趙小昉 陳明耀 肖谷南

(化工部長沙設(shè)計研究院，湖南 長沙 410116)

鹽湖地區(qū)某長距離輸水管道設(shè)計分析

趙小昉 陳明耀 肖谷南

(化工部長沙設(shè)計研究院，湖南 長沙 410116)

以某輸水工程為例，根據(jù)該工程所在場地的氣候特點，對綜合管網(wǎng)的建造費用和管理費用進(jìn)行了比較分析，以選擇出合理的運行系統(tǒng)、管材與設(shè)備，從而在保證供水安全的前提下，提高項目的投資收益率。

長距離輸水，管道，供水管線

0 引言

青海地區(qū)礦產(chǎn)資源優(yōu)勢比較突出，分布集中，具備形成優(yōu)勢支柱產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)，鉀鹽、石油、天然氣等資源儲藏量在全國舉足輕重。雖然該地水資源豐富，但分布嚴(yán)重不均，項目所在地區(qū)周邊年蒸發(fā)量平均為3 560.1 mm，降水量為21.90 mm。興建的礦業(yè)因水資源缺乏備受牽制，水源遠(yuǎn)離廠區(qū)，需采用長距離管線引水。

1 工程概況

青海地區(qū)某輸水工程水源為地下水,設(shè)計供水規(guī)模26 000 m3/d，輸送距離約117.7 km。該工程設(shè)計范圍從水源地水池接管點開始，至新建工廠(含終點水池)。起點(水源地)地面標(biāo)高2 885.79 m，終點(工廠)地面標(biāo)高2 682.66 m；高差203.13 m。

2 工程地質(zhì)

擬建場地氣候特點:干旱、多風(fēng)沙、少雨，蒸發(fā)強烈，冬長夏短，晝夜溫差較大，屬典型的高原內(nèi)陸盆地干旱氣侯。本工程沿線地貌類型有湖積平原、鹽湖邊緣丘陵、戈壁、沙漠、沼澤地等。湖積平原地形稍有起伏，相對高差約1.00 m；丘陵地貌相對地形起伏較大，相對高差最大約30.00 m。本供水管線穿越區(qū)域多為無人區(qū)，人類活動極少。

本工程前段(水源地開始約66 km)地形地貌為沙漠、沼澤、草原，地層巖性多為礫砂、粉細(xì)砂和粉土；后段(約51.7 km)地表為鹽殼，地層巖性為碎石和鹽殼。

3 輸水管材選擇

常用于市政的給水管材有鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、PVC-U給水管、涂塑鋼管、HDPE管、鋼骨架塑料復(fù)合管(含超高分子聚乙烯復(fù)合管)、玻璃鋼管。

項目所在鹽湖地區(qū)對混凝土、鋼筋(鑄鐵)具有較強腐蝕性，且鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管均為承插橡膠圈接口，不適合用于沙漠、沼澤或具有鹽脹縮性和溶陷性的鹽湖地區(qū)。

管道公稱壓力1.6 MPa以上時,涂塑鋼管的管材費與非金屬管材相差不大。但是，輸水管道工程前段無成形道路，地基承載力較低。鋼制管材由于自重較大致運輸困難，且施工需敷設(shè)臨時施工道路。所以，涂塑鋼管適用于工程后段。

HDPE管、鋼骨架塑料復(fù)合管等PE類管材，接口采用電熱熔連接，無滲漏，施工方便，耐腐蝕，適用工作溫度范圍較大，且能承受部分彈性形變。據(jù)以往在青海地區(qū)供水工程的成功經(jīng)驗，PE類管材較適宜在鹽湖地區(qū)使用。

前段管道選材應(yīng)在滿足技術(shù)要求的條件下，盡量考慮抗沖擊能力較強、抗腐蝕、抗沉陷能力強、投資節(jié)省、運行安全、管理便捷、施工簡單、便于運輸?shù)墓懿摹?/p>

后段(鹽殼段)由于承壓較高，應(yīng)選擇可承壓1.6 MPa以上的管材，以減小事故發(fā)生的可能性，避免因管道事故對企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

綜上所述，本項目管材擬以HDPE類管為主(含鋼骨架塑料復(fù)合管等各類滿足內(nèi)徑、壓力要求的PE材質(zhì)復(fù)合管)，管線后段地質(zhì)條件較好，可采用涂塑鋼管。

4 供水方案比選

輸水管道應(yīng)充分利用水位高差，結(jié)合沿線條件優(yōu)先考慮重力輸水。經(jīng)過水力計算，輸水管道管徑采用DN600。

方案一：全線采用PE類管材。管線K0+000～K11+000使用PE100管(0.6 MPa)，K11+000～K25+000使用PE100管(0.8 MPa)，其余采用鋼骨架PE類復(fù)合管DN600(1.6 MPa)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見表1。

表1 方案一經(jīng)濟(jì)分析表

方案二：管線K0+000～K25+000采用的管材形式同方案一。K25+000～K66+000使用鋼管架PE復(fù)合管(1.6 MPa)，K66+000～K117+700使用涂塑鋼管。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析見表2。

表2 方案二經(jīng)濟(jì)分析表

從以上兩個方案比較可看出，管道后段采用涂塑鋼管在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢明顯。本次工程項目選擇方案二。

5 結(jié)語

管網(wǎng)設(shè)計的目標(biāo)力求在滿足供水水壓、水量和水質(zhì)的前提下，保證供水安全和提高項目的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)鹽湖地區(qū)地層巖性特點，選擇合適的新材料，提高供水安全性。采用重力輸水，提高經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合管網(wǎng)的幾項優(yōu)化設(shè)計，為項目設(shè)計達(dá)到最優(yōu)的效益。

Design analysis on one long-distance water transmission pipeline in saline lake areas

Zhao Xiaofang Chen Mingyao Xiao Gunan

(ChangshaDesign&ResearchInstitute,TheMinistryofChemicalIndustry,Changsha410116,China)

Taking some water transmission project as the example, according to the climate characteristics of the project site, the paper undertakes the comparison and analysis of construction and management cost for the comprehensive pipeline network, and selects reasonable operation system, pipe materials and equipment, so as to promote the program investment earnings rate with the premise of ensuring the water-supply safety.

long-distance water transmission, pipeline, water-supply pipeline

2015-01-04

趙小昉(1981- ),女，工程師； 陳明耀(1957- )，男，教授級高級工程師； 肖谷南(1966- )，女，高級工程師

1009-6825(2015)08-0143-02

TU823.2

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