长距离管道输水设计中存在问题及防范措施

2015-03-22康会茹

河北水利 2015年11期

□康会茹

我国经济建设发展迅速，长距离管道输水提高了水资源的配置效率，解决了受水地区水资源短缺问题，加速了当地城市化进程，取得了较好的经济效益和社会效益。此文选取唐山3个项目为例，就长距离管道输水中遇到的问题作一探讨。

1.基本情况

2009年，唐山市乐亭新区供水三期工程，管线全长约56.1km，年引滦河地下水1.05亿m3。2010年，唐山市丰南区景观用水引水工程，管线全长约20.8km，年引矿井疏干水 0.1亿 m3。2011年，唐山市三友集团浓海水引水工程，管线全长约48.0km，年引浓海水0.2 亿 m3。

2.设计中存在问题

一是由于调水采用有压管道输送，因此管道材质的选择成为工程造价及管道安全的重要制约因素。二是管道内有水锤及汽化问题，如果处理不当，将严重危及到供水的安全。三是供水工程施工时，遇到地质情况不好的地段，如塌陷地段、地震液化区域等，以及穿越河流、道路、桥梁时，管道施工困难，施工进度相对缓慢，且会增加工程投资。四是存在应对突发事件不及时、管线实际与设计有偏差、井室漏水等问题。

3.防范措施

3.1 管道材质问题

管线沿途穿越山区、丘陵、平原及沿海湿软地带，根据不同地质条件，以节省投资，适应地形条件为原则，管道材质在山区段及海上吹填段使用钢管；平原段使用混凝土管；沿海段使用玻璃钢管，以适应基础承载力低，腐蚀性强的环境。

结合不同工程不同区域的地质情况及施工、经济等各方面因素进行综合比选，确定最合适的管材。乐亭新区供水三期工程，根据技术经济比选情况，结合管线穿越的地区地质情况，分别选用了钢管、预应力混凝土管道；丰南景观引水工程在采煤塌陷区规划范围内采用钢管，采煤塌陷区规划范围外至用水服务区采用预应力钢筋混凝土管；三友集团浓海水引水工程穿越唐海、南堡等地，据各区域地质情况，本次工程采用了PE管、玻璃钢管、钢管。

3.2 水锤问题

管线长，在水泵开机、停机、停电及事故等情况下停泵，可能引发水锤事故。防范措施：在适当位置，设置单向调压塔，并在两处凸起处设置真空破坏阀；在水泵出口处设置水锤消除器、缓闭止回阀、安全阀、超压泄压阀等形式以防止水锤危害。

3.3 地震及沉陷问题

为解决地震及挖空沉陷区问题，每间隔一定距离设置一处限位伸缩接头或可挠曲橡胶接头，并在其外设置在地下允许接头转动的埋地保护装置。

3.4 设备井设置及漏水问题

输水管道除管渠本身外，为了管渠的维护管理，保证供水的安全，避免水锤、汽化等威胁管道安全问题的发生，还需在管渠系统上设置某些附属构筑物，包括检查井、阀门井、排气井、流量计井等井室。

各种井室应按照设备的形状、使用方面的要求等具有不同的形状和尺寸。具体井室可参照相关图集。在已成型的道路上，井盖与路面高程应尽量一致，在郊外农田区，为便于寻找可比地面高出 10～20cm。

乐亭新区供水三期工程管径较大，且管线所穿地区的工程地质情况比较复杂，对于淤泥质土或是湿陷性土壤等因素影响，砖砌井室无法满足使用要求，设计采用钢筋混凝土矩形井室；对于大口径长距离管道，考虑井室发挥到最大作用，排气井带进人孔，起到既排气又检查的作用；而对于地质条件较好的市区环境，一般井室采用砖砌圆形。丰南景观引水工程全线采用砖砌圆形井室。三友集团浓海水引水工程一部分沿高速路边铁丝网敷设，井室设计为井筒式的简易排气井。

在海边软地基上设置的井室、镇墩、管道及其他构筑物下面及其上游多10m范围内管道下面铺设一层双向土工格栅（抗拉强度60kN/m）。

出现淤泥、软基及排水困难等不利情况时，井室混凝土底板下加20～40cm厚的碎石垫层。淤泥段地基承载力低于70kPa的井室，采用块石分层夯实挤淤法加固地基（夯实到基土不发生沉降为止，计算需要的承载力）。

一般井室外沿管线侧长度10m范围内回填石屑。由井室底板顶面回填，宽度与沟槽同宽，高度为半管，管道底部及周围填充密实，避免出现管道悬空现象。

井室穿墙刚性套管柔性密封材料处易漏水，在管道下增加一小段垫筋，很好地解决了套管内管道下沉、上部密封材料变形而引起的漏水问题。