屈家岭长距离输水工程中管道类型比选及管线设计

冉秋明　杨红梅

（荆门市水利勘察设计院湖北荆门　448000）

屈家岭长距离输水工程中管道类型比选及管线设计

冉秋明杨红梅

（荆门市水利勘察设计院湖北荆门448000）

随着社会经济的快速发展，城市的用水量大幅增加，长距离调水工程有效的解决了区域性缺水问题。本文详述了屈家岭管理区汉江长距离输水管道工程的设计方法，包括了管材的比选，输水管线及附属设施设计等内容，可供相关工程参考。

长距离输水；管材比选；管线设计

1　工程概况

屈家岭汉江引水项目，在钟祥市旧口镇潘家集汉江河道内建浮船取水，采用一条压力管道将汉江水送至屈家岭青山坡水库，桩号0+000～19+600为DN800管道长19.6km，桩号19+600～29+ 000为DN700管道长9.4km，管道压力等级定为1.6MPa；沿途经过钟祥市旧口镇、京山县永隆镇、屈家岭管理区，管道总长29.0km，对现五三水厂进行更新改造，达到日供水5万m3标准。

2　输水管管材选型

管材比选：

长距离输水工程，管材是影响工程造价的主要因素之一，不同的管材，其水力特性、耐久性、经济性、施工难易程度等方面均有较大差异。输水管道在满足技术和经济两个方面的前置条件下，还必须达到如下标准：管材性能可靠，能承受要求的内压（内压不小于1.6MPa，见压力线计算）和外压荷载；管道具有良好的封闭性和防渗性；施工方便；使用年限长，维修工作量少；内壁光滑，输水能力可基本保持不变；输送水质有保证。

目前我国生产使用的输水管材主要有钢管（SP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管（GRP）和球墨铸铁管（DIP），涂塑复合钢管（PSP），另外还有灰口铸铁管、塑料管等。灰口铸铁管国内产品最大直径为DN1200mm，且因质脆易爆管等原因质量无保证，近年来在大型输水管道工程中已很少使用；国内生产的塑料管用于输水工程中直径较小；预应力钢筋混凝土管最大承受内压仅为0.2～0.8MPa，不满足本工程要求；钢管焊接、防腐要求高，且价格高；球墨铸铁管价格太贵。因此，本工程不考虑上述管材，主要对预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管（GRP）和涂塑复合钢管（PSP）三种管材从技术、经济、安全方面进行综合比选，见表1。

根据对相关主要管材生产企业的询价，价格为到货价，考虑安装配件及安装价的综合价格，见表2。

从表2中得知，预应力钢筒混凝土管价格较高，玻璃钢管价格与涂塑复合钢管差不多。另外具体施工时玻璃钢管需设置垫层、地基处理等土建费用远高于涂塑复合钢管，因此，推荐内EP外PE涂塑复合钢管。

3　输水管线及附属设施设计

3.1管线设计

输水管线的布置原则：①尽量缩短长度；②减少拆迁，少占农田；③管线施工、运行和维护方便。因此本工程管线平面上基本沿公路或农田平行埋设。根据实际供水情况，0+000～19+600采用DN800内EP外PE涂塑复合钢管，19+600～29+000采用DN700内EP外PE涂塑复合钢管。桩号0+250～1+750沿汉江干堤堤脚线50m处平行布置，桩号1+750～2+850沿S216省道15m处平行布置，桩号6+400～9+260沿旧熊公路15m处平行布置，桩号18+800～23+000沿屈家岭外环15m处平行布置，桩号23+000～ 24+100沿金龙路15m处平行布置，桩号26+150～29+000沿青山坡路15m处平行布置，其它线路在农田间布置。纵断面管线基本依实际地形起伏变化，原则是让管道基本处于埋设状态，减少工程造价，最低埋设深度为1m。

表1　三类管材主要技术性能对照表

表2　三类管材咨询价格信息表（单位：元/m）

3.2附属设施设计

（1）支墩设计

根据实际工程需要，在合理位置共设置水平弯管支墩、垂直弯管支墩、水平三通支墩三种支墩，共计121个。支墩设计采用《给水排水标准图集》设计，施工时管道弯头根据实际角度选取国标弯头，角度调整为实际设计角度。

（2）闸阀井

本工程共有检修井、排泥阀井、排气阀井、减压阀井三种闸阀井。其中设置检修井5个（根据规范每5～10km宜设置一处）；设置排泥阀井共22个，位于每段管线的最低处，为排除管道中的沉淀物或放空管道进行检修，采用砖砌圆形排泥阀井；设置排气阀井33个（根据国外相关技术资料和国内近年来的工程实践经验，一般情况下约1.0km设一处），用以在投产时，平时或检修后排出管内的空气，在产生水锤时可自动进入空气，以免管内形成负压，排气阀安装在每段管线的高起部位和水锤易发生部位，型式采用砖砌圆形排气阀井；减压阀井根据工程需要共设置2处，分别为泵站出水总管起端0+130处和管道最高点23+300处。

（3）架空管设计

当管道穿越河流时布设架空钢管，根据工程需要共设置3处。分别为郑刘桥河（45m）（桩号6+730～6+775），天门河（70m）（桩号13+720～13+790），陈桥河（30m）（桩号17+760～17+790）。

（4）顶管设计

当管道穿越重要公路（一般为省级公路）及不能采用架空管跨越的河流水系时，需设置顶管施工穿越，根据工程需要共设置3处。分别为高湖河（30m）（桩号20+600～20+630），石龙干渠（30m）（桩号22+310～22+340），农谷大道（50m）（桩号24+550～ 24+600）。

（5）跨堤防及一般公路设计

本次项目对跨汉江堤防、一般公路及石门干渠时采取开挖埋管后再恢复原状的方式。根据工程需要共设置3处。分别为汉江堤防（20m），石门干渠（16m），旧熊线（10m）。

（6）标志桩

为了对管道进行更好的管理和保护，特设置标志桩，采用混凝土结构，埋设在给水管线上，间距为100m，共设置290个。

4　结论

长距离输水工程必须从技术、经济、安全方面综合比选确定管线走向、管材类别、经济管径、管道安全压力级别，必须进行水锤分析以保证长距离输水管道的安全运行，同时合理的布设管道附属设施。

[1]刘芳.浅谈长距离输水管线的设计要点[J].水科学与工程技术，2006（S2）.

[2]燕海波，李焕琳.长距离输水管道工程的现状与展望[J].水利科技与经济，2007（01）.

TU991.36

A

1673-0038（2015）03-0159-02

2014-12-5

冉秋明（1982-），男，工程师，本科，主要从事水利水电工程设计工作。