天津市宁河县农村管网入户改造工程设计

张吉兴

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

1 工程概况

宁河县位于天津市东北部，华北平原东部，其北部和东北部与河北省玉田县、丰润县为邻，东接丰南县，西部和西北部与天津市北辰区、武清县、宝坻县搭界，南部和西南部与天津市东丽区、塘沽区相连，东南部与汉沽区毗邻。

宁河县农村居民供水管网大都建于上世纪70～80年代，已使用20a以上，不能保证正常供水。

2 工程现状

配水管网存在以下主要问题：

2.1 管道老化失修

管道老化失修，跑冒滴漏现象严重，甚至局部地区出现供水水质恶化现象，大肠菌群和细菌总数严重超标，达不到国家规定的生活饮用水卫生标准，居民反响很大。

2.2 配水管网建设缺乏统一规划和管理

现状配水管网大部分为枝状布置，管径小，形成许多“卡脖子”现象，经常出现爆管事故且老管网缺乏必要的阀门控制设备，管网一处出现事故，造成多处停水，再加上管径较小，形成有水送不出的不利局面。

2.3 管网压力低

由于居民人数的增加，村落规模扩大，管道延伸，导致供水距离长，管网压力降低，不能满足部分村民用水。

2.4 供水设施技术落后

供水能耗较大，供水成本较高。

2.5 不能保证正常供水

普遍采用定时限量供水，居民用水仍处于缸贮罐存的水平，供水水质恶化。

3 设计原则

供配水的根本任务是向用户提供符合国家有关标准的用水，连续供应有压力的水，同时降低供水费用。配水管网改造需考虑本地区的总体规划、供水地形、管网形状和工程投资等因素，确定本工程管网改造原则。

3.1 管网改选的规划

输水管网应符合本地区发展规划的要求，按规划期给水规模、用水标准并结合近期需水量确定。其管线走向、布局沿现有街道或规划道路布置。

3.2 供水地形

在保证供水安全的前提下，尽量减少征地和拆迁，布线力求简单，尽量减少穿越等特殊工程，节约工程投资，确保工程的顺利实施。

4 工程设计

4.1 用水量的确定

用水主要有农民生活用水、公共建筑用水、管网漏失和未预见水量。

用水量计算根据《村镇供水工程技术规范》和天津市的实际情况确定本工程设计年限为15a。

4.2 管网设计流量和水压

单村供水管网采用住户设计秒流量（每户卫生器具1.0当量）进行设计，采用最高日、最高时和消防情况进行校核，选择规模较大者作为设计依据。管网控制点自由水头不低于0.10MPa，管网布置为枝状管网。

4.3 管材选择

目前市政给水采用的塑料管以UPVC管为主。故本工程设计选用UPVC管为推荐管材，管道压力等级0.60MPa。同时考虑到流动人口的因素，设计选定管径时适当加粗。同时要求UPVC管材、管件、胶圈、粘接剂符合卫生标准，具有生活饮用水卫生许可批件，保证各种证件齐全，产品全部合格。

4.4 管网水力计算

给水管道沿程水头损失按式（1）计算。

式中h为管道水头损失（m）；q为管道设计流量（m3/s）；L为管段长度（m）；D为管道计算内径（m）；C为海澄—威廉系数，塑料管取C=140。

局部水头损失取沿程水头损失的10%。

4.5 消毒设备

为了生活饮用水安全、卫生得到保障需设置消毒设施，选择消毒设备为臭氧发生器，出水投加臭氧消毒，投加量为0.5mg/L。发生器设在深井泵房中，并设置通风设备1台。

4.6 管道埋深的确定

对于配水管线而言，合理确定管道的埋设深度是保证配水管道运行安全和降低工程投资的重要环节。根据宁河地区的冻土深度0.80m，综合考虑其他情况，确定管道一般覆土深度1.0～1.5m；在管道穿越公路部位覆土深度不小于2m；在管道穿越河道时，其覆土深度除满足最小冰冻深度外，还应满足不小于50a一遇洪水冲刷深度以下500mm。

4.7 管道施工

4.7.1 管道基础

对于输水管线所经地段，一般粘性土、砂性土、壤土段管道基槽开挖至距设计标高200～300mm后，人工清理找平后可直接铺设管道，遇有超挖或软基地段采用碎石回填，铺设200mm粗砂垫层；对于岩石地段将沟槽超挖200mm后，铺设200mm厚粗砂垫层；管道穿越河槽部分基础做C15混凝土管道基础。水平及纵向转弯大于或等于5.625（°）时做C15混凝土镇墩。

4.7.2 管槽开挖

（1）结合本地区的地质情况，开槽时进行放坡，坡比1∶0.33～1∶0.5，沟底宽度为管道外径加1.0m。

（2）开挖沟槽时，沟底设计标高以上0.2～0.3m的原状土应予以保留，禁止扰动，铺管前用人工清理，但一般不宜挖至沟底设计标高以下，如局部超挖，需用砂土或合乎要求的原土填补并分层夯实。

（3）沟底埋有不易清除的块石等坚硬物体或地基为岩石、半岩石或砾石时，应铲除至设计标高以下0.15～0.2m，然后铺上砂土整平夯实。

（4）开挖沟槽，遇有管道、电缆、地下构筑物或文物古迹时，须予以保护，并及时与设计部门和有关单位协同处理。

（5）管道严禁直接穿过粪坑、厕所和坟墓等能造成污染的地段，若在沟槽开挖过程中发现这类情况应与设计及卫生等有关部门协同处理。

4.7.3 管槽回填

（1）在管道安装铺设完毕后应尽快回填，回填的时间宜在一昼夜气温最低的时刻；回填土中不应含有砾石及其它杂硬物体。

（2）管槽回填分二次进行：第一次，随着管道铺设的同时，宜用砂土或符合要求的原土回填管道的两肋，一次回填高度宜为0.10～0.15m，捣实后再进行第二次回填，直至回填到管顶以上0.1m处。在回填过程中，管道下部与管底的间隙处必须填实；管道接口前后0.2m范围内不得回填，以便观察试压时事故情况；管道试压合格后大面积回填，宜在管道内充满水的情况下进行。管顶0.5m以上部分，可回填原土并夯实。采用机械回填时，要从管道两侧同时回填，机械不得在管道上行使；在管道整体试压前，管顶以上回填土厚度不应小于0.5m，以防试压时管道系统产生推移。

5 结语

该工程于2007年开始建设，年底全部建成，建成后即陆续投入使用，通过本工程的实施，取得了很大效益。对改善农村居民生活质量、提高人们的健康水平，促进经济发展，建设新农村，促进社会和谐起到了重要作用。

［1］钟淳昌，戚盛豪.简明给水设计手册［K］.北京：中国建筑工业出版社，1994.

［2］SL310—2004，村镇供水工程技术规范［S］.

［3］GB50013—2006，室外给水设计规范［S］.

［4］河北水利水电勘测设计研究院.天津市宁河县2007年度农村管网入户改造工程实施方案［R］.2007.

［5］GB50332-2002，给水排水工程管道结构设计规范［S］.