東莞市某供水連通管工程設計要點

林朝暉

摘 要：隨著城市供水業務的整合，部分供水規模小、工藝落后的老舊水廠將逐步關停。同時，由于水庫的功能定位調整，以水庫水為原水的水廠可能面臨因無法取水而關停的問題，需通過供水管網系統調度來解決其供水區域的用水問題。因此，水廠與水廠、區域與區域之間的連通管建設顯得尤為迫切，可根據供水壓力設置局部加壓設施，通過科學合理的供水管網調度，有效解決水廠關停后的地區用水問題。

關鍵詞：連通管;一體化泵站;供水量;社會效益

中圖分類號：TV672文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）14-0111-03

Abstract： With the integration of urban water supply business， some old waterworks with small scale and backward technology will be shut down gradually. At the same time， due to the adjustment of the function orientation of the reservoir， the waterworks with reservoir water as raw water may face the problem of shutting down due to the inability to take water. Therefore， the problem of water use in the water supply area needs to be solved through the operation of the water supply network system. Therefore， the construction of connecting pipes between water plants and water plants， and between regions is particularly urgent. Local pressure facilities can be set up according to the water supply pressure. Through scientific and reasonable water supply network scheduling， the regional water use problem after the water plant is shut down can be effectively solved.

Keywords： connecting pipe;integrated pumping station;water supply;social results

1 工程概況

根據總體規劃，東莞松山湖園區要建設4A級景區，松木山水廠規劃停止制水，實行區域聯合供水。水廠關停后，該片區供水無法滿足要求，無其他水源可用，需將松木山水廠改造為中途加壓泵站，引清水進入松木山水廠清水池，經加壓后輸送至原供水區域。

松木山水廠屬于東莞市的鎮級水廠，位于松山湖水庫東部，總規模為80 000 m3/d，占地面積為18 000 m2。原水為松山湖水庫，現供水范圍為大朗鎮中心部分地區和大朗象山片區。2018年日均供水量為60 000 m3/d，最高日供水量為80 000 m3/d，水頭水壓為0.42 MPa。在此背景下，通過改造工業南路至松木山水廠清水輸水系統，沿途新設佛子凹、醫藥信息園片區增壓泵站，把松木山水廠定位為加壓泵站直接輸送清水，以滿足現松木山水廠供水范圍的供水需求。

2 工程目標

2.1 水量目標

綜合考慮需水量即供水能力，松木山水廠維持80 000 m3/d規模，增加臺科園和環湖路片區供水量24 000 m3/d（暫以近年最高日供水量設計），增加水量可通過松木山水廠清水池調度增加用水。增壓泵站最高日供水量為104 000 m3/d，佛子凹增壓泵站最高日供水量為10 000 m3/d，醫藥信息園片區增壓泵站最高日供水量為5 000 m3/d，因此工業南路至松木山水廠之間的輸水管線建設規模為119 000 m3/d（最高日供水量）。

2.2 水壓目標

工程的水壓目標為在起點輸水專線工業南路接管點的輸水壓力水頭為51.5 m（供水壓力為0.19 MPa，地面標高為32.5 m）、輸水119 000 m3/d規模時，滿足輸水線路控制點輸水壓力水頭27.0 m（地面標高24.0 m）的輸水壓力要求，分別滿足松木山水廠清水池15.5 m、佛子凹增壓泵站進水水壓水頭36.2 m（地面標高31.2 m）、醫藥信息園片區增壓泵站進水水壓水頭36.2 m（地面標高31.2 m）的進水水位要求。松木山水廠加壓泵站暫維持原狀，保持原供應出水壓力。

2.3 水質目標

飲用水水質達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）的標準。

3 工程設計原則

給水管網的設計要求供水安全可靠，投資節約，一般應遵循如下原則[1]。

①按照城市規劃布局平面設計布置管網，考慮給水系統分期建設的可能，需有充分發展的余地[2]。

②干管布置的主要方向應按供水主要流向延伸，而供水流向取決于最大用戶或水塔調節構筑物的位置，即要求管網中干管輸水到它們的距離最近。

③管網布置必須保證供水安全可靠，宜布置成環狀，即按主要流向布置幾條平行干管，其間用連通管連接[3]。

④干管一般按道路規劃布置，盡量避免在高級路面或重要道路下敷設。部分管線規劃納入管廊時，應按綜合管廊的布置原則合理設置。管線在道路下的平面布置和高程應符合城市地下管線綜合設計要求。

⑤管道在穿越道路時，應盡量與其正交，縮短交叉管線的長度及規模。

⑥管線應遍布在整個給水區內，保證用戶有足夠的水量和水壓。

⑦力求以最短的距離敷設管線，以降低管網造價和供水能量費用。

⑧干管應盡可能布置在高地，以保證用戶附近配水管中有足夠的壓力，且可降低管內的壓力，以增加管道的安全[4]。

⑨管網系統的劃分應盡量利用現有設施，充分結合現狀條件和自然地勢，以增強工程的可實施性。

4 設計思路

4.1 水源水量分析

當地供水企業主要通過第五水廠向大朗片區供水，同時第六水廠可向附近的松山湖片區供水。供水主要分為3個區域（見圖1），北部大塊陰影區域為第六水廠直接供水，東北部小塊陰影為第五水廠直接供水，中部及東南部管網覆蓋區域由第五水廠經松山湖北部加壓泵站加壓后供水，東南兩塊區域為現狀松木山水廠供水區域。第五水廠、第六水廠的主要供水情況如表1所示。

第五水廠供水量包括大朗鎮的用水量。近年來大朗鎮平均日用水量約107 000 m3/d，由表1可知，第五水廠富余水量約260 000 m3/d，第六水廠富余水量約190 000 m3/d。關閉松木山水廠后，用水量缺口80 000 m3/d，因此第五水廠、第六水廠富余水量足以補充該區域用水。

4.2 輸水能力設計

起點處工業西路第六水廠供水壓力為0.19 MPa（地面標高32.5 m），該處供水量滿足119 000 m3/d的需求，具體包括松木山水廠最高日供水量80 000 m3/d、原供應故臺科園（1.6 m3/d）及環湖路片區（8 000 m3/d）的水量24 000 m3/d以及佛子凹片區（10 000 m3/d）和醫藥信息園（5 000 m3/d）的水量15 000 m3/d。其中，佛子凹片區需水量根據近兩年最高日供水量及近期增長趨勢進行相關預測;醫藥信息園根據松山湖科技產業園專項供水規劃，按照一類工業用地、新型產業用地用水量指標及現狀工業廠房建設情況，分析得出用水量約為5 000 m3/d。

供水管道管徑采用DN1000，采用舍為列夫公式進行水力計算：

式（1）中：[i]為水力坡降;[λ]為摩阻系數;[d]為管子的計算內徑，m;[v]為平均水流速度，m/s;[g]為重力加速度，為9.81 m/s2。

經計算，得出松木山水廠供水分別為80 000 m3/d、96 000 m3/d、104 000 m3/d，自由水頭見表2。

根據水力計算可知，松木山水廠清水池供水量為104 000 m3/d時，信息路路口最低壓力水頭約6.61 m，基本可以滿足一體化加壓泵站進水口進水壓力需求。當增加119 000 m3/d的用水量時，工業南路路口水壓為0.125 MPa，需要提高第六水廠出水壓力水頭至60 m方可滿足工業南路水壓0.19 MPa的要求。結合當地供水企業管網系統供水調度，可通過第三水廠、東城水廠部分區域水量置換，釋放第六水廠等量水量實現上述工況的運行。

4.3 一體化泵設計

工程沿暢園路設置兩個一體化泵站。其中，松佛路口（佛子凹）南側地面標高31.2 m，一體化加壓泵站規模為10 000 m3/d;信息路南側地面標高31.2 m，一體化加壓泵站規模為5 000 m3/d。

水廠清水池地面標高約15.6 m，泵站設計內容如下：

①在暢園路與松佛路交叉口的東南側綠地上，設置一體化供水小型泵站，設計規模為10 000 m3/d，3臺水泵，2用1備。單泵流量為334 m3/h，揚程為25 m，功率為37 kW，轉速為1 480 r/min，效率為83.6%。該方案從松佛路DN1000管道接管，經加壓后接入松佛路DN600管道。

②在信息路南側綠地上，設置一體化供水小型泵站，設計規模為5 000 m3/d，3臺水泵，2用1備。單泵流量為167 m3/h，揚程為32 m，功率為22 kW，轉速為1 480 r/min，效率為80.7%。方案從信息路DN400管道接出，經加壓后接入原DN400管道。

本項目采用戶外一體化集裝箱形式泵站，泵房為金屬箱體模塊化結構設計，箱體采用熱鍍鋅冷軋高強度鋼板材質，采用電泳漆噴涂工藝，屬于非永久性建筑。泵站為一體化集成式泵站，采用物聯網技術，配置安防、門禁以及自控系統。設備基于模糊理論研發的仿人工智能控制技術代替現場值守人員對系統進行自動控制，實現了無人值守。成套供水設備應包括智慧泵房箱體、水箱或穩流罐、水泵機組、電氣控制柜及（變頻）控制柜進出水管道、配件及控制閥門、穩壓罐、壓力及液位監測儀表、遠程監控系統、溢流防護報警裝置、網絡通信系統、視頻監控系統、門禁系統、通風除濕系統、降噪減震系統以及保溫隔熱系統等部分控制功能[5]。

4.4 管材及防腐要求

按照各種管材的特點，結合口徑適應范圍、埋管造價、施工要求、施工條件、國內外實際應用的情況以及管道制造供貨等方面，合理選擇管材。結合工程方案布置，從輸水規模及壓力、管材性能、管道造價、管道制造能力和實際使用狀況等方面進行綜合分析，本工程管材選用鋼管，并相應做好鋼管內外防腐措施。

外防腐有良好和穩定的電絕緣性能，與金屬表面有較強的黏著力，耐腐蝕性能好，抗剝離強度高，施工方便，不會造成環境污染。本工程推薦環氧煤焦瀝青作為埋地鋼管的外防腐涂料，既具有較好的防腐電絕緣性能、耐細菌腐蝕性能，又具有良好的耐陰極保護電位的性能。此外，本工程推薦使用防腐效果較好的水泥砂漿襯里作為管道內防腐層。

5 結語

連通管工程的實施進一步整合了東莞市水資源，切實優化了地區供水格局，解決了群眾實際用水問題，具有顯著的環境效益、社會效益和經濟效益，提高了區域的投資環境，對實現可持續發展目標具有重要意義。

參考文獻：

[1]王英.輸水管道工程設計[J].科園月刊，2011（5）：61-63.

[2]許秀清.城市給排水管網規劃及優化探析[J].中國高新技術企業，2015（27）：51-52.

[3]王敏.城市給水管網優化設計探討[J].四川水泥，2019（1）：120.

[4]黃志剛，王濤.長距離雙管輸水系統連通管設計思路探討[J].工程與建設，2020（3）：435-437.

[5]裴古中.輸水管線平行敷設供水安全性問題探討[J].建筑工程技術與設計，2016（29）：881.