高寒丘陵地区长距离高扬程土场供水技术

2016-08-12郭训平中国水电十五局第二工程公司陕西西安710016

陕西水利 2016年2期

关键词：料场蓄水池标段

郭训平（中国水电十五局第二工程公司　陕西　西安　710016）

高寒丘陵地区长距离高扬程土场供水技术

郭训平
（中国水电十五局第二工程公司陕西西安710016）

本文以新疆伊犁河北岸干渠六标工程为例，从供水系统设计、建设、管理运行三个方面出发，论述了高寒丘陵地区、长距离和大高差条件下的供水技术，目的是解决本工程供水难题，也为类似工程提供相关参考。

供水系统；供水强度；钢管；多级离心泵

1　概况

北岸干渠自伊犁河拦河枢纽北岸进水闸起，自东向西经伊宁县南部、伊宁市东郊及北郊，末端止于霍城县境内中哈边境附近处的代维尔河，总长度为128.2km，为Ⅰ等大（1）型工程。本工程属于北岸干渠工程的第六标段，桩号73+459.445～84+416.287，长10.957km。

本标段提供四个土料场，基本位于伊宁市西北部的北山坡范围内，北山坡属鸡爪子地形，冲沟发育，沟宽200m～800m，走向与北岸渠线近直交，地形呈缓坡状，总地势东北高，西南低，沟底分布第四系冲洪积含土碎石与碎石土互层，沟坡分布第四系冲洪积低液限粉土、含砂低液限粉土层。

BT20料场位于渠线桩号80+180段附近，料场中心距渠线直线距离2.5km，储量200万m3，BT22料场位于渠线桩号81+169段附近，料场中心距渠线直线距离1.3km，储量140万m3，BT24料场位于渠线桩号82+136段附近，料场中心距渠线直线距离2.8km，储量160万m3，BT25料场位于渠线桩号83+096段附近，距渠线直线距离3.2km，储量320万m3。

2　现场条件分析

2.1水源条件

经现场查看，渠线左侧高速路南伴有一条大黄渠，与当地水管所协商后，同意作为本标段料场制备水源。大黄渠大概每年4月15日来水，10月15日停水，有水时间6个月，大黄渠流量约6m3/s，每年洪水期水中含有大量泥沙、漂浮物和柴草，泵站取水时需做过滤处理。根据本标段土料制备工程量、料场复查报告、碾压试验报告及总进度计划要求，通过需水量的计算，在满足制备工期要求的前提下，考虑供水系统总造价和施工难易度，计划总取水流量200m3/h，即0.06m3/s，大黄渠流量满足取水流量要求。

2.2电源条件

进场后，与大黄渠水管所、供电部门积极联系，经过多次现场踏勘，大黄渠旁可接电点和具备建站位置很少。本着满足泵站布置和具备用电条件的原则，供水部门最终同意在G218国道35里程和32里程南侧布置两座主泵站，分别为1#和2#主泵站，每座泵站供水流量100m3/h，主泵站位置各新建一台变压器供电。分泵站位置可布置在2#主营地和3#营地附近，分别供往四个土料场，2#主营地两座分泵站可在主营地新建变压器供电，3#营地两座分泵站可在82+550附近新建变压器供电。

2.3管路穿行条件

本标段业主提供的料场均位于渠道右侧，大黄渠与料场之间穿越了一条G218国道和一条G30高速，国道和高速两侧均存在大面积果园。经过现场查看，每个料场与国道和高速路相对应位置均有排洪涵或交通涵，且果园之间有很多临时便道可供通行，供水管路可经对应涵洞、相应临时便道引至各个料场。

3　供水系统布置

综合考虑土场位置和大黄渠取水位置，在大黄渠旁布置两座主泵站。1#主泵站布置在G218国道35里程南侧，利用排洪涵洞穿越G218国道和G30高速斜向引至BT22分泵站和BT20分泵站，再由分泵站各引出一条供水管路供往BT20、BT22料场；2#主泵站布置在G21国道32里程南侧，利用当地排洪涵洞穿8越G218国道和G30高速供往BT25分泵站和BT24分泵站，再由分泵站各引出一条供水管路供往BT25、BT24料场。料场内，根据地形和泡土区域，沿供水管路布置多个地埋式蓄水池蓄水，再用多条PVC管采取自流的方式引水至泡土制备区域。

表1　　六标供水系统主要配置表

4　供水系统配置

4.1需水量计算

经料场勘查，料场出露地层岩性为第四系冲洪积低液限粉砂土层或含砂低液限粉土，局部为粉土质砂。料场平均天然含水率为3.8%，击实后平均最大干密度为1.83g/cm3，平均最优含水率为13.5%。土场天然含水率和最优含水相差约9.7%。

依据设计图纸，本标段总填筑量507.6 万m3，经计算加水量约75万m3，由前期泡土试验得出供水系数取1.2，则实际需水量90万m3。

4.2供水强度计算

本标段渠道填筑总量507.6万m3，土料制备工期为2014年4月15日至2015 年10月15日，共计6个月，则制备强度为84.6万m3/月。

依据土方平衡方案各个料场开采量，供水时间每月供水按30d计，每天按20h抽水计，补水按9.7%计，通过计算，BT20料场供水强度62m3/h，BT22料场供水强度43m3/h，BT24料场供水强度50m3/h，BT25料场供水强度97m3/h。

4.3供水系统配置

本标段供水管路长，高差大，综合考虑扬程、管路承压能力及高寒气候，为了确保供水管运行安全可靠，决定供水系统采用D159/4mm钢管输水、多级离心泵抽水的梯级供水方式供水至各个料场蓄水池。D159钢管沿程损失系数2.4m/100m，水泵实际扬程与额定扬程系数按0.8计算。供水系统配置详见表1。

5　供水系统建设

5.1泵站

泵站管理房选用活动彩板房，建筑面积12m2。泵房征地完成后，采用1.2m3液压反铲进行场地整平，泵房基础浇筑15cm厚的C20混凝土。

大黄渠边主泵站取水位置各布置一个取水前池，前池引水口采取喇叭口型式，混凝土衬砌，厚度15cm；喇叭口与前池之间布置一道拦污栅，安装双层滤网过滤水中杂物。前池底板低于大黄渠渠底50cm，前池底板及四壁采用C20混凝土衬砌，厚度20cm。

混凝土由2#主营地拌合站提供，10m3混凝土罐车水平运输至泵房附近，3m3装载机接料后运至泵房位置，人工辅助入仓振捣。

5.2管路

本标段供水管路长，扬程大。针对不同地形，采用不同的管路施工方法。平缓段管路采用地埋式，埋深1.2m。陡坡段采用C20混凝土镇墩加固，镇墩尺寸1m×0.5m× 2m，镇墩埋入深度1.5m。镇墩基础开挖尺寸2m×1.5m×1.5m，镇墩砼浇筑前预埋6 根φ25钢筋，插入基础下0.5m。先进行镇墩基础开挖，再进行管路安装，最后进行镇墩混凝土浇筑。镇墩模板采用定型木模板，钢管外撑加固。开挖采用1.2m3液压反铲，混凝土采用10m3混凝土罐车水平运输至管道附近，3m3装载机接料后运至镇墩位置，人工辅助入仓振捣。

由于供水管路较长，安装过程中需要在水泵止水阀前安装排空阀，冬季来临前排空管路内存水，防止冻胀损坏管路。

5.3蓄水池

四个土料场各布置4至6个1000m3的埋入式蓄水池，蓄水池尺寸40m×10m× 3m。蓄水池采用1.2m3反铲开挖，0.4mm厚土工膜防渗处理，在蓄水池下部埋设主出水管，主出水管引致制备区附近，末端安装水包和多组阀门，然后采取φ50塑料管和消防水管相结合的方式引向土料制备工作面。