农村跨海供水工程设计要点

李载玉 刘旭升 孙 毅

资 讯

农村跨海供水工程设计要点

李载玉 刘旭升 孙 毅

工程概况

獐岛地处辽宁丹东东港市北井子镇西南部，面积1.2km2，辖区内有3个村民组共970人。獐岛农村饮水跨海供水工程主要为岛内常住居民和观光游客提供日常生活用水。工程需敷设主管路14km，其中海底供水管路4.5km、滩涂供水管路1.5km、陆地供水管线8km，最大水深20m。

工程设计要点

供水方案选择

海水淡化不仅成本高，且设施运行年限比常规供水工程短，运行费用更高。副产物浓盐水进行处理很不经济，直接向海里排放会影响海洋生态环境。若采用跨海运水+高位水池供水的方法，综合成本将达到20～30元/m3，且不良天气时会影响运水。

最终本工程采用跨海管道输水方案。在与獐岛村隔海相望的北井子镇徐家坨子村范围内，地下水水量充沛，水质优良。供水线路从徐家坨子分别穿越鹤大线和海防大堤，管线由海底穿过上岛。鉴于目前我国跨海管道建设技术比较成熟，该方案具有投资少、运行费用低、易管理等优点。

管材选择

跨海段管材可采用钢管、聚乙烯管（简称PE管）、玻璃钢管及浅海用增强热塑性复合管（简称RTP）等。

虽然目前钢管防腐技术已经较成熟，但接头处内防腐难以进行，施工质量无法保证。从运行维护看，钢管由于接头处易出现防腐质量问题，造成接头处破坏，而海底管道维修代价很高。

玻璃钢管接头连接难以满足本工程全线连续施工和相应水深下的施工要求。

浅海用RTP管是一种新型耐高压塑料复合管道，由流体密封层、增强层、耐磨层、配重层、防护层等5层构成，可耐多种化学介质侵蚀，不需防腐保护。但其在我国用于海底铺设技术还不够成熟且价格昂贵。

与上述管材相比，PE管无论在防腐技术、承受较大的内外水压力，施工过程中的管线定位、管节连接、管道拼装、运输安装、运行可靠性，以及海流对管道稳定的影响等方面均优于其他管材。虽然目前国内还没有PE管用于跨海供水工程的实例，但在农村饮水安全工程中已广泛应用，积累了丰富的施工经验。

管道配重设计

PE管未配重时，管道比率为1.06。管道铺设在海底后，受潮流冲击会产生飘移，且难以埋设下沉至设计位置，因此需进行配重。根据国内目前相关工程经验，通常要求充水后管道比率在1.4～1.6。

本工程配重块材料选用耐海水腐蚀的水泥块，可防海水侵蚀。水泥块呈半环形，每块重14kg，用#8铁丝捆绑，对卡在管道上，配重与管道之间垫玻璃丝袋，以防水泥块磕碰。然后进行回填，配重的间距为2m。

管道施工

由于獐岛供水工程跨海输水管道采用PE管是国内首例，因此在施工方法上无先例可循。经研究，根据海况及路由土质情况，决定采用以下三种施工方法：

①距海防大堤1000m以内沙质较硬，含水量少，采用人工开挖。上口挖宽度2m，由2人同时开挖，下口缩至0.8m、深1.2m，40人为一组同时作业，挖成以后立即下管。

②距海防大堤1000～4000m和距獐岛500m两端段淤积严重，海沙中含水量大，采用水陆两用挖掘机开挖宽4m、深1.6m、底宽2m的沟槽。将管道绑上配重后放置在沟槽边（长15～20m），再用挖掘机将其吊放到沟槽底部，然后每隔4m在管道两侧各打入一根木桩（直径12cm、长3m），上留30～40cm，然后用尼龙绳将两根木桩绑牢，用挖掘机将木桩下压，使尼龙绳恰好勒在管道上，再在上面压5～7个沙袋后回填。

③距海防大堤4000～4500m段为深水区，采用挖掘船开挖与潜水员水下冲槽相结合的方法。先用挖掘船开挖出宽4～5m、深1.5～2m的沟槽，开挖长度为70～100m，随后潜水员入水将高低不平的槽底用高压水枪冲平。同时另一条施工船上的人员将已焊好并加上配重（间距1m）的管道放入水中并向管中注水，使其沉入沟槽内，潜水员将其位置摆正后，施工船上的人员将沙袋抛入水中，由潜水员放置到管道上，共压2层，沟槽由其自然回淤。

东港市獐岛村跨海供水工程目前运行情况良好，从根本上解决了海岛居民常年饮用劣质水的问题。该项目在跨海供水工程中应用P E管材属全国首例，其工程供水方案、管材选取、配重块以及施工设计可为类似跨海供水工程设计提供参考。

（作者单位：李载玉，辽宁省丹东市农村改水项目办公室；刘旭升、孙 毅，辽宁省农村水利建设管理局）