通遼市扎魯特高技術(shù)煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)供水工程管材選擇

武術(shù) 張福泉 烏日汗 何威 劉菊芬

【摘要】本文通過管材性能、價格、工程造價對比，最終確定通遼市扎魯特高技術(shù)煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)供水工程管材為夾砂玻璃鋼管，對通遼市長距離輸水管道工程在管材選擇方面起指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】通遼；扎魯特高技術(shù)煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)；管材；選擇

1.工程概況

通遼市扎魯特高技術(shù)煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)供水工程主要任務(wù)是為扎魯特高技術(shù)煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)蒙古富德康乃爾化學(xué)工業(yè)有限公司提供工業(yè)用水，從扎魯特旗魯北鎮(zhèn)污水處理廠出水口引水至工業(yè)園區(qū)，利用中水作為工業(yè)用水主水源，以毛都水庫地表水作為生產(chǎn)補充水源。本次供水工程主要由供水管道、管道附屬構(gòu)筑物閥門井及管道交叉建筑物等組成。

1.1 水源工程概況

本次供水工程水源為污水處理廠中水，污水處理廠位于魯北鎮(zhèn)東南約10km處，主要收集魯北鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水。

魯北鎮(zhèn)污水處理廠分二期進(jìn)行建設(shè)，一期工程于2005年建成投入運行，日處理能力為1.5萬噸，處理工藝采用CASS工藝，現(xiàn)運行良好。待二期擴(kuò)建工程完成后，日處理能力為3.0萬噸。

1.2 供水線路工程地質(zhì)

該項目自然地面高程為255-268m，地形平坦，無不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地地基土對混凝土具有微腐蝕性，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。在勘探深度內(nèi)，地層主要以第四系全新統(tǒng)（Q4al）、上更新統(tǒng)（Q3al）及侏羅系組成，粉砂、細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、礫砂、圓礫、凝灰?guī)r為主，粉砂承載力為100kpa，粉質(zhì)粘土承載力為110kpa，細(xì)砂承載力為150 kpa，礫砂承載力為220 kpa，圓礫承載力為300 kpa，全-強風(fēng)化凝灰?guī)r為180-600 kpa，均可作為建筑物良好的天然地基持力層，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)在自然地面1.80m以下，若遇粉土層及粉質(zhì)粘土層建議基底鋪設(shè)砂石墊層，防止基礎(chǔ)不均勻沉降。

1.3 工程規(guī)模

根據(jù)污水處理廠出水量預(yù)測分析，2020年、2030年污水處理廠再生水可利用量分別為547.87 萬m3/a、958.86 萬m3/a。本次供水按中期2020年確定供水規(guī)模為547.87 萬m3/a（1.5萬m3/d）。采用雙排管道輸水，一用一備，供水管線長10.82km，管道總長21.64km。

2、供水管道管材選擇

對于長距離輸水的供水工程，輸水管道占整個工程投資的比重較大，因此需進(jìn)行方案比選。在選用管材時，須根據(jù)管道所承受的荷載、流量、環(huán)境介質(zhì)以及各種管材的適用條件、施工難易、工程造價、建成后的運行管理等多方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定。下面就幾種管材性能、價格等方面進(jìn)行比較。

（1）管材性能對比

因供水管道輸送的是中水，因此管道首先需具有抗腐蝕性能。

①離心墨鑄鐵管（DIP）

耐腐蝕性：管材耐腐蝕性能較強，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不需做防腐處理；衛(wèi)生特性：內(nèi)襯水泥砂漿易結(jié)垢，對水質(zhì)有一定影響；水力特性：內(nèi)襯粗糙系數(shù)n=0.012，阻力大、能耗高；密封性能：采用橡膠圈柔性接口，密封性能良；安裝性能：管長≤6m，自重大，接口多但方便，敷設(shè)要求較低，安裝性能良；力學(xué)性能：強度、剛度、韌性、抗沖擊等性能優(yōu)，承壓較高；抗震性能：采用柔性接口，管材強度高，韌性較好，但不能彎曲，抗震性能優(yōu)；安全程度：不易漏水，不易爆管，安全程度較高；使用壽命：接近50a。

②夾砂玻璃鋼管（RPMP）

耐腐蝕性：管材本身抗腐蝕，不需要做任何防腐處理；衛(wèi)生特性：管材環(huán)保衛(wèi)生，內(nèi)壁不結(jié)垢，對水質(zhì)無影響；水力特性：內(nèi)壁粗糙系數(shù)n=0.009，阻力小、能耗低；密封性能：采用承插連接，密封性能良；安裝性能：管道自重輕，接口較少且方便，敷設(shè)要求較高，安裝性能優(yōu)；力學(xué)性能：強度、剛度、韌性等性能優(yōu)，承壓極高；抗震性能：管材強度高，且有一定柔性，抗震性能優(yōu)，安全程度：不會漏水，很難爆管，安全程度高；使用壽命：設(shè)計50a。

（2）管材價格比較

在管道規(guī)格相同前提下，由表1可知管材價格離心球墨鑄鐵管高于夾砂玻璃鋼管。

（3）工程造價比較

由表2可知夾砂玻璃鋼管供水方案造價比球墨鑄鐵管低287.18萬元。故推薦夾砂玻璃鋼方案。

（4）管材選擇

管材選擇須滿足安全耐久、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保衛(wèi)生、節(jié)約電能、接口可靠、施工方便、維護(hù)容易的要求。

從安全及穩(wěn)定性考慮，應(yīng)優(yōu)先選擇球墨鑄鐵管；球墨鑄鐵管安裝較為方便，而玻璃鋼管的敷設(shè)要求稍高，兩種管材均適合本次供水工程對壓力及管徑的要求；從工程造價比對玻璃鋼管具有一定的優(yōu)勢，且糙率小，能耗低，運行費用低，又通遼市有玻璃鋼管長距離輸水的成功經(jīng)驗，引莫入通及引烏入通工程均采用玻璃鋼輸水，至今運行良好。通過綜合比較，最終確定本次設(shè)計的輸水管材采用DN500夾砂玻璃鋼管，環(huán)向剛度10000Pa，壁厚9.5mm，壓力等級為1.0MPa，接口采用承插式雙膠圈接口，設(shè)計流量0.17m3/s。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 《室外給水設(shè)計規(guī)范》（GB50013-2006）。.

[2] 《城鎮(zhèn)供水長距離輸水管（渠）道工程技術(shù)規(guī)程》（CECS193：2005）。

[3] 《玻璃纖維增強塑料夾砂管》（GB-T21238-2007）；

作者簡介：武術(shù) 男 1973年11月出生，高級工程師。