大博孜水厂改扩建输配水管道设计与施工技术探析

成　军

(库车县水利局，新疆 库车 842000)



大博孜水厂改扩建输配水管道设计与施工技术探析

成军

(库车县水利局，新疆 库车 842000)

摘要：水厂是为当地居民提供生活用水的场所，是一项基本的民生工程，但由于社会经济的发展，很多水厂面临产能不足、设备老化等问题，亟待整修。文章以新疆库车县大博孜水厂改扩建为实例，对该水厂改扩建中输配水管道的设计和施工技术进行了分析探讨。

关键词：大博孜水厂；改扩建；输水配水管道；设计；施工技术

1工程概况

大博孜水厂位于新疆库车县齐满镇政府东北部5.2 km处，地面高程1 010 m，水厂用地面积为0.37 hm2。水厂供水井建于1997年，井深191.3 m，静水位4.59 m，动水位20.45 m，降深为15.86 m，出水量为77 m3/h，换算单位平均涌水量为4.86 m3/h·m，采用体积比测定含沙量<1/4.5万，水质达不到农村饮水安全要求。目前水厂租用农业井为应急水源，井深130 m，静水位12.95 m，降深为6.2 m，出水量为120 m3/h，水质已达到相关标准。

2水厂存在的主要问题

大博孜水厂建设规模小、标准低，旧水源井供水能力不足，尤其是输配水管道已不能满足实际需要。由于缺乏维修资金，输配水管道部分主管道因出现破损而停用。新农村规划区从现有老管道分水水量、压力均不能满足要求，部分区域由于僻远至今没有解决饮水问题。由于项目区公路交通建设的进行，造成很多管道网被破坏，这些问题都迫切需要解决。

3输水配水管道设计与施工技术

根据实地调研结果，本工程采用“建上、下两处水源分区供水”的方案，具体为分别在英达雅河东岸和大博孜水厂各新建一供水井，其中大博孜水厂内的供水井承担着向大博孜水厂和库库什水厂供水的任务。所以本工程所说的输水管道是指大博孜水厂向居民区供水的管道；配水管道是指从大博孜水厂加压站铺设至库库什水厂之间的管道[1]。

3.1管道设计及施工技术分析

3.1.1管径设计

原输配水管道管径太小，直接制约了其供水能力。在本次改扩建工程中，管径设计按照公式(1)计算，老旧管道不符合设计标准的都应拆除重装。针对不同位置、不同功能的输配水管道，计算得出本工程所需的管道种类有φ315、φ250、φ200、φ110、φ90、φ75、φ63、φ50[2]。

Q=ω·V(其中ω=Л·D2/4)

(1)

式中：Q为管段内通过的流量，m3/s；ω为管段面积，m2；V为管段内水的流速，m/s。

3.1.2管道压力设计

管道压力是保证供水量的另一重要因素。压力过小会造成水流量不足，压力过大对管道要求过高，最终导致管道铺设费用猛增。所以要寻求一个平衡点。管道水头损失包括沿程和局部水头损失两种，其中沿程水头损失可按照公式(2)计算，而局部水头损失可按照沿程损失的10%考虑。通过综合计算，确定大博孜水厂的配水管道压力为0.6MPa，输水管道压力为0.5MPa。

hf=S0·Q1.77L

(其中S0=0.000915/D4.77)

(2)

式中：hf为沿程水头损失，m；L为管段长度，m；D为管道内径，m；S0为比阻，即单位管长，m。

3.1.3管材选择

目前农村饮水管道最常用的管材有PVC-U管和PE管，在管材使用上主要考虑施工方便、管材满足饮水安全要求，关于这两种管道对比如表1所示。考虑到本工程的设计最大管径为DN315，管径和规模较小，且扩建管道在平原地区，管道回填为砂壤土、颗粒小，所以PVC—U管完全满足使用要求。

表1　PVC—U和PE管对比详情

3.1.4土方开挖及管道安装技术分析

经调查，库车县最大冻土深度为88 cm，从防冻安全考虑要求管沟的开挖深度为管上口距地面≥100 cm。沟槽采用机械开挖，沟槽结合管径大小开挖成梯形，最小沟深120 cm。对管径>110 mm的管沟，设计管道底宽为管道两侧各留30 cm工作面；对管径<110 mm的管沟，工作面留设宽度为20 cm。沟槽边坡均为1∶0.3，开挖出的土堆放在沟槽外1 m。

沟槽开挖完成后，每500 m作为一个验收单元，验收合格后才能进行管道安装。管节承口朝向上游。管道安装的主要工具为紧绳器，将止水胶圈放入管节承口，量出承口的长度在插头上作出相同长度的标记，在插头上涂抹肥皂水，严禁涂抹溶剂、易挥发物、油脂。用紧绳捆住相邻管节的插头和承口，缓慢操作紧绳器手柄使承口外边与插头上作出的标记吻合即可。在正常情况下操作紧绳器时，不用费力就可将插头插入承口内，若用力较大还不能将插头插入承口内，应检查止水胶圈是否顶翻。安装好的管节要检查止水胶圈是否顶翻，可将塞尺插入承口内，在正常情况下，塞尺不容易插过承口内的止水胶圈，也可用手电筒照射承口观察止水胶圈是否顶翻。管道安装完试压前，除接口外的沟槽先人工回填至管顶以上50 cm。回填土中砖、石、木块等杂物应清除干净，管道两侧至管顶以上50 cm范围内的回填土不得含有机物、冻土以及直径>25 mm的石块和直径>50 mm的土块。回填土应由沟槽两侧对称运入槽内，不得直接扔在管道上，以免管道位移拉开接头和砸坏管道。在管道平面转弯处外侧前后3m内回填土方要夯实，干容重不小于自然土的干容重，夯实厚度等于管道直径。

3.2管道交叉建筑物的设计施工

3.2.1管线穿越柏油路面设计

项目区内公路建设发展很快，居民区分布在公路两侧，如果沿公路两侧铺设管道，将增加管道的工程投资。所以本工程设计在公路一侧铺设主管，向公路另一侧配水，这样只是增加穿公路的数量。施工时将道路两侧设置警告牌，然后将路左右段分别开挖后铺设钢管，最后将PVC—U管外裹一层抗冻材料后利用钢管穿越公路。

3.2.2管线穿越渠道和排渠设计

本工程需穿越渠道13次，当所穿越的渠道为防渗渠时，将渠道挖开埋入管线覆土夯实，并恢复防渗渠原状即可。穿越的排渠和土渠的规模小，可直接从渠底以下1 m挖洞穿过，但需要埋设标置混凝土桩，防止排渠清於而损坏管道。

4结语

输配水管道布置是水厂建设的核心问题，直接关系到日常运行情况。本文通过对大博孜水厂输水配水管道设计与施工技术分析，最终确定了大博孜水厂输配水管道直径、管内压力、管材等各项参数，而且对施工中的注意事项进行了详细说明，有较强的实用价值。输配水管道设计和施工需紧密结合工程区的地质环境因素，在科学合理的前提下力求经济性。大博孜水厂新管网投入使用后，解决了区域内的供水问题，改扩建工程也使供水管路的可靠性大大增加。

参考文献：

[1]李亮，周建忠.广州南沙水厂的工程设计特点[J].中国给水排水，2011(14)：53-54.

中图分类号：TV991.2

文献标识码：B

[作者简介]成军(1979-)，男，陕西西安人，工程师，从事农村饮水安全工作。

[收稿日期]2016-01-12

文章编号：1007-7596(2016)03-0087-02