淺談柞水縣營盤藥王堂供水管網延伸工程設計

李 蓉

（陜西水環境工程勘測設計研究院，陜西 西安 710018）

0 引言

柞水縣是一個“九山半水半分田”的國家扶貧開發重點縣，也是一個優勢比較明顯、開發潛力巨大的縣份，先后獲得國家衛生縣城、全國文明縣城等30 余項國省榮譽。營盤鎮地處柞水西北部，西與安康市寧陜縣相接，北與古城西安相鄰，境內的古西康之路成為連接湖廣的天然紐帶，素有終南首邑、秦楚咽喉之稱，鎮內山青、水綠、天藍，號稱天然氧吧。營盤鎮是商洛市委、市政府確定重點建設的商洛門戶鎮，是柞水建設新農村“一鎮六小區”的示范鎮，是乾佑河百里生態景觀帶的起點鎮。營盤具有獨特的區位優勢和豐富的自然資源優勢。

1 項目概況

柞水縣營盤藥王堂供水管網延伸工程供水對象為營盤鎮、藥王堂村、車家河村的居民生活用水。供水水源為龍潭溝口以上約4.5 km 的取水樞紐，新建50 m3減壓池1 座，供水規模為1524 m3/d。配水管線總長9.90 km，其中干管線路總長7.62 km，支管線路總長2.28 km。設置跨河倒虹1 座、鎮墩114 座、檢修閥井8 座、排氣閥井22 座、排氣檢修閥井3 座、泄水閥井16 座。

2 用水量計算和工程規模

根據供水范圍及供水對象，計算本工程設計水平年受水區供水規模（最高日需水量）為1524 m3/d。預測成果見表1。

表1 設計水平年受水區需水量預測成果表

3 工程水源

營盤鎮供水工程水源為龍潭溝河水，新建截滲滲渠取水，供水范圍為營盤鎮、藥王堂村、車家河村，最高日需水量為1524 m3/d。

根據典型年枯水期日徑流量分析結果，取水點處P=95%枯水期的日徑流量為4780 m3/d；按日平均流量分析結果，取水點處P=95%枯水期的日徑流量為2246.4 m3/d。兩種水文分析計算的溝道枯水期來水流量均大于本工程需水量1524 m3/d，取水保證率可得到滿足。

根據走訪調查附近70 歲老人數名，在特別干旱的年月沒有遇到河道斷流，水源流量穩定。

由此可見，龍潭溝低壩水源可靠，可滿足本工程需水量的要求。因此，將龍潭溝水源作為本項目的供水水源合理可行。

4 工程方案

4.1 工程等級、類型和設計標準

4.1.1 工程等級及類型

本供水工程等別為Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物級別為4 級，次要建筑物級別為5 級。

本工程供水規模5000 m3/d＞W≥1000 m3/d，屬于Ⅲ型工程。

4.1.2 工程防洪標準

本工程建筑物洪水標準為：設計洪水標準按20 年一遇設計，校核洪水標準按50 年一遇標準校核；次要建筑物按10 年一遇設計，30 年一遇校核。

4.1.3 工程抗震標準

本工程主要建筑物按Ⅶ度進行抗震設防。

4.2 工程總體布置

4.2.1 干管及支管

本工程干管起點為上游管道末端龍潭溝口，終點為猴家碥村，總體走向為西北至東南，線路總長7.62 km。本工程支管線路總長2.28 km，基本沿道路布設。

4.2.2 管材選擇

配水管道的材料一般根據配水流量、壓力、地形地質條件等情況選用，本項目是地形復雜的遠距離配水工程，管道占投資的比重較大，管材選用不當會造成事故或增加不必要的資金投入。所以管材的選擇對于工程投資及施工難度有影響，配水管道最大工作壓力為1.6 MPa。

聚乙烯PE 管是一種新型的環保型管材，其壁光滑，水力性能好，又具有良好的抗壓抗裂（龜裂、爆管）性能，同時重量輕，耐老化，無毒、衛生、易安裝、價格較低，正被廣泛的應用在給水、燃氣、化工等行業。從供水工程的重要性、施工、運行管理、投資等方面綜合分析比較，結合本工程地形、地質條件，本次設計采用聚乙烯PE 管。

4.2.3 水力計算

本次管道沿程水頭損失按海曾- 威廉公式計算，其公式為：

式中：h1為沿程水頭損失，m；L 為計算管段長度，m；i 為單位管長水頭損失，m/m；C 為海曾威廉系數；Q 為管段流量，m3/s；d 為管道內徑，m。

本次管道局部損失按照沿程損失的10%計算。

本工程管徑確定計算表見表2、表3。

表2 干管各管段管徑選擇表

表3 支管各段管徑選擇表

管道設計內水壓力按最大工作壓力P 計算確定，最大工作壓力根據工作時的最大動水壓力和不輸水時的最大靜水壓力確定，PE 管設計內水壓力為最大工作壓力的1.5 倍，本次管壓計算見表4、表5。

表4 干管分段壓力匯總表

表5 支管各段壓力匯總表

4.2.4 管道埋設

1）地勢平坦段

①管道埋深確定

管頂覆土應根據冰凍情況、外部荷載、管材強度、與其它管道交叉等因素確定。非冰凍地區，在松散巖層中，管頂覆土不宜小于0.7 m，在基巖風化層上埋設時，管頂覆土不應小于0.5 m；寒冷地區，管頂應埋設于凍深線以下15 cm；穿越道路、農田或沿道路鋪設時，管頂覆土宜不小于1.0 m。本工程管線地區凍土深度為0.30 m，基本沿農田和道路鋪設管道。綜上所述，再結合地質資料，最終確定本次設計管道埋深不小于1.0 m。

②管溝斷面形式

管道采用開挖管溝鋪設管道方法施工，巖基段管溝兩側臨時開挖坡比1∶0.3，土基段管溝兩側臨時開挖坡比1∶0.5。管底鋪設中粗砂墊層，墊層厚度10 cm，管槽開挖寬度0.60 m。管槽兩側采用人工夯實回填至管頂以上0.5 m，上部采用原土機械整平至原地面。

2）管道架設

管道架設于乾佑河及安溝橋橋梁側壁，采用脹鉚螺栓固定單管托架進行支撐，dn110 管道采用支承角鋼組成的托架，托架間距為1.5 m。

3）跨河段

①橫跨段

根據地形條件、施工難易、運行管理等因素綜合考慮，本工程采用開挖管溝埋設管道施工方案，對現狀護岸、道路等交叉建筑物進行拆除重建。

②跨河段

本供水管線工程干管跨乾佑河1 次。

管線穿越河床部分，管道均能坐落在基巖上，管溝兩側開挖坡比1∶0.3，管底鋪設粗砂墊層，厚度10 cm，管槽開挖寬度0.60 m。管槽兩側采用粘性土人工夯實回填至管頂以上50 cm，上部采用原土機械壓實回填。管頂以上設50 cm 厚的C20 鋼筋混凝土蓋板，蓋板寬度由開挖深度決定。

兩側岸坡部分采用40 cm 厚C20 混凝土護坡，護坡寬度由開挖深度決定。巖基部分開挖坡比1∶0.3，土基部分開挖坡比1∶0.5，巖基部分管道埋設同河床部分。土基部分管道埋設同主管線土基部分埋設方案。

4）穿路段

本工程穿路均為S102 省道，穿路采用定向鉆進行施工。干管穿路段樁號為0+902.3～0+961.5，長度59.2 m，dn200，壓力1.0 MPa；小學前支管穿路段樁號為0+001.8～0+021.9，長度20.1 m，dn160，壓力1.25 MPa。

4.2.5 減壓池設計

本次設計的減壓池采用50 m3方形鋼筋混凝土清水池。減壓池采用半埋式，池頂覆土厚度0.5 m，為C25 鋼筋混凝土結構，池內安裝DN150 浮球閥控制水位。

為保證供水安全，減壓池周圍采用鐵藝護欄進行安全防護。

4.2.6 排水溝、綠化帶及路面恢復

本次工程破壞排水溝、綠化帶、路面等均按原標準進行恢復。

4.2.7 消火栓

本次設計沿管線布設消火栓，間距為120 m。采用室外地上式消火栓（SSF100/65-1.6 型），采用支管深裝。

4.2.8 管線標志樁

為了管理方便，沿管線應設置標志樁，包括公里樁、轉折點樁。標志樁為C20 混凝土結構。樁尺寸：厚×寬×高＝15 cm×15 cm×80 cm。

5 結語

工程興建后將會提高該段的供水能力，增強當地飲水安全，減少風險和損失，改善飲水條件，對經濟發展將起到積極的促進作用。工程的實施對環境會產生一些不利影響，如施工期“三廢”污染等，但其與工程的社會效益及環境效益相比，這些不利影響范圍較小，并可采取適當措施加以降低及減免，因此，從環境影響的角度看，該項工程是可行的。