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        云南省云龍縣城原水輸水管道設(shè)計(jì)

        2015-10-17 00:26:26李佳佳施永生王先兵劉樹元
        臺州學(xué)院學(xué)報(bào) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:工程

        李佳佳,施永生,王先兵,劉樹元

        (1.臺州學(xué)院 建筑工程學(xué)院,浙江 臺州 318000;2.昆明理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,云南 昆明 650224)

        云龍縣位于大理州西部,地處橫斷山南端瀾滄江縱谷區(qū)。根據(jù)地形圖可知縣城建設(shè)主要集中在較為平緩的地域,而為了保證水源水質(zhì)水量水壓的要求,水源地一般都在地勢較高的山區(qū)內(nèi)[1],水源地高程較水廠高差能達(dá)到371.3 m。云龍縣城原水輸水管長35.66km,輸水規(guī)模為11000m3/d。

        圖1 云南省云龍縣城原水輸水管平面布置圖Fig.1 Raw water conveyance pipeline layout of Yunnan province Yunlong county

        1 管道路線敷設(shè)選擇

        輸水管線路選擇原則一般遵循五方面:①線路盡量短、起伏小、土石方工程量少、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、少占農(nóng)田和不占農(nóng)田。②線路走向、位置應(yīng)符合城市規(guī)劃的要求,并盡量沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路鋪設(shè),以利施工和維護(hù)。③盡量避免穿越河谷、山脊、沼澤和泄洪地區(qū),并注意避開滑坡、塌方以及易發(fā)生泥石流和高侵蝕性土壤地區(qū)。④施工、維護(hù)方便,節(jié)省造價(jià),運(yùn)行安全可靠。⑤考慮遠(yuǎn)、近期結(jié)合和分期實(shí)施的可能性。

        根據(jù)上述輸水管路選擇原則并結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況,推薦沿河敷設(shè)作為設(shè)計(jì)走向。因此有兩個(gè)方案供選擇,其一沿沘江西岸敷設(shè);其二沿沘江東岸敷設(shè)。原水輸水管道敷設(shè)方案情況如表1所示。

        (1)沿沘江西岸輸水。距取水點(diǎn)3.7km處通過沘江大橋穿越至沘江西岸,且在至水廠不到1.5km時(shí)再次穿越至沘江東岸至水廠,原水輸水管總長度為35.66km,其中DN300球墨鑄鐵管14.9km,DN350球墨鑄鐵管20.76km;上游3.7km和下游1.5km管道敷設(shè)和方案二相同外,其余管道均沿云龍至蘭坪公路敷設(shè),敷設(shè)條件相對較好,施工難度相對較小,供水可靠性高。

        (2)沿沘江東岸輸水。水廠位置在沘江東岸,不需穿越?jīng)a江,管線長度為33.69km,其中DN300球墨鑄鐵管13.85km,DN350球墨鑄鐵管19.84km;地質(zhì)條件較差,山脊較多,管道敷設(shè)條件較差,供水安全性較低,且管道施工時(shí)需要人工將管道運(yùn)至沘江東岸,施工技術(shù)要求高且難度大。

        表1 原水輸水管敷設(shè)方案比選表Tab.1 Raw water conveyance pipe scheme selection

        經(jīng)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比選,選擇沿沘江西岸輸水方案,即方案一。

        2 減壓水池設(shè)置

        經(jīng)過計(jì)算比較及實(shí)際地形勘測,最終方案確定為樁號K2+513和K18+027處設(shè)置減壓水池,高程分別為2119.14m和1779.42m。水源至1#減壓水池最大靜壓為48.08m,1#減壓水池至2#減壓水池最大靜壓為219.14m,2#減壓水池至水廠最大靜壓為200.67m。原水輸水管道壓力情況如表2所示。

        表2 原水輸水管道壓力表Tab.2 Raw water pipes pressure

        3 管徑確定

        根據(jù)云龍縣有關(guān)規(guī)劃、縣城實(shí)際發(fā)展情況,并結(jié)合《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]確定云龍縣供水工程由包羅水庫近期(2020年)供水為5000m3/d;遠(yuǎn)期(2030年)供水規(guī)模為10000m3/d。

        原水輸水管設(shè)計(jì)流量按11000m3/d考慮(管道漏損系數(shù)和水廠自用水系數(shù)1.1),即458.33m3/h,原水輸水管按遠(yuǎn)期一次建成。

        本工程原水輸水管采用K9球墨鑄鐵管,充分利用地形條件,選擇重力流輸水,且考慮工程投資的最少化,因此確定2種不同管徑組合方案(見表3)。

        本工程為重力式長距離有壓輸水,輸水動力為輸水管起端和末端高差。水源至水廠高差較大,考慮充分利用管道水頭損失減小管道動壓值[3]。取水底板高程2168m,而水廠配水井水面標(biāo)高為1796.7m,水源與水廠高差可達(dá)371.3m,且原水輸水管呈“V”字型,最低處標(biāo)高為1650m,原水輸水管最高點(diǎn)與最低點(diǎn)高差為488m,管道承壓過高容易發(fā)生爆管,且原水輸水管只有一根,因此本設(shè)計(jì)初步考慮在適當(dāng)?shù)胤浇p壓水池以減小管道承壓,提高供水安全性,降低造價(jià),但是必須充分利用水頭減小管徑。設(shè)計(jì)流量和輸水管長度為定值時(shí),管徑越小,投資越少,由表4可知,方案1和方案2可充分利用地形條件實(shí)現(xiàn)重力流,但方案2較方案1工程投資大,因此,本工程采用方案1。

        表3 原水輸水管道管徑組合方案Tab.3 Raw water pipes diameter combinations

        表4 原水輸水管水力計(jì)算Tab.4 Raw water pipes hydraulic calculation

        圖2 云南省云龍縣城原水輸水管水力坡降圖Fig.2 Raw water delivery pipe hydraulic gradient of Yunnan province Yunlong county

        4 水錘防護(hù)措施

        水錘是長距離輸水工程的一個(gè)重要的技術(shù)問題,也是造成工程事故的一個(gè)主要原因,常見水錘現(xiàn)象主要是彌合水錘和關(guān)閥水錘[5]。消除水錘的方法有很多,本工程采用的主要措施如下[4]:

        (1)延長閥門關(guān)閉時(shí)間的方法減小水錘的影響,相關(guān)閥門包括進(jìn)出口閥門和管道中檢修閥門。

        (2)管路起端、末端附近以及管路中靜水壓值最大處,為安全起見,在相應(yīng)位置設(shè)置減壓水池進(jìn)行泄壓。

        (3)為防止管系中存有氣泡,本輸水設(shè)計(jì)時(shí)在管線高點(diǎn)、過河均設(shè)有排氣閥門。

        5 結(jié)語

        本工程長距離有壓重力輸水得以實(shí)現(xiàn),完全靠水源與水廠地形高差,輸水管道全長35.66km。通過對云龍縣原水輸水線路選擇、減壓水池設(shè)置、管徑確定、水錘防護(hù)措施等分析,實(shí)現(xiàn)管道安全、可靠、經(jīng)濟(jì)輸水的目標(biāo)。

        [1]齊欣,王琳,施永生,等.小城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].凈水技術(shù),2012,31(3):71-73.

        [2]GB 50013-2006,室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [3]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.城鎮(zhèn)供水長距離輸水管(渠)道工程技術(shù)規(guī)程[M].北京:中國計(jì)劃出版社,2006.

        [4]李佳佳,徐長坤,施永生,等.巍山縣原水輸水管改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)[J].中國給水排水,2014,30(10):52-54.

        [5]楊玉思,徐艷艷,羨巨智.距離高揚(yáng)程多起伏輸水管道水錘防護(hù)的研究[J].給水排水,2009,35(4):108-111.

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