韩城市芝阳镇集中供水存在问题及工程措施探析

2018-01-15司蓬勃

陕西水利 2017年6期

司蓬勃

（陕西金水桥工程设计有限责任公司，陕西西安 710004）

1 概况

芝阳镇位于韩城市以南17 km处，是原芝阳镇和乔子玄乡合起来的大镇，同时也是韩城市最大的农业乡镇，东眺滚滚黄河，西枕巍巍梁山，南毗古地韩塬，北依太史故里。西侯铁路和韩合公路穿镇而过，全镇总面积173 km2，东西长31 km，南北宽11.8 km，海拔高度550~1100m之间。芝阳镇属暖温带半干旱大陆性季风气候区，年平均气温为13.5℃，最高气温为42.3℃，最低气温为-14.8℃，无霜期平均为208 d。多年平均降水量为600mm。

芝阳镇共辖44个行政村，151个自然村，171个村民小组。2012年末全镇总人口33064人。其中农业人口30057人，非农人口1747人，暂住人口1800人；自然增长率为6%。

2 芝阳镇集中供水存在问题

目前，芝阳镇供水主要水源为西南水库，西南水库位于韩城市嵬东镇西南村，是一座以农田灌溉为主，供芝阳、嵬东镇部分村居民饮用水，兼防洪、养殖功能的小（一）型水库，属薛峰水库的子水库之一。由于供水厂修建较早，规模较小，使得现在镇区供水存在以下问题。

（1）取水泵站设施老化、损坏严重。由于早期建设，规模较小，因此泵站规模较小，受建设资金限制和当时技术影响，泵站工艺相对较差，历经多年运行，现损坏严重。

（2）临时泵站管理不便。受2014年夏季暴雨的影响，抽水泵损坏，且受取水设施影响，已不能正常工作，为了保证居民正常饮水，芝阳水厂管理站与西南水库管理站协商，用钢管架搭建临时泵站，在水库直接取水，给水厂的管理工作带来很大不便。

（3）水厂供水规模较小，难以适应新城区发展需要。项目区范围内现状总供水约为600m3/d。现状人均综合用水量不足100 L/人·d，近期由于撤乡并镇，人口增加速度很快，更加剧了用水矛盾，现状供水远远不能满足人民生活的用水需求；根据芝阳镇整体规划，芝阳镇新建了新型社区，人口将会急剧增加，人口的增加势必加剧用水矛盾。芝阳镇同时是国家级韩城花椒产业园核心区，核心区规划占地1160亩，规划供水规模1.16万m3/d，园区规划已经通过审查，即将建设，随着园区建设势必更加加剧用水矛盾。

（4）供水水压不足、供水可靠性差

原来芝阳镇二层以上建筑很少，现状供水水压尚能满足供水要求，为了发展经济，芝阳镇新建了新型社区，新型社区住宅为6层楼房，现状供水水压根本不能满足要求；镇区给水管网采用枝状供水或采用自备井供水，供水管网安全性低；张坡供水站供水管道埋深较浅，冬季管道被冻，每年有2~3个月不能正常供水，自备水源井分散供水，未形成联网，使用效率低。

3 芝阳镇集中供水解决方案

3.1 工程总体布置

本工程水源地为西南水库，工程总体布局为：在西南水库放水洞出口新建抽水前池、泵站，用泵站取水，穿过薛峰水库南干渠33#隧洞，通过压力管道输送原水至塬边最高点，然后自流输送原水至张坡水厂，在张坡水厂扩建原水处理厂及附属设施，经处理后配送至芝阳镇、新型社区、花椒产业园、学校及企事业单位等。

本工程由抽水前池、泵站、原水输水管道、净水厂、清水池、加压站、配水管网及其他附属构筑物组成。

3.2 工程建设规模

结合芝阳镇整体规划和花椒产业园规划确定本工程规模，按照镇区规划，规划确定镇区近期（2015年）总人口按1.0万人控制，中期（2020年）总人口按1.4万人控制。镇区供水工程规模按照中期（2020年）人口1.4万人设计，花椒产业园供水工程规模按照2020年设计（除过二类工业用水）。该工程供水规模按照镇区2020年人口和花椒产业园2020年生产生活用水确定。

经计算，该项目日需水量为5859m3/d，水厂设计规模定为6000m3/d。

3.3 输配水管道线路方案比选

由于水源远离供水区，交通也不便利，管坡走线困难大。经实地踏勘，水源地至水厂输水管道有两种布设方案：

方案一：从泵站接管道顺坝体上至坝顶，进入薛峰水库南干渠33＃洞，管道沿洞底埋设，途经张坡坝时，出洞口沿坝东侧地面埋设，至坝南头再入洞，至张坡村学校南边隧洞开天井出洞，出天井后向南沿坎底布设至净水厂。

该方案需穿洞1675 m，一般平地279 m，总长1954 m，沿洞布设需破除砌石洞底，管道埋设好后恢复。

方案二：管道上至坝顶后进薛峰水库南干渠33＃洞，至张坡坝北边出洞后沿坝东边布设，离开张坡坝后沿上沟路埋设至塬顶，在塬顶设调压池，由调压池埋设管道，然后向东沿路布设至净水厂。

该方案需从泵站出60m管道到33＃洞，穿洞245m，其余上塬管道386 m，沿路和农田布设管道约1500 m，穿洞段仍采用洞底埋设，拆除洞底砌石，管道埋设好后恢复。

方案比选：方案一管线短，施工占地少，但穿洞管道1675m，管道沿洞底埋设，施工难度大，后期维护难度较大；方案二管线长，但穿洞距离短，施工难度小，工程投资较小，后期维护方便。因此，推荐选用方案二的管线。

3.4 工程施工方案

本项目主要施工内容主要为取水构筑物、输水管线、净水厂、供水管网等。

3.4.1 取水构筑物施工

取水构筑物主要包括抽水前池、泵房、进场道路等工程，在施工中按照施工技术要求可以分为土方工程、砌石工程、混凝土工程、砌砖工程等。土方基础开挖由于受到场地限制，采用人工开挖。灰土所用土方可以采用开挖的土方，但是必须过筛，灰土的含水量应按照最优含水量控制。灰土采用人工拌合人工摊铺，电夯压实。浆砌石施工，石料由汽车运至工地临时堆场，再由人工胶轮车推运至工作面，人工搬运砌筑，由砂浆搅拌机拌制砂浆。砌石前应准确放样，每段每排挂标准控制线，石料安放后应比标准线低0.5～1.0 cm，防止撞线。混凝土工程施工在西南村料场拌制好混凝土采用农用车运输至现场，施工方式属于常规施工方式。

3.4.2 净水厂施工

净水厂工程主要包括：絮凝沉淀池、过滤池、清水池、净水厂房、加氯间、加压站、附属管理房等工程。净水厂施工主要有土方工程、混凝土工程、砌砖工程、钢结构工程、机电设备安装工程等。以上工程施工应按照施工与验收规范进行，确保施工质量。

3.4.3 供水管网施工

供水管道工程施工程序为：定线--开挖--基础（管床及镇墩）施工--管道安装--水压试验--回填并恢复地表。

按照管线设计纵横断面图及设计说明，先测放管道中心线以及管沟槽开挖边线，确定堆土范围及布置堆放材料场地，选择合理的交通运输路线。

沟槽采用1.0m3反铲挖掘机或人工开挖，开挖土方堆放于管沟一侧以备回填使用，弃土用5～10 t自卸汽车运至弃土场；采用机械开挖管道沟槽时，应保留0.20m厚的不开挖土层，该土层用人工清槽，不得超挖，如若超挖，应进行地基处理；基础挖至设计高程后，采用蛙式打夯机对天然地基进行夯实，然后按设计要求回填3∶7灰土垫层。

管沟开挖经检查合格后应立即敷设管道，管道必须放置在管沟中心，管道安装位置允许偏差为±10 cm。

输水PE管采用热熔对接的连接方式，施工时严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）的规定进行作业。管道安装完成后进行水压试验，确认质量合格后方能进行土方回填。

管沟回填：管道安装验收合格后应立即回填，应先回填到管顶以上一倍管径高度。沟糟回填从管底基础部位开始到管顶以上0.5 m范围内，必须采用人工回填，回填时沟槽内应无积水，不得带水回填，不得回填淤泥、有机物及冻土。回填土中不得含有石块、砖及其它杂硬物体。沟糟应分层对称回填、夯实，每层回填高度应不大于0.2m。回填土的压实度，基底到管顶以上0.4范围内应不小于95%，管顶以上0.4m范围内应不小于85%。管槽回填土要求分层夯实至原状高程。

镇墩砼施工采用0.4m3砼拌合机拌合，架子车运输浇筑，插入式振捣器振捣。

浆砌石施工，石料由汽车运至工地临时堆场，再由人工胶轮车推运至工作面，人工搬运砌筑，由砂浆搅拌机拌制砂浆。砌石前应准确放样，每段每排挂标准控制线，石料安放后应比标准线低0.5～1.0 cm，防止撞线。

4 工程经济效益分析

4.1 工程投资概算

本工程涉及供水人口1.4万人和花椒产业园供水。该工程主要建设内容为新建抽水泵站前池一座，新建泵房一座，新建50 m3调压池一座，铺设压力钢管1032 m，铺设输水干管1475m：新建絮凝沉淀池一座，过滤池2座，500m3清水池2座，加压站一座，配水管道1572m，自动化控制系统一套，净水厂附属建筑物等工程。根据相应规范计算分析可得工程静态总投资1227.11万元，其中建筑工程568.45万元，机电设备安装工程159.59万元，金属结构设备及安装工程139.27万元，临时工程费69.69万元，其他费用207.87万元，基本预备费57.24万元。