大博孜水廠改擴建輸配水管道設計與施工技術探析

成　軍

(庫車縣水利局，新疆 庫車 842000)

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大博孜水廠改擴建輸配水管道設計與施工技術探析

成軍

(庫車縣水利局，新疆 庫車 842000)

摘要：水廠是為當地居民提供生活用水的場所，是一項基本的民生工程，但由于社會經濟的發展，很多水廠面臨產能不足、設備老化等問題，亟待整修。文章以新疆庫車縣大博孜水廠改擴建為實例，對該水廠改擴建中輸配水管道的設計和施工技術進行了分析探討。

關鍵詞：大博孜水廠；改擴建；輸水配水管道；設計；施工技術

1工程概況

大博孜水廠位于新疆庫車縣齊滿鎮政府東北部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，采用體積比測定含沙量<1/4.5萬，水質達不到農村飲水安全要求。目前水廠租用農業井為應急水源，井深130 m，靜水位12.95 m，降深為6.2 m，出水量為120 m3/h，水質已達到相關標準。

2水廠存在的主要問題

大博孜水廠建設規模小、標準低，舊水源井供水能力不足，尤其是輸配水管道已不能滿足實際需要。由于缺乏維修資金，輸配水管道部分主管道因出現破損而停用。新農村規劃區從現有老管道分水水量、壓力均不能滿足要求，部分區域由于僻遠至今沒有解決飲水問題。由于項目區公路交通建設的進行，造成很多管道網被破壞，這些問題都迫切需要解決。

3輸水配水管道設計與施工技術

根據實地調研結果，本工程采用“建上、下兩處水源分區供水”的方案，具體為分別在英達雅河東岸和大博孜水廠各新建一供水井，其中大博孜水廠內的供水井承擔著向大博孜水廠和庫庫什水廠供水的任務。所以本工程所說的輸水管道是指大博孜水廠向居民區供水的管道；配水管道是指從大博孜水廠加壓站鋪設至庫庫什水廠之間的管道[1]。

3.1管道設計及施工技術分析

3.1.1管徑設計

原輸配水管道管徑太小，直接制約了其供水能力。在本次改擴建工程中，管徑設計按照公式(1)計算，老舊管道不符合設計標準的都應拆除重裝。針對不同位置、不同功能的輸配水管道，計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為管段內通過的流量，m3/s；ω為管段面積，m2；V為管段內水的流速，m/s。

3.1.2管道壓力設計

管道壓力是保證供水量的另一重要因素。壓力過小會造成水流量不足，壓力過大對管道要求過高，最終導致管道鋪設費用猛增。所以要尋求一個平衡點。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)計算，而局部水頭損失可按照沿程損失的10%考慮。通過綜合計算，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為管段長度，m；D為管道內徑，m；S0為比阻，即單位管長，m。

3.1.3管材選擇

目前農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，關于這兩種管道對比如表1所示?？紤]到本工程的設計最大管徑為DN315，管徑和規模較小，且擴建管道在平原地區，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管對比詳情

3.1.4土方開挖及管道安裝技術分析

經調查，庫車縣最大凍土深度為88 cm，從防凍安全考慮要求管溝的開挖深度為管上口距地面≥100 cm。溝槽采用機械開挖，溝槽結合管徑大小開挖成梯形，最小溝深120 cm。對管徑>110 mm的管溝，設計管道底寬為管道兩側各留30 cm工作面；對管徑<110 mm的管溝，工作面留設寬度為20 cm。溝槽邊坡均為1∶0.3，開挖出的土堆放在溝槽外1 m。

溝槽開挖完成后，每500 m作為一個驗收單元，驗收合格后才能進行管道安裝。管節承口朝向上游。管道安裝的主要工具為緊繩器，將止水膠圈放入管節承口，量出承口的長度在插頭上作出相同長度的標記，在插頭上涂抹肥皂水，嚴禁涂抹溶劑、易揮發物、油脂。用緊繩捆住相鄰管節的插頭和承口，緩慢操作緊繩器手柄使承口外邊與插頭上作出的標記吻合即可。在正常情況下操作緊繩器時，不用費力就可將插頭插入承口內，若用力較大還不能將插頭插入承口內，應檢查止水膠圈是否頂翻。安裝好的管節要檢查止水膠圈是否頂翻，可將塞尺插入承口內，在正常情況下，塞尺不容易插過承口內的止水膠圈，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?；靥钔林写u、石、木塊等雜物應清除干凈，管道兩側至管頂以上50 cm范圍內的回填土不得含有機物、凍土以及直徑>25 mm的石塊和直徑>50 mm的土塊?；靥钔翍蓽喜蹆蓚葘ΨQ運入槽內，不得直接扔在管道上，以免管道位移拉開接頭和砸壞管道。在管道平面轉彎處外側前后3m內回填土方要夯實，干容重不小于自然土的干容重，夯實厚度等于管道直徑。

3.2管道交叉建筑物的設計施工

3.2.1管線穿越柏油路面設計

項目區內公路建設發展很快，居民區分布在公路兩側，如果沿公路兩側鋪設管道，將增加管道的工程投資。所以本工程設計在公路一側鋪設主管，向公路另一側配水，這樣只是增加穿公路的數量。施工時將道路兩側設置警告牌，然后將路左右段分別開挖后鋪設鋼管，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計

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

4結語

輸配水管道布置是水廠建設的核心問題，直接關系到日常運行情況。本文通過對大博孜水廠輸水配水管道設計與施工技術分析，最終確定了大博孜水廠輸配水管道直徑、管內壓力、管材等各項參數，而且對施工中的注意事項進行了詳細說明，有較強的實用價值。輸配水管道設計和施工需緊密結合工程區的地質環境因素，在科學合理的前提下力求經濟性。大博孜水廠新管網投入使用后，解決了區域內的供水問題，改擴建工程也使供水管路的可靠性大大增加。

參考文獻：

[1]李亮，周建忠.廣州南沙水廠的工程設計特點[J].中國給水排水，2011(14)：53-54.

中圖分類號：TV991.2

文獻標識碼：B

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

[收稿日期]2016-01-12

文章編號：1007-7596(2016)03-0087-02