秦皇岛市抚宁区供水管道穿越洋河段改建方案探讨

2020-01-12郝国红

河北水利 2020年12期

□郝国红

抚宁区城乡供水输水管道穿洋河段进行改建，任务是恢复输水工程的输水供水能力，对保障抚宁区城乡供水、促进抚宁区经济社会持续稳定健康发展至关重要。现介绍工程概况，分析改建方案，探讨切换方式，评析实施效果。

1.基本情况

抚宁区位于秦皇岛市中心地带，南临渤海，北靠燕山。洋河为冀东沿海单独入海的一条河流，上游分东西两支，于大湾子村汇合，汇合处建有洋河水库，出库后向南流经大湾子、程各庄、抚宁区、香营、万庄等，穿越京秦、京山铁路，于洋河口村注入渤海，河道全长约100km，流域面积1109km2。

抚宁区供水水源为地下水，取水管井群位于洋河右岸邴各庄区域，采用两条输水管线向抚宁城区水厂输水，其中一条于2007年敷设，为承插式PVC-U管道，另外一条于2009年敷设，为球墨铸铁管道，输水管道的总设计流量为3.1万m3/d，两条管道均以埋地方式下穿洋河。

2012年7 月下旬—8月初，抚宁遭遇1987年以来最大降水，输水管道穿越段洋河洪峰流量为600m3/s，河道主槽冲刷严重，冲刷深度达2～3m，致使穿越洋河的输水管道受损，其中PVCU管道被冲毁，已无法继续使用，另一条球墨铸铁管道顶部因设有钢丝石笼防护，管道未被冲毁，但石笼以上覆土被冲，且洋河在河道治理过程中对河道进行了整体下挖，管顶覆土已不满足要求，其随管道敷设的电缆也被冲出河床，裸露于河面。

由于一条输水管道被冲毁，剩余的另一条输水管道已经不能满足输水量要求，且随管道敷设的电缆被冲出河床致使供水存在安全隐患，为保障抚宁区用水水量需求，提高供水保证率，对输水管道穿洋河段实施改建是必要的。

2.改建方案

2.1 穿越方式比选

输水管道通过河道时的穿越型式可分为下穿及上跨两种方式。

采用上跨方案时仅下部基础部分需进行施工导流，当输水管道出现漏损时易于发现，且由于管道架设在高处，不受河道冲刷影响，不足之处在于需要采取保温措施、对河道通航有一定影响，管道安全性较差，容易遭破坏，此外架空钢管的维护及管理较为不便，当架空管道出现漏损需进行维修更换时，操作难度较大，因此本工程采用下穿方式进行穿越。

下穿方式通常采用开挖直埋下穿方式、顶管方式、定向钻方式。土层中砾石含量较大时，不宜考虑顶管施工，且当土层界面软硬明显时，也不宜考虑顶管施工，根据地质查勘情况，穿越段河床主要为粗砂与砾砂充填，局部相变为级配不良砾，不具备顶管及定向钻施工条件，故考虑采用倒虹吸方式进行敷设。

2.2 管道工程设计

对供水管道穿洋河段管道进行改建，改建起点及终点分别位于洋河右岸及左岸，改建管道单根长度184m，全线采用有压重力输水，输水管道工作压力0.60MPa。输水管道改建段与洋河交叉位置河道整治工程于2014年底开工建设，主要措施为河道平整、筑堤、河岸防护等，河道两侧为0.3m厚浆砌石护坡，护坡顶高程为设计水位以上0.5m，护脚采用0.3m厚格宾网石笼，护脚长4.0m。

输水管道的改建采用2条DN400钢塑复合管，以埋地方式下穿洋河河道，分别在堤外与现有输水管道连接，恢复抚宁区城乡供水。其中接现有PVC-U的一条管道平面上基本维持现状位置，另一条位于其北侧，两条管道平行布置，管中心间距0.8m。为保留现有DIP管道的输水功能，在DIP管道改建起点及末端分别设球墨铸铁三通，三通分别连接现有DIP管及改建管道，三通以下设混凝土支墩。

PVC-U管道改建起点与钢塑复合管采用法兰连接，接口处设混凝土镇墩，为防止不均匀沉降，镇墩以下设碎石垫层过渡段。施工完成后对管道施工临时开挖损坏的浆砌石护坡、浆砌石锁口、格宾网石笼护脚及泥结碎石路面按原结构及原指标进行恢复。

2.3 阀井工程

工程共设置井室6座，其中阀门井4座，排气井1座，泄水井1座。

排气井阀门采用DN80球阀，井室采用矩形钢筋混凝土结构，净尺寸1.6m×2.4m。

检修阀门采用DN400手动双偏心蝶阀，阀门后接DN400双法兰松套传力伸缩节，井室采用矩形钢筋混凝土结构，净尺寸2.2m×3.8m。

泄水井位于桩号G0+165处，泄水阀采用DN150手动双偏心蝶阀，后接DN150双法兰松套传力伸缩节。井室采用矩形钢筋混凝土结构，干井净尺寸1.8m×2.3m，湿井净尺寸1.2m×2.3m。

3.施工顺序及通水切改方案

完成两条管道的铺设及泄水井、排气井的施工，阀门井及井内管道、钢塑复合管与球墨铸铁管接口处的管道暂不实施，排气井内PVC法兰暂不安装；进行钢塑复合管与现有PVC-U管的接口连接；对PVC-U管道进行试压。上游侧依托改建段上游现有阀门井，将阀门卸除并设置盲板，下游在将桩号G0+171处排气三通后的PVC法兰处暂设盲板，进行水压试验，试压完成并合格，管道可以正常通水后拆除盲板，恢复上游阀门及排气井内PVC法兰，启用该条管道，同时关闭球墨铸铁管上游现有阀门，切断球墨铸铁管供水；实施新建1～4号阀门井及剩余管道，2号阀门井处阀门暂不安装，进行钢塑复合管与球墨铸铁管接口连接，对球墨铸铁管段进行试压，上游侧依托改建段上游现有阀门，将阀门卸除并设置盲板，下游在2号阀门井处的阀门处暂设盲板，进行水压试验，试验完成并合格后，拆除盲板安装阀门。