巨野縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程設計及施工方法

王 璞，李 舒

（巨野縣水務局，山東 巨野 274900）

2019 年巨野縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程計劃以巨野縣城鄉(xiāng)供水一體化工程為依托，改造村外主管網(wǎng)及村內(nèi)管網(wǎng)，并新建加壓泵站1 座，提高了項目區(qū)自來水的供水保證率，以及項目區(qū)飲水安全保障水平，使農(nóng)民喝上安全水、放心水。通過項目建設形成了項目區(qū)安全經(jīng)濟的供水系統(tǒng)，保障了農(nóng)民生活用水需求，增強了項目區(qū)安全供水能力，加快了農(nóng)業(yè)城市化供水進程[1]。

1 概況

2019 年巨野縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程主要涉及開發(fā)區(qū)、鳳凰辦、田莊鎮(zhèn)、核桃園鎮(zhèn)、獨山鎮(zhèn)、章縫鎮(zhèn)6 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，29 個自然村，111097 人的飲水安全問題。竇張營村現(xiàn)有人口845 人，村內(nèi)管網(wǎng)工程管材基本都是UPVC 管材，建設時間較長，管網(wǎng)破損，漏水現(xiàn)象嚴重，影響供水能力，急需改造。村內(nèi)管網(wǎng)在本次飲水安全鞏固提升工程中進行改造，管材選用PE管材。工程建設內(nèi)容包括新建加壓泵站1 座，鋪設并改造部分村外管網(wǎng)，改造29 個村的村內(nèi)管網(wǎng)、改造部分閘閥井及村頭水表井。

2 供水管網(wǎng)工程設計

2.1 設計標準

工程建設標準參考《村鎮(zhèn)供水工程設計規(guī)范》（SL 687-2014）技術標準確定，主要包括供水方式、用水量標準、供水水質(zhì)、供水壓力、管材管徑等內(nèi)容。

2.1.1 管網(wǎng)水力計算

將每個聯(lián)戶水表井概化一個用水點，選擇最不利的供水點進行設計。

（1）節(jié)點流量計算

節(jié)點流量，根據(jù)人均用水當量和節(jié)點用水人數(shù)計算。人均用水當量可按下式計算：

式中：q 為人均用水當量，m3/h；Qh為最高日最高時用水量，m3/h；∑Nj為總?cè)藬?shù)，人。

節(jié)點流量計算采用公式：

式中：Nj為節(jié)點控制人數(shù)，人。

（2）管徑選擇

按經(jīng)濟流速計算管徑，采用公式：

式中：D 為管道內(nèi)徑，mm；V 為經(jīng)濟流速，V=1 m3/s。

（3）管網(wǎng)水頭損失計算

沿程水頭損失按下式計算：

式中：Q 為管中流量，m3/h；L 為管長，m；D 為管徑，mm；f、m、b與管材有關系數(shù),塑料管f=94800，m=1.77，b=4.77。

局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計算，不可預測用水量按生活最高日用水量的5%計算。

各節(jié)點水壓標高和自由水頭計算：村外主管網(wǎng)設計時，預留自由水頭為20 m，且村內(nèi)高程基本無變化，地面高程按0 m計算。根據(jù)村頭水表井處的自由水頭和1（村頭水表井）～2 管段的水頭損失，求出2 節(jié)點的水壓高程，由2 節(jié)點的水壓高程減2 節(jié)點的地面高程求出2 節(jié)點的自由水頭，依次類推。選取張縫鎮(zhèn)竇張營村作為典型村，節(jié)點流量及水力計算結(jié)果見表1、表2。

表1 村內(nèi)主管道節(jié)點流量計算表

表2 村內(nèi)管道水力計算表

1）水頭損失計算：

經(jīng)計算，最不利管線：h總=h沿+h局=0.74 m。

2）總水頭計算

式中：h總為總水頭損失，m；h未為水籠頭處的水頭，m；h立桿為水籠頭立桿高度，取1 m；Δh 為水籠頭地面與村頭主管道高差，取0 m；H 為村頭自由水頭，取20 m。

經(jīng)計算，h末=19.26 m，H=20 m 滿足要求。

余下自然村村內(nèi)管網(wǎng)改造與典型村類似，不再一一敘述。

2.1.2 水表井設計

用水戶水表在胡同口集中放置，其結(jié)構(gòu)形式采用M7.5 磚砌矩形結(jié)構(gòu)，井池壁厚120 mm。內(nèi)、外、底部防水砂漿抹面壓光，井蓋采用C25 預應力混凝土空心板。

磚砌閥井表面均采用防水砂漿（1∶2 水泥砂漿內(nèi)摻水泥重量的5%的防水劑）抹面，厚20 mm。

2.2 設計布局

水源選用寶源湖水庫引蓄的優(yōu)質(zhì)黃河水，采用管網(wǎng)延伸的形式，對現(xiàn)有供水管網(wǎng)進行新建和改造，進一步完善全縣城鄉(xiāng)供水體系。2019 年巨野縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程實施方案共建設6 個鎮(zhèn)29 個村的村內(nèi)外管網(wǎng)改造工程，新建加壓泵站1 座，并更換村內(nèi)外管道、入戶管道，建設村莊總水表池、集中聯(lián)戶水表池，安裝村莊總水表、各戶水表、村口控制閘閥、村內(nèi)聯(lián)戶控制閘閥、各戶控制閘閥、立桿水龍頭等。

2.3 村外主管道工程

村外管網(wǎng)改造提升工程涉及開發(fā)區(qū)、鳳凰辦、田莊鎮(zhèn)部分村莊8 萬人口，改造鋪設PE 管道13.21 km，其中φ400 0.8 MPa PE 管8.01 km、φ110 0.8 MPa PE 管3.58 km。過路過河采取頂管方式，頂管兩頭設置混凝土鎮(zhèn)墩。

2.4 村內(nèi)管網(wǎng)工程

工程改造涉及到的29 個村莊村內(nèi)管網(wǎng)管材基本都是UPVC 管材，建設時間較長，管網(wǎng)破損，漏水現(xiàn)象嚴重，影響供水能力。村內(nèi)管網(wǎng)在本次飲水安全鞏固提升工程中進行改造，管材選用PE 管材。村內(nèi)管網(wǎng)設計原則主要是：管網(wǎng)合理分布于整個用水區(qū)，線路盡量短，并符合村鎮(zhèn)建設規(guī)劃；村莊規(guī)模較小的，可以布成樹枝狀管網(wǎng)，規(guī)模較大的，可以布置成環(huán)狀或者環(huán)樹結(jié)合管網(wǎng)。管線宜沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路布置，盡量避免穿越建筑物，少穿越硬化道路；穿越硬化道路的，在切割路面埋設管道后應立即恢復硬化路面；管路一般按單管布置，村內(nèi)大街通公路的，各村內(nèi)干管沿村內(nèi)大街雙側(cè)布置。

用水戶水表在胡同口集中放置，其結(jié)構(gòu)形式采用M7.5 磚砌矩形結(jié)構(gòu)，井池壁厚120 mm。內(nèi)、外、底部防水砂漿抹面壓光，井蓋采用C25 預應力混凝土空心板。

3 施工方法

3.1 管道溝施工

采用人工輔助開溝機挖溝道，溝道深挖0.8 m～1.0 m，寬0.2 m～0.8 m。可以機械回填，也可以人工回填。在通過公路、河槽時，采用頂管、架設或大開挖方式。

3.2 管道鋪設

在管頂以下，管溝的各點，管道鋪設寬度要使管子容易安裝和連接。把最開始的填土，比較均勻地鋪在管身以下和沿著管子兩邊。在敷設管道施工的時候，對于土壤不穩(wěn)定的，必須采取保護措施穩(wěn)定土壤，保證工作人員的人身安全。

所有管件如接頭、彎頭、漸縮管、三通、四通等全部按生產(chǎn)廠家要求安裝。在未覆蓋填土時，管道應進行通水試驗，只有無滲漏和符合要求時，才可回填覆土[2]。在安裝PE 管道時，天氣過熱或過冷，都對管道不利，要注意防止管道發(fā)生永久變形損壞。在管子回填土之前，一直到全蓋上土，抑或在管子與其它設備連接的時候，溫度變化不要太大，只允許幾度誤差，否則需要遮蔭。整個管子要均勻的連接支承在牢固、穩(wěn)定的土料上，不能用放置墊塊和采取支架的方法，使管子沿坡度變動。連接件和接頭應能夠承受最大工作壓力，不滲漏，保證管道內(nèi)壁沒有可能導致過水能力低于設計要求的阻塞物。安裝承插式管子，要及時挖去插入處的基底土方，便于插接，使管體的全長都緊貼基底材料。剛開始回填，不得含有直徑大于2.5 cm 的石塊或直徑大于5 cm 的土塊，要選用篩選過的土料或砂料。鋪放時，保證管子不發(fā)生移位、過分變形或損壞。

從開始回填，要一層層鋪放，在管子上方和周圍約15 cm位置，用機械或人工方法壓實到需要的土壤密度。用機械方法目的是為管子提供足夠的側(cè)向支承，壓實到需要的土壤密度。當?shù)匦巫兓垢餐梁穸炔粔驎r，采用拉土回填方法，以達到設計要求。最后回填的土料，不能有大石塊、凍土，也不能有直徑大于75 cm 的其它雜物。土料要分層攤放，回填時不能出現(xiàn)空隙，保證沉陷后的覆蓋深度最小，保持回填土和自然地面相平。如果是人工鋪設干支管道，對于埋在地下的管道，要在凍土層20 cm 以下的深度，土料最大粒徑不超過20 mm，溝底平整，距管頂10 cm 以內(nèi)的填料，保證沒有石塊、碎磚和其他堅硬物。有的地方可以設置鎮(zhèn)礅，各管道、管件部位要嚴密，無滴水、漏水現(xiàn)象[3]。

3.3 閥門井施工

采用M10 漿砌磚結(jié)構(gòu)。砌體平整，結(jié)合牢固。

3.4 設備與輸電設施施工

嚴格按照有關規(guī)范施工。管網(wǎng)安裝，順序要正確，聯(lián)接的部件，螺絲緊固均勻，沒有松動。水泵機座，泵基礎高出地面不小于10 cm，要滿足強度和穩(wěn)定性要求，周圍設置排水溝。各閥件底做支撐支護，儀表計量準確，無不正常滴水漏水現(xiàn)象。

3.5 加壓泵站施工

對于加壓泵站的辦公樓、倉庫設計要合理布置，泵房、辦公樓、倉庫、配電室、值班室等外觀美觀大方，磚石砌體平整，結(jié)合牢固；清水池要滿足用水量和安全用水的要求。聘請有資質(zhì)的勘測設計單位及施工單位，對管理房和清水池進行設計施工，要嚴格按施工程序、技術規(guī)范，進行高標準、高質(zhì)量的完成任務。

4 結(jié)語

2019 年巨野縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程計劃以巨野縣城鄉(xiāng)供水一體化工程為依托，改造村外主管網(wǎng)及村內(nèi)管網(wǎng)，并新建加壓泵站1 座，提高其供水保證率。按照“農(nóng)村供水城市化，城鄉(xiāng)供水一體化”的發(fā)展戰(zhàn)略和“規(guī)模化發(fā)展、標準化建設、市場化運作、企業(yè)化經(jīng)營、專業(yè)化管理、用水戶參與”的運作思路，進一步提高規(guī)模化程度、建設標準和質(zhì)量、信息化自動化水平，提升農(nóng)村飲水安全工程檔次，新建工程確保水質(zhì)達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）的要求。2019 年農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程為村內(nèi)外管網(wǎng)改造工程完成后，提高了項目區(qū)自來水的供水保證率和飲水安全保障水平，使群眾喝上安全水、放心水。