zhuǎn)變的重要保障。