大博孜水廠改擴(kuò)建輸配水管道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探析

成　軍

(庫(kù)車縣水利局，新疆 庫(kù)車 842000)

?

大博孜水廠改擴(kuò)建輸配水管道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探析

成軍

(庫(kù)車縣水利局，新疆 庫(kù)車 842000)

摘要：水廠是為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┥钣盟膱?chǎng)所，是一項(xiàng)基本的民生工程，但由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多水廠面臨產(chǎn)能不足、設(shè)備老化等問(wèn)題，亟待整修。文章以新疆庫(kù)車縣大博孜水廠改擴(kuò)建為實(shí)例，對(duì)該水廠改擴(kuò)建中輸配水管道的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：大博孜水廠；改擴(kuò)建；輸水配水管道；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

1工程概況

大博孜水廠位于新疆庫(kù)車縣齊滿鎮(zhèn)政府東北部5.2 km處，地面高程1 010 m，水廠用地面積為0.37 hm2。水廠供水井建于1997年，井深191.3 m，靜水位4.59 m，動(dòng)水位20.45 m，降深為15.86 m，出水量為77 m3/h，換算單位平均涌水量為4.86 m3/h·m，采用體積比測(cè)定含沙量<1/4.5萬(wàn)，水質(zhì)達(dá)不到農(nóng)村飲水安全要求。目前水廠租用農(nóng)業(yè)井為應(yīng)急水源，井深130 m，靜水位12.95 m，降深為6.2 m，出水量為120 m3/h，水質(zhì)已達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2水廠存在的主要問(wèn)題

大博孜水廠建設(shè)規(guī)模小、標(biāo)準(zhǔn)低，舊水源井供水能力不足，尤其是輸配水管道已不能滿足實(shí)際需要。由于缺乏維修資金，輸配水管道部分主管道因出現(xiàn)破損而停用。新農(nóng)村規(guī)劃區(qū)從現(xiàn)有老管道分水水量、壓力均不能滿足要求，部分區(qū)域由于僻遠(yuǎn)至今沒(méi)有解決飲水問(wèn)題。由于項(xiàng)目區(qū)公路交通建設(shè)的進(jìn)行，造成很多管道網(wǎng)被破壞，這些問(wèn)題都迫切需要解決。

3輸水配水管道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

根據(jù)實(shí)地調(diào)研結(jié)果，本工程采用“建上、下兩處水源分區(qū)供水”的方案，具體為分別在英達(dá)雅河?xùn)|岸和大博孜水廠各新建一供水井，其中大博孜水廠內(nèi)的供水井承擔(dān)著向大博孜水廠和庫(kù)庫(kù)什水廠供水的任務(wù)。所以本工程所說(shuō)的輸水管道是指大博孜水廠向居民區(qū)供水的管道；配水管道是指從大博孜水廠加壓站鋪設(shè)至庫(kù)庫(kù)什水廠之間的管道[1]。

3.1管道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)分析

3.1.1管徑設(shè)計(jì)

原輸配水管道管徑太小，直接制約了其供水能力。在本次改擴(kuò)建工程中，管徑設(shè)計(jì)按照公式(1)計(jì)算，老舊管道不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的都應(yīng)拆除重裝。針對(duì)不同位置、不同功能的輸配水管道，計(jì)算得出本工程所需的管道種類有φ315、φ250、φ200、φ110、φ90、φ75、φ63、φ50[2]。

Q=ω·V(其中ω=Л·D2/4)

(1)

式中：Q為管段內(nèi)通過(guò)的流量，m3/s；ω為管段面積，m2；V為管段內(nèi)水的流速，m/s。

3.1.2管道壓力設(shè)計(jì)

管道壓力是保證供水量的另一重要因素。壓力過(guò)小會(huì)造成水流量不足，壓力過(guò)大對(duì)管道要求過(guò)高，最終導(dǎo)致管道鋪設(shè)費(fèi)用猛增。所以要尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。管道水頭損失包括沿程和局部水頭損失兩種，其中沿程水頭損失可按照公式(2)計(jì)算，而局部水頭損失可按照沿程損失的10%考慮。通過(guò)綜合計(jì)算，確定大博孜水廠的配水管道壓力為0.6MPa，輸水管道壓力為0.5MPa。

hf=S0·Q1.77L

(其中S0=0.000915/D4.77)

(2)

式中：hf為沿程水頭損失，m；L為管段長(zhǎng)度，m；D為管道內(nèi)徑，m；S0為比阻，即單位管長(zhǎng)，m。

3.1.3管材選擇

目前農(nóng)村飲水管道最常用的管材有PVC-U管和PE管，在管材使用上主要考慮施工方便、管材滿足飲水安全要求，關(guān)于這兩種管道對(duì)比如表1所示。考慮到本工程的設(shè)計(jì)最大管徑為DN315，管徑和規(guī)模較小，且擴(kuò)建管道在平原地區(qū)，管道回填為砂壤土、顆粒小，所以PVC—U管完全滿足使用要求。

表1　PVC—U和PE管對(duì)比詳情

3.1.4土方開(kāi)挖及管道安裝技術(shù)分析

經(jīng)調(diào)查，庫(kù)車縣最大凍土深度為88 cm，從防凍安全考慮要求管溝的開(kāi)挖深度為管上口距地面≥100 cm。溝槽采用機(jī)械開(kāi)挖，溝槽結(jié)合管徑大小開(kāi)挖成梯形，最小溝深120 cm。對(duì)管徑>110 mm的管溝，設(shè)計(jì)管道底寬為管道兩側(cè)各留30 cm工作面；對(duì)管徑<110 mm的管溝，工作面留設(shè)寬度為20 cm。溝槽邊坡均為1∶0.3，開(kāi)挖出的土堆放在溝槽外1 m。

溝槽開(kāi)挖完成后，每500 m作為一個(gè)驗(yàn)收單元，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行管道安裝。管節(jié)承口朝向上游。管道安裝的主要工具為緊繩器，將止水膠圈放入管節(jié)承口，量出承口的長(zhǎng)度在插頭上作出相同長(zhǎng)度的標(biāo)記，在插頭上涂抹肥皂水，嚴(yán)禁涂抹溶劑、易揮發(fā)物、油脂。用緊繩捆住相鄰管節(jié)的插頭和承口，緩慢操作緊繩器手柄使承口外邊與插頭上作出的標(biāo)記吻合即可。在正常情況下操作緊繩器時(shí)，不用費(fèi)力就可將插頭插入承口內(nèi)，若用力較大還不能將插頭插入承口內(nèi)，應(yīng)檢查止水膠圈是否頂翻。安裝好的管節(jié)要檢查止水膠圈是否頂翻，可將塞尺插入承口內(nèi)，在正常情況下，塞尺不容易插過(guò)承口內(nèi)的止水膠圈，也可用手電筒照射承口觀察止水膠圈是否頂翻。管道安裝完試壓前，除接口外的溝槽先人工回填至管頂以上50 cm。回填土中磚、石、木塊等雜物應(yīng)清除干凈，管道兩側(cè)至管頂以上50 cm范圍內(nèi)的回填土不得含有機(jī)物、凍土以及直徑>25 mm的石塊和直徑>50 mm的土塊。回填土應(yīng)由溝槽兩側(cè)對(duì)稱運(yùn)入槽內(nèi)，不得直接扔在管道上，以免管道位移拉開(kāi)接頭和砸壞管道。在管道平面轉(zhuǎn)彎處外側(cè)前后3m內(nèi)回填土方要夯實(shí)，干容重不小于自然土的干容重，夯實(shí)厚度等于管道直徑。

3.2管道交叉建筑物的設(shè)計(jì)施工

3.2.1管線穿越柏油路面設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)公路建設(shè)發(fā)展很快，居民區(qū)分布在公路兩側(cè)，如果沿公路兩側(cè)鋪設(shè)管道，將增加管道的工程投資。所以本工程設(shè)計(jì)在公路一側(cè)鋪設(shè)主管，向公路另一側(cè)配水，這樣只是增加穿公路的數(shù)量。施工時(shí)將道路兩側(cè)設(shè)置警告牌，然后將路左右段分別開(kāi)挖后鋪設(shè)鋼管，最后將PVC—U管外裹一層抗凍材料后利用鋼管穿越公路。

3.2.2管線穿越渠道和排渠設(shè)計(jì)

本工程需穿越渠道13次，當(dāng)所穿越的渠道為防滲渠時(shí)，將渠道挖開(kāi)埋入管線覆土夯實(shí)，并恢復(fù)防滲渠原狀即可。穿越的排渠和土渠的規(guī)模小，可直接從渠底以下1 m挖洞穿過(guò)，但需要埋設(shè)標(biāo)置混凝土樁，防止排渠清於而損壞管道。

4結(jié)語(yǔ)

輸配水管道布置是水廠建設(shè)的核心問(wèn)題，直接關(guān)系到日常運(yùn)行情況。本文通過(guò)對(duì)大博孜水廠輸水配水管道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析，最終確定了大博孜水廠輸配水管道直徑、管內(nèi)壓力、管材等各項(xiàng)參數(shù)，而且對(duì)施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。輸配水管道設(shè)計(jì)和施工需緊密結(jié)合工程區(qū)的地質(zhì)環(huán)境因素，在科學(xué)合理的前提下力求經(jīng)濟(jì)性。大博孜水廠新管網(wǎng)投入使用后，解決了區(qū)域內(nèi)的供水問(wèn)題，改擴(kuò)建工程也使供水管路的可靠性大大增加。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亮，周建忠.廣州南沙水廠的工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].中國(guó)給水排水，2011(14)：53-54.

中圖分類號(hào)：TV991.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

[作者簡(jiǎn)介]成軍(1979-)，男，陜西西安人，工程師，從事農(nóng)村飲水安全工作。

[收稿日期]2016-01-12

文章編號(hào)：1007-7596(2016)03-0087-02