长距离输水管道工程的设计要点分析

长距离输水管道工程的设计要点分析

吴辰辰

乌鲁木齐天助工程设计院（有限公司） 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：水资源作为社会运作的重要资源,供水工程需要将其供给到城市的每个供水点,但不同供水点与供水工程之间的距离是不同的,如果距离过大,则需要通过长距离输水管道来满足供水需求。而长距离输水管道因为规模较大,其面临的很多问题,在短距离管道当中都可以被避免,所以长距离输水管道设计与短距离管道设计不同,对此本文将结合实例,对长距离输水管道设计要点进行分析。

关键词：长距离输水管道；管径；管材；设计要点

1长距离输水管道工程的线路设计

(1)选择输水管道的输送线路,要尽量选择线路长度短,途中地质地理条件较好的路线。避免因为沿途的地势起伏过大,需要增加土石工程建设工作量,增加投资成本。要尽量选择避免穿越农田、林地等具有经济价值的地块,尽量避免征拆迁,以减少管线建设的土地赔偿费用。

(2)要充分利用高位水池,优先考虑使用重力输水。在无法实现重力输水时,要对加压泵站选址以及输水管道选线进行综合测算,选择经济投入最少,管理难度最小的方案进行安排和布置。

(3)设计输水管道的线路时,不仅要考虑到沿路城镇建设的现实情况,还要考虑到长远发展的预期,不要因为城市之后的快速发展而影响管道使用,要考虑到长距离输水管道的长期使用效果,不要出现占用规划底宽、占用重要道路、影响重要施工等情况的发生,同时在输水管道沿线适当位置考虑预留部分接管点,以便后期用水需要。

(4)设计输水管道线路时,要避免穿越地质恶劣条件地区,比如经常发生山体缓坡、岩石塌方的路段,还要避免穿越河流、山川、沼泽地区,避免在铁路道路基础旁边、大型河流的泄洪地区进行管线建设。若需穿越铁路、公路,则需特殊处理,如采用顶管施工等方案,并按铁路、公路管理单位要求设置相应的阀门等设施,以达到快速关闭输水管道的要求。

2案例概述及设计要求

某长距离输水管道工程分为两个部分,即取水工程、输水管线工程,其中取水工程规模为5万m3/d,位处当地两个水库边。该工程在两个水库中分别建设取水泵站,泵站工程土建均按5万m3/d 建设、设备均按2.5万m3/d 安装;输水管线工程为远期一次性建设:DN1200 L=34.5km/根(1根)。

2.1实例工程设计要点

2.1.1环境因素设计

实例长距离输水管道工程设计当中,为了避免城市环境、野外环境中各类因素的影响,着重对线路路线进行了设计,相应得到三个方案,图1为三个方案管线布置图。下文将对各方案的概况以及优劣进行分析。

图1 三个方案管线布置图

(1)方案一。实例工程主要为自水库取水泵站的东侧起至水厂的输水管敷设工程,敷设线路依照周边村镇的道路进行,随后当敷设区段进入公路之后,继续依照公路走向进行敷设,直至达到水厂。根据现状资料分析得知,方案一具有以下优点,即该工程的路线最短,过程中没有太多曲折,所以供水质量可以得到保障、该工程整个范围内没有太多影响因素,施工不易受扰;方案一劣势主要在于:小部分区段与村镇农田发生冲突。

(2)方案二。方案二当中,实例工程输水管敷设工程起终点相同,敷设线路依照周边村镇的道路进行,随后进入其他公路当中,沿着该公路路线继续敷设。根据现状资料分析得知,方案二具有一个优点,施工开展过程当中,其路线交通状况良好,有利于施工效率;方案二劣势主要在于:该方案公路施工部分周边道路无施工路由,需进行道路破复,所以施工流程烦琐,且会造成多出破坏。

(3)方案三。方案三当中,实例工程输水管敷设工程起终点相同,敷设线路依照周边村镇的道路进行,随后完成村镇道路之后,绕开主要公路8.0km,在中段沿路线进行敷设。根据现状资料分析得知,方案三优点与方案二相同,对此本文不多加赘述;方案三劣势主要在于:部分区段存在大量水体,且渠道宽度较大,不利于施工,增加投资,影响工期。

综上可见,方案一表现最佳,那么根据该方案表现可见,其可以有效避免环境因素影响,同时坚固了施工效率,因此可以将环境因素的影响降至最低。

2.1.2管材选择方案

针对现代市场中常见的管材种类,实例工程单位结合实际情况,进行了管材对比。具体来说,玻璃钢管是一种低成本管材,具有良好的防渗透和防腐蚀表现,但耐用性较差,很容易老化;预应力钢筒混凝土管的成本较高的管材,其各方面性能十分突出,适用范围较大;球墨铸铁管的成本同样较高(低于预应力钢筒混凝土管),但其耐压性、电阻抗比等性能仅次于预应力钢筒混凝土管;钢管是最为普通的管材,其成本低廉,但各方面性能较为普遍,不适用于复杂的施工环境当中。综上,实例工程出于成本、效果、耐用性等考虑,最终选择了球墨铸铁管。

2.2管径选择方案

为了确保设计中管径合理，实例工程单位结合实际情况，采用对比法进行了管径选择。具体来说，实例工程单位在供水规模5 万m3/d 且管段长度控制在34.5km 的情况下，设计了三个管径选择方案，并结合实际情况进行比较，各方案比较内容及结果见表1。

表1 管径方案比较

综合比较来看，其中方案一的应用效果最符合实际需求，所以将选择此方案作为结果。

结论

从上面的分析可以看出，在长距离输水管的设计过程中，投入很大，需要注意的问题很多。从工程规模、地形地质、重要性等方面综合分析，选择管材及工作压力，选择最经济合理的设计方案。但在技术和安全措施方面，仍需作更深入的探讨。

参考文献:

[1]王拓,朱家才,肖铧.山区长距离输水管道设计和施工方案探讨[J].中国水利,2012(04):24-26+28.

[2]马兰兰.长距离多支管重力流输水系统水锤防护研究[D].长安大学,2013.

[3]石炎河.浅谈长距离输水管道设计经验[J].工程与建设,2013(3):354-355.