屈家嶺長距離輸水工程中管道類型比選及管線設計

冉秋明　楊紅梅

（荊門市水利勘察設計院湖北荊門　448000）

屈家嶺長距離輸水工程中管道類型比選及管線設計

冉秋明楊紅梅

（荊門市水利勘察設計院湖北荊門448000）

隨著社會經濟的快速發展，城市的用水量大幅增加，長距離調水工程有效的解決了區域性缺水問題。本文詳述了屈家嶺管理區漢江長距離輸水管道工程的設計方法，包括了管材的比選，輸水管線及附屬設施設計等內容，可供相關工程參考。

長距離輸水；管材比選；管線設計

1　工程概況

屈家嶺漢江引水項目，在鐘祥市舊口鎮潘家集漢江河道內建浮船取水，采用一條壓力管道將漢江水送至屈家嶺青山坡水庫，樁號0+000～19+600為DN800管道長19.6km，樁號19+600～29+ 000為DN700管道長9.4km，管道壓力等級定為1.6MPa；沿途經過鐘祥市舊口鎮、京山縣永隆鎮、屈家嶺管理區，管道總長29.0km，對現五三水廠進行更新改造，達到日供水5萬m3標準。

2　輸水管管材選型

管材比選：

長距離輸水工程，管材是影響工程造價的主要因素之一，不同的管材，其水力特性、耐久性、經濟性、施工難易程度等方面均有較大差異。輸水管道在滿足技術和經濟兩個方面的前置條件下，還必須達到如下標準：管材性能可靠，能承受要求的內壓（內壓不小于1.6MPa，見壓力線計算）和外壓荷載；管道具有良好的封閉性和防滲性；施工方便；使用年限長，維修工作量少；內壁光滑，輸水能力可基本保持不變；輸送水質有保證。

目前我國生產使用的輸水管材主要有鋼管（SP）、預應力鋼筋混凝土管（PCP）、預應力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼管（GRP）和球墨鑄鐵管（DIP），涂塑復合鋼管（PSP），另外還有灰口鑄鐵管、塑料管等。灰口鑄鐵管國內產品最大直徑為DN1200mm，且因質脆易爆管等原因質量無保證，近年來在大型輸水管道工程中已很少使用；國內生產的塑料管用于輸水工程中直徑較??；預應力鋼筋混凝土管最大承受內壓僅為0.2～0.8MPa，不滿足本工程要求；鋼管焊接、防腐要求高，且價格高；球墨鑄鐵管價格太貴。因此，本工程不考慮上述管材，主要對預應力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼管（GRP）和涂塑復合鋼管（PSP）三種管材從技術、經濟、安全方面進行綜合比選，見表1。

根據對相關主要管材生產企業的詢價，價格為到貨價，考慮安裝配件及安裝價的綜合價格，見表2。

從表2中得知，預應力鋼筒混凝土管價格較高，玻璃鋼管價格與涂塑復合鋼管差不多。另外具體施工時玻璃鋼管需設置墊層、地基處理等土建費用遠高于涂塑復合鋼管，因此，推薦內EP外PE涂塑復合鋼管。

3　輸水管線及附屬設施設計

3.1管線設計

輸水管線的布置原則：①盡量縮短長度；②減少拆遷，少占農田；③管線施工、運行和維護方便。因此本工程管線平面上基本沿公路或農田平行埋設。根據實際供水情況，0+000～19+600采用DN800內EP外PE涂塑復合鋼管，19+600～29+000采用DN700內EP外PE涂塑復合鋼管。樁號0+250～1+750沿漢江干堤堤腳線50m處平行布置，樁號1+750～2+850沿S216省道15m處平行布置，樁號6+400～9+260沿舊熊公路15m處平行布置，樁號18+800～23+000沿屈家嶺外環15m處平行布置，樁號23+000～ 24+100沿金龍路15m處平行布置，樁號26+150～29+000沿青山坡路15m處平行布置，其它線路在農田間布置?？v斷面管線基本依實際地形起伏變化，原則是讓管道基本處于埋設狀態，減少工程造價，最低埋設深度為1m。

表1　三類管材主要技術性能對照表

表2　三類管材咨詢價格信息表（單位：元/m）

3.2附屬設施設計

（1）支墩設計

根據實際工程需要，在合理位置共設置水平彎管支墩、垂直彎管支墩、水平三通支墩三種支墩，共計121個。支墩設計采用《給水排水標準圖集》設計，施工時管道彎頭根據實際角度選取國標彎頭，角度調整為實際設計角度。

（2）閘閥井

本工程共有檢修井、排泥閥井、排氣閥井、減壓閥井三種閘閥井。其中設置檢修井5個（根據規范每5～10km宜設置一處）；設置排泥閥井共22個，位于每段管線的最低處，為排除管道中的沉淀物或放空管道進行檢修，采用磚砌圓形排泥閥井；設置排氣閥井33個（根據國外相關技術資料和國內近年來的工程實踐經驗，一般情況下約1.0km設一處），用以在投產時，平時或檢修后排出管內的空氣，在產生水錘時可自動進入空氣，以免管內形成負壓，排氣閥安裝在每段管線的高起部位和水錘易發生部位，型式采用磚砌圓形排氣閥井；減壓閥井根據工程需要共設置2處，分別為泵站出水總管起端0+130處和管道最高點23+300處。

（3）架空管設計

當管道穿越河流時布設架空鋼管，根據工程需要共設置3處。分別為鄭劉橋河（45m）（樁號6+730～6+775），天門河（70m）（樁號13+720～13+790），陳橋河（30m）（樁號17+760～17+790）。

（4）頂管設計

當管道穿越重要公路（一般為省級公路）及不能采用架空管跨越的河流水系時，需設置頂管施工穿越，根據工程需要共設置3處。分別為高湖河（30m）（樁號20+600～20+630），石龍干渠（30m）（樁號22+310～22+340），農谷大道（50m）（樁號24+550～ 24+600）。

（5）跨堤防及一般公路設計

本次項目對跨漢江堤防、一般公路及石門干渠時采取開挖埋管后再恢復原狀的方式。根據工程需要共設置3處。分別為漢江堤防（20m），石門干渠（16m），舊熊線（10m）。

（6）標志樁

為了對管道進行更好的管理和保護，特設置標志樁，采用混凝土結構，埋設在給水管線上，間距為100m，共設置290個。

4　結論

長距離輸水工程必須從技術、經濟、安全方面綜合比選確定管線走向、管材類別、經濟管徑、管道安全壓力級別，必須進行水錘分析以保證長距離輸水管道的安全運行，同時合理的布設管道附屬設施。

[1]劉芳.淺談長距離輸水管線的設計要點[J].水科學與工程技術，2006（S2）.

[2]燕海波，李煥琳.長距離輸水管道工程的現狀與展望[J].水利科技與經濟，2007（01）.

TU991.36

A

1673-0038（2015）03-0159-02

2014-12-5

冉秋明（1982-），男，工程師，本科，主要從事水利水電工程設計工作。