昌吉某飲水管網改造方案比選及管道施工探析

徐國軍

(新疆省昌吉回族自治州昌吉市農村集中供水中心，新疆 昌吉 831100)

0 引 言

農村飲水安全問題歷來是各級政府最為關注的民生工程之一，由于新疆自治區長期以來經濟較為落后，很多農村地區自來水配套工程存在：供水規模偏小、供水保證率低、凈水設施不齊備、管網漏損率較高、入戶率和水質合格率偏低等問題，因此進行輻射廣大農村地區的飲水改造工程是近3年必須要完成的一項工作。

1 工程概況

昌吉市阿什里鄉轄7個行政村及1個集鎮區，這是項目工程的改造對象，供水由昌吉市第三水廠統一供給。該項目線路總長度達72.417km，新建主管及干管與現有各村水塔、村級管網相連，實現供水入戶，覆蓋總人口為5596人。本項目要求建設標準是飲用水水源的保證率不低于95%，方便程度標準要求供水到戶或人工取水的往返時間不超過10分鐘。

2 供水規模計算

項目用水類別包括：生活用水、牲畜用水、公共建筑用水量、鄉鎮企業用水量、管網漏失及未預見水量(并考慮消防用水量)，其中具體用水指標見表1所示。下面對這幾個用水類別進行分別計算(設計年限為15a)[1]。

表1 昌吉市阿什里鄉相關用水指標

2.1 生活用水量計算

日生活用水量Q1與用水人口直接相關，具體計算公式見(2-1)所示[2]。經計算可得：本項目區到2035年人口約為9192人，因此Q1≈597.5m3/d。

Q1=[p0·(1+a)n+X]·q1

(1)

式中：p0為現狀年地區人口總數，5596；a為地區人口自然增長率，12‰；n為設計年限，15；X為新建牧民定居點人數，2500；q1為生活用水指標。

2.2 牲畜用水量計算

牲畜用水量計算公式見2所示，經計算可得：本項目區到2035年牲畜數量約為43592標準只，因此Q2≈217.96m3/d。

Q2=[X0·(1+a勝)n]·q2

(2)

式中：X0為現狀年地區總牲畜數，27980；a牲為地區牲畜自然增長率，3.0%；q2為牲畜用水指標。

2.3 其他用水量計算

根據上表1的計算規則，可以得出公共建筑用水量為59.75m3/d，企業用水量為87.52m3/d，管網損漏和其他為96.27m3/d，因此最終計算出項目區總的用水量為1059m3/d，以該數值作為供水規模的設計標準。

3 飲水管網改造方案比選

3.1 管線位置比選分析

由于項目區村內主要道路已建，且均為柏油路。其余管線布置形式較為單一，管網線路提出兩種方案，兩種方案優缺點及投資見表2所示[3]。

方案一：管線沿現有已建柏油道路路邊布置，施工時先用切割機將需要破壞的路面切開，在進行管溝開挖，管道施工完成后再恢復柏油路面；

方案二：管線盡量避開主干道柏油路，沿草場路邊或林帶邊布置。

表2 兩種管線布置方案比選表

經過對比，從投資、施工方便程度及后期運行管理等各方面比選，沿耕地邊布設優于沿柏油道路布設，因此，本次管線方案推薦采用方案二。

3.2 管材比選分析

由于本項目是飲水管道，因此對管材各方面要求較高，包括環保性、耐腐蝕性、安全可靠性等[4]。經過對市場上一般管材進行篩選，最終決定在UPVC管、PE管、球墨鑄鐵管、鋼絲網骨架聚乙烯復核管四種管材中進行選擇，管材對比詳見表3所示。

經過對比得出：①球墨鑄鐵管及鋼絲網骨架聚乙烯復合管管材造價高，但抗腐蝕性強，強度高適用于規模較大的供水工程，一般DN400以上性價比較高；②UPVC管價格最低，但管抗荷載差、實際運行中較易發生爆管現象；③PE管在穩定性、市場推廣力度等方面均由于UPVC管，且該類管材已經在昌吉市很多地區使用，因此本項目采用PE管[5]。

表3 管材比選分析

3.3 管道工程施工要點分析

1)管溝開挖：

該本項目管溝開挖以“機械為主，人工為輔”，其中機械挖至設計槽底標高以上20cm左右，其余用人工清挖。溝底若為堅硬石塊時，應多挖10cm，然后回填、平整、夯實到設計高程，保證管道埋深在凍土深度以下。挖出土妥善安放在離溝槽邊≥2m位置，分類堆放，以節省篩分費用[6]；開挖時如遇到渠道、道路、電纜時應予以保護，并應避開原有管道，如溝內發現電纜等重要物體，要立即報告施工人員，采取保護措施，并及時與有關單位協調解決；③管道穿耕地處土方開挖應分層進行，先將表層30cm熟土揭放在管道一側，下部生土開挖后堆放在管道另一側，管溝開挖邊坡為1∶0.5。

2)土方回填：

土方回填時采用管坑兩側同時回填，并要分層夯實(分層填筑厚度≤0.2m)。施工時大型機具不能靠近或直接穿越管道，以免造成管道破壞。

管溝回填時要求不得直接將挖出土回填，應進行篩分處理，先填細土，厚度不低于300mm，然后再回填開挖出的土料，注意要在管道兩側對稱回填。在最上層鋪設≥500mm熟土，便于后期恢復地貌[7]。

3.4 PE管安裝施工

管道測量放線直接影響到管道水頭損失大小，如果管道鋪設不平直，就可能發生積水和漏氣，左右偏移，上下起伏會影響節點接口對接，造成滲漏。施工管線每25m打一樁，按設計要求挖深。

項目要求PE管連接形式為熱熔和機械連接，但是如果管道外徑超過60mm，則禁止使用手工熱熔連接，必須使用專業機器，且不得采用螺紋以及黏結形式。此外，PE管和金屬管件采用法蘭連接。

管道進行插入套管時，必須在承口內和插口外表面涂刷環保潤滑劑，禁止涂抹在承口上，要求潤滑劑對各類管材、密封橡膠等均無腐蝕影響。

4 結 語

農村飲水改造工程對于提高自治區農民的生活水平和質量有著巨大的影響，飲水管網工程覆蓋面大，因此必須對各種方案在經濟性、實用性上進行比選，最終確定最優方案，這是保證工程可行性的重要基礎。本項目水改造管網工程歷時5個月完成，總投資約為1000萬元，最終解決了覆蓋區內所有農民的取水負擔，取得了較好的社會和經濟效益。