昌吉某饮水管网改造方案比选及管道施工探析

徐国军

(新疆省昌吉回族自治州昌吉市农村集中供水中心，新疆 昌吉 831100)

0 引 言

农村饮水安全问题历来是各级政府最为关注的民生工程之一，由于新疆自治区长期以来经济较为落后，很多农村地区自来水配套工程存在：供水规模偏小、供水保证率低、净水设施不齐备、管网漏损率较高、入户率和水质合格率偏低等问题，因此进行辐射广大农村地区的饮水改造工程是近3年必须要完成的一项工作。

1 工程概况

昌吉市阿什里乡辖7个行政村及1个集镇区，这是项目工程的改造对象，供水由昌吉市第三水厂统一供给。该项目线路总长度达72.417km，新建主管及干管与现有各村水塔、村级管网相连，实现供水入户，覆盖总人口为5596人。本项目要求建设标准是饮用水水源的保证率不低于95%，方便程度标准要求供水到户或人工取水的往返时间不超过10分钟。

2 供水规模计算

项目用水类别包括：生活用水、牲畜用水、公共建筑用水量、乡镇企业用水量、管网漏失及未预见水量(并考虑消防用水量)，其中具体用水指标见表1所示。下面对这几个用水类别进行分别计算(设计年限为15a)[1]。

表1 昌吉市阿什里乡相关用水指标

2.1 生活用水量计算

日生活用水量Q1与用水人口直接相关，具体计算公式见(2-1)所示[2]。经计算可得：本项目区到2035年人口约为9192人，因此Q1≈597.5m3/d。

Q1=[p0·(1+a)n+X]·q1

(1)

式中：p0为现状年地区人口总数，5596；a为地区人口自然增长率，12‰；n为设计年限，15；X为新建牧民定居点人数，2500；q1为生活用水指标。

2.2 牲畜用水量计算

牲畜用水量计算公式见2所示，经计算可得：本项目区到2035年牲畜数量约为43592标准只，因此Q2≈217.96m3/d。

Q2=[X0·(1+a胜)n]·q2

(2)

式中：X0为现状年地区总牲畜数，27980；a牲为地区牲畜自然增长率，3.0%；q2为牲畜用水指标。

2.3 其他用水量计算

根据上表1的计算规则，可以得出公共建筑用水量为59.75m3/d，企业用水量为87.52m3/d，管网损漏和其他为96.27m3/d，因此最终计算出项目区总的用水量为1059m3/d，以该数值作为供水规模的设计标准。

3 饮水管网改造方案比选

3.1 管线位置比选分析

由于项目区村内主要道路已建，且均为柏油路。其余管线布置形式较为单一，管网线路提出两种方案，两种方案优缺点及投资见表2所示[3]。

方案一：管线沿现有已建柏油道路路边布置，施工时先用切割机将需要破坏的路面切开，在进行管沟开挖，管道施工完成后再恢复柏油路面；

方案二：管线尽量避开主干道柏油路，沿草场路边或林带边布置。

表2 两种管线布置方案比选表

经过对比，从投资、施工方便程度及后期运行管理等各方面比选，沿耕地边布设优于沿柏油道路布设，因此，本次管线方案推荐采用方案二。

3.2 管材比选分析

由于本项目是饮水管道，因此对管材各方面要求较高，包括环保性、耐腐蚀性、安全可靠性等[4]。经过对市场上一般管材进行筛选，最终决定在UPVC管、PE管、球墨铸铁管、钢丝网骨架聚乙烯复核管四种管材中进行选择，管材对比详见表3所示。

经过对比得出：①球墨铸铁管及钢丝网骨架聚乙烯复合管管材造价高，但抗腐蚀性强，强度高适用于规模较大的供水工程，一般DN400以上性价比较高；②UPVC管价格最低，但管抗荷载差、实际运行中较易发生爆管现象；③PE管在稳定性、市场推广力度等方面均由于UPVC管，且该类管材已经在昌吉市很多地区使用，因此本项目采用PE管[5]。

表3 管材比选分析

3.3 管道工程施工要点分析

1)管沟开挖：

该本项目管沟开挖以“机械为主，人工为辅”，其中机械挖至设计槽底标高以上20cm左右，其余用人工清挖。沟底若为坚硬石块时，应多挖10cm，然后回填、平整、夯实到设计高程，保证管道埋深在冻土深度以下。挖出土妥善安放在离沟槽边≥2m位置，分类堆放，以节省筛分费用[6]；开挖时如遇到渠道、道路、电缆时应予以保护，并应避开原有管道，如沟内发现电缆等重要物体，要立即报告施工人员，采取保护措施，并及时与有关单位协调解决；③管道穿耕地处土方开挖应分层进行，先将表层30cm熟土揭放在管道一侧，下部生土开挖后堆放在管道另一侧，管沟开挖边坡为1∶0.5。

2)土方回填：

土方回填时采用管坑两侧同时回填，并要分层夯实(分层填筑厚度≤0.2m)。施工时大型机具不能靠近或直接穿越管道，以免造成管道破坏。

管沟回填时要求不得直接将挖出土回填，应进行筛分处理，先填细土，厚度不低于300mm，然后再回填开挖出的土料，注意要在管道两侧对称回填。在最上层铺设≥500mm熟土，便于后期恢复地貌[7]。

3.4 PE管安装施工

管道测量放线直接影响到管道水头损失大小，如果管道铺设不平直，就可能发生积水和漏气，左右偏移，上下起伏会影响节点接口对接，造成渗漏。施工管线每25m打一桩，按设计要求挖深。

项目要求PE管连接形式为热熔和机械连接，但是如果管道外径超过60mm，则禁止使用手工热熔连接，必须使用专业机器，且不得采用螺纹以及黏结形式。此外，PE管和金属管件采用法兰连接。

管道进行插入套管时，必须在承口内和插口外表面涂刷环保润滑剂，禁止涂抹在承口上，要求润滑剂对各类管材、密封橡胶等均无腐蚀影响。

4 结 语

农村饮水改造工程对于提高自治区农民的生活水平和质量有着巨大的影响，饮水管网工程覆盖面大，因此必须对各种方案在经济性、实用性上进行比选，最终确定最优方案，这是保证工程可行性的重要基础。本项目水改造管网工程历时5个月完成，总投资约为1000万元，最终解决了覆盖区内所有农民的取水负担，取得了较好的社会和经济效益。