季德鉬礦生產(chǎn)水源輸水管道配置方案

蔡今哲

（吉林天池礦業(yè)股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

1 基本情況

（1）工程總用水量73605m3/d。

（2）水源地至高位蓄水池，水平距離為6700m；水源地高度245m，水池（高位水池）高度350m，高差105m，測(cè)量平均坡度i=0.0154，管道綜合長(zhǎng)度6751m（不包含施工時(shí)管道損失）。

（3）使用兩臺(tái)流量為T(mén)POW300-700(I)（Q=1735m3/h H=136m P=900kw）一用一備。

（4）根據(jù)測(cè)繪管道埋設(shè)路線、輸水量、工作制度，采用DN700 管道，總長(zhǎng)6751 米，根據(jù)地形，第一段長(zhǎng)5454 米，耐壓1.60MPa。第二段長(zhǎng)663 米，耐壓1.25MPa。第三段長(zhǎng)634 米 耐壓0.8MPa。

（5）擬定3 種管道組成不同管段壓力目的是降低成本、在保證工程要求、降低工程投資。

（6）不同壓力管道連接處，做埋地混凝土標(biāo)志樁一個(gè)。

2 輸送管道方案

2.1 基本要求

管道采用DN700 管道，管道總長(zhǎng)6751 米，管道要求嚴(yán)格按照《給排水施工驗(yàn)收規(guī)范》、《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于管道敷設(shè)、防腐、架設(shè)、穿越、、保護(hù)、保溫等施工驗(yàn)收（因管道存水量大，自重大，必須設(shè)置管道基礎(chǔ)、補(bǔ)償器防止變形）。

通過(guò)對(duì)目前原材料市場(chǎng)的調(diào)查，可供選擇的管道有兩種材料，一種為鋼材（Ⅰ方案），另一種為HDPE（Ⅱ方案），兩種管材方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，分述如下。

2.2 Ⅰ方案工程配置（鋼管輸送方案）

2.2.1 第一段管道閘門(mén)井工程配置

（1）泵房出口處1 個(gè)，使用2.5MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-25），2.0MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-2.0），2.0MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-2.0），配法蘭DN700-2.0MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-2.0MPa，法蘭DN200-2.0MPa 一只，2.5MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-25C 法蘭球閥）。

（2）1000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（3）2000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（4）3000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（5）4000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（6）5000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.2.2 第二段管道閥門(mén)井

管道第二段（1.25MPa）測(cè)量長(zhǎng)度663m（蛙房290，選廠食堂320擬定），高差30 米；使用9 米長(zhǎng)DN700-1.25MPa 管道75 根。閥門(mén)井第二段布置如下：

（1）6000km 處1 個(gè)，使用16MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭（HDPE/PE）DN700-1.25MPa 八個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.25MPa，法蘭DN200-1.25MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.2.3 第三段管道閥門(mén)井

管道第三段（1.0MPa）測(cè)量長(zhǎng)度634m（選廠食堂320，高位水池345 擬定），高差25 米；使用9 米長(zhǎng)DN700-1.0MPa 管道72 根。閥門(mén)井布置如下：尾段處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥二只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配法蘭DN700-1.0MPa 十個(gè)，檢修三通一個(gè)DN700×200-1.0MPa，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3 Ⅱ方案（HDPE 管輸送方案）

2.3.1 第一段管道閘門(mén)井工程配置（1）泵房出口處1 個(gè)，使用2.5MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-25），2.0MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-2.0），2.0MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-2.0），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-2.0MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-2.0MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-2.0MPa 一只，2.5MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-25C 法蘭球閥）。

（2）1000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（3）2000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（4）3000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)

JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（5）4000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

（6）5000km 處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3.2 第二段管道閘門(mén)井工程配置

（1）第二段管道（1.25MPa）測(cè)量長(zhǎng)度663m（蛙房290，選廠食堂320 擬定），高差30 米；使用9 米長(zhǎng)DN700-1.25MPa 管道75 根。閥門(mén)井第二段布置如下：

（2）6000km 處1 個(gè)，使用16MPa-DN700 閘閥一只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.25MPa 八個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.25MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.25MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3.3 第三段管道閘門(mén)井工程配置

（1）第三段管道（1.0MPa）測(cè)量長(zhǎng)度634m（選廠食堂320，高位水池345 擬定），高差25 米；使用9 米長(zhǎng)DN700-1.0MPa 管道72 根。

（2）尾段處1 個(gè)，使用1.6MPa-DN700 閘閥二只（選型參數(shù)Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數(shù)JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補(bǔ)償器/柔性補(bǔ)償器一只（選型參數(shù)S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.0MPa 十個(gè)，聚乙烯檢修三通一個(gè)（HDPE/PE）DN700×200-1.0MPa，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數(shù)Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.4 兩方案的差別

2.4.1 兩種方案的工程共同處

（1）各壓力不同段的管道長(zhǎng)度相同。

（2）所配置的閘門(mén)井?dāng)?shù)量相同，井內(nèi)連接相同。

（3）管道埋設(shè)深度相同。

2.4.2 兩種方案的工程配置不同處

2.4.2.1 Ⅰ方案

（1）管道表面需作防腐，工程地質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，管道需另配管墩，根據(jù)其他工程經(jīng)驗(yàn)，加管墩為1/5 左右，管墩為梯形，長(zhǎng)1.2m 寬0.6m，高0.6m，每個(gè)管墩工程量為：挖土0.6m3，毛石0.4m3，C20 混凝土0.6m3。每根鋼管3 個(gè)墩，加管墩的管道長(zhǎng)度約1340 m，管墩總量約450 個(gè)。

（2）管道表面需作防腐，工程地質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，管道需另配管。

（3）由于伸縮部件較大，管道井直徑隨之增大。

（4）選擇鋼管D720×12（GB/T17395-2008 材料20）單管長(zhǎng)度9米，每米重209.52kg。管道總重約1400t。

2.4.2.2 Ⅱ方案

（1）管道連接時(shí)需另配專(zhuān)業(yè)焊接工具。

（2）管道較輕，鋼性較差。

（3）選擇HDPE/PE D765×34 單管長(zhǎng)度9m，每米重122.06 公斤。伸縮率約0.53%，管道總重約810t。

3 方案投資對(duì)照

3.1 管溝

管埋設(shè)深度-2.4m（地面為0.00m，凍土2.0m），管底標(biāo)高-2.4m，管頂標(biāo)高-1.68m，底部寬度1.50m，上頂?shù)孛鎸挾?.80m，土方量約52390m3。

3.2 管道井

Ⅰ方案由于伸縮節(jié)等原因，需增加投資約30 萬(wàn)元。

3.3 方案比選

方案對(duì)比中止僅列舉了不同部分，相同部分未列入比選表，兩方案的對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 給水管道方案對(duì)比表

3.4 結(jié)論

（1）從表1 中看出Ⅱ方案無(wú)論在投資、服務(wù)年限上均優(yōu)于Ⅰ方案。

（2）經(jīng)向相關(guān)部門(mén)咨詢(xún)，Ⅱ方案在訂貨時(shí)生產(chǎn)商免費(fèi)贈(zèng)送焊接機(jī)具。

（3）本文提出的根據(jù)不同的高差來(lái)，來(lái)設(shè)置不同管道壓力，目的是減少投資。

（4）根據(jù)相關(guān)報(bào)道，HDPE 管道由于重量輕，耐腐蝕，維修方便，在城市給排水中被廣泛使用。

（5）本文僅為個(gè)人見(jiàn)解，目的是拿出來(lái)討論，和大家共同提高及供領(lǐng)導(dǎo)在決策時(shí)參考。