成軍

（庫車縣水利局新疆庫車842000）

庫車縣克里西水廠改擴(kuò)建工程設(shè)計與施工分析

成軍

（庫車縣水利局新疆庫車842000）

本文以新疆庫車縣克里西水廠改擴(kuò)建工程為實例，對其供水方案、供水管井、戶表井工程等進(jìn)行了設(shè)計分析，可為類似的工程提供一定的技術(shù)參考。

克里西水廠；改擴(kuò)建工程；設(shè)計；分析

1 工程概況

項目區(qū)位于新疆阿克蘇地區(qū)的最東部、塔里木盆地北緣，地下水極豐富，只需建供水井1眼就能滿足全鎮(zhèn)供水要求，但實際在東西寬7km、南北長5km建有2座水廠相距不到3.2km。其中克里西水廠始建于1996年，占地1.67畝，建供水井1眼用于開采地下水，井深99.80m，井管直徑273mm，靜水位17.67m，動水位18.07m，降深0.4m，出水量為620m3/d。在距克里西水廠3.0km處還設(shè)有阿克布亞水廠，該水廠始建于2001年，建供水井1眼，井深100m，井管直徑273mm，靜水位21m，動水位23m，目前出水量為720m3/d。由于供水井水量不能滿足高峰期供水要求，均需通過擴(kuò)建解決水源水量及調(diào)蓄容量不足的問題。

本次擴(kuò)建工程總布置將克里西水廠為供水水源，在水廠北面1.3km處新建水廠布置水源井1眼，水廠現(xiàn)有的老井作為備用水源井，在水廠建500m3調(diào)蓄池1座，供水井抽水消毒后進(jìn)入調(diào)蓄池，從新建調(diào)蓄池鋪設(shè)輸配水管道聯(lián)并阿克布亞水廠，同時新建、改造供水內(nèi)部管網(wǎng)，完善供水計量設(shè)施，解決整個供水規(guī)劃區(qū)遺留的飲水不安全問題。

2 供水設(shè)施存在的主要問題

2.1 已建水廠布置規(guī)劃不合理

項目區(qū)位于凹陷盆地，地下水極為豐富，但是設(shè)計克里西與阿克布亞水廠間隔距離太短，而且這2座水廠供水規(guī)模小、供水設(shè)備多、制水成本高，給水廠的日常運行維護(hù)工作帶來較大困難。

2.2 供水井管徑太小，過濾器失效

由于兩座水廠的建設(shè)時間較早，設(shè)計用水標(biāo)準(zhǔn)底，管徑較小，直接制約了其供水能力。此外，農(nóng)村居民用水相對集中，造成某時刻的實際供水量遠(yuǎn)高于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；舊供水井過濾器效果不明顯，水的含砂量較大，直接影響了水質(zhì)。

2.3 水廠缺乏計量及監(jiān)控設(shè)施

兩座水廠缺少必要的計量及管理設(shè)備，包括基本的總水表和分表，不能有效的監(jiān)控用水量并實現(xiàn)計量收費，導(dǎo)致上游地區(qū)可無限制用水，而下游管道供不上水。由于不能按計量收費造成大部分水費流失，使水廠缺乏資金，進(jìn)而無能力對老水廠進(jìn)行改造和支付工作人員工資。另外，水廠缺乏供水自動化監(jiān)控和安防設(shè)施[1]。

3 克里西水廠改擴(kuò)建工程設(shè)計

3.1 供水方案的優(yōu)化設(shè)計分析

水廠規(guī)劃不合理既增加了日常運行成本，又無法滿足用水需求。經(jīng)過對克里西和阿克布亞水廠現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研，分析有兩種供水優(yōu)化方案可供選擇，具體如下：

觀察組急性闌尾炎合并糖尿病患者術(shù)后1、3、7 d疼痛評分分別為（2.41±1.03）分、（0.82±0.34）分、（0.21±0.02）分，均低于對照組不同時間段疼痛評分，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。 見表 3。

方案一：兩座水廠各自供水

對克里西和阿克布亞水廠進(jìn)行同時改造，擴(kuò)大各自的供水能力，設(shè)計在兩水廠內(nèi)各新建供水井一眼，井深100m，直徑750mm，設(shè)計出水量為100m3/h。由于新建供水井能滿足高峰期配水要求，這樣可不需再建調(diào)蓄池，利用變頻供水直接從供水井抽水往管網(wǎng)供水。預(yù)計該改擴(kuò)建方案的總投資為62萬元，兩水廠年運行費為56萬元。

方案二：兩水廠聯(lián)合運行供水

水源統(tǒng)一建在克里西水廠，再新建供水井和調(diào)蓄池一座，建加壓泵房，新建聯(lián)并2座水廠管道4.7km。其中新建井深100m，井徑750mm，設(shè)計出水量為100m3/h，在水廠建調(diào)蓄池一座，，設(shè)計池容量為500m3。預(yù)計該改擴(kuò)建方案的總投資為120萬元，兩水廠年運行費為38萬元。

通過比較可知：方案二較方案一工程投資高出62萬元，但方案二的年運行費用較方案一低19萬元，而且聯(lián)合水廠后續(xù)管理及維護(hù)工作簡單，供水系統(tǒng)也更為可靠。因此選取方案二為克里西水廠改擴(kuò)建工程的最終供水方案。

3.2 新建供水井的設(shè)計和施工分析

供水管徑過小直接制約了水源井的供水能力。在本次改擴(kuò)建工程中，新建供水井井管選用螺旋焊接鋼管，管井深度100m，管徑為377mm，設(shè)計出水量100m3/h。通過估算供水區(qū)的需水量得出克里西水廠遠(yuǎn)期供水量為845m3/d，最終確定水泵型號為175QJ80-27，揚(yáng)程27m，流量80m3/h。

過濾器是管井的重要組成部分，主要作用是濾水?dāng)r砂和保持填礫與含水層的穩(wěn)定。其類型包括骨架過濾器、纏絲過濾器、包網(wǎng)過濾器和填礫過濾器?？紤]到該區(qū)域地下水含量豐富，為充分保證水質(zhì)安全，本工程采用填礫和纏絲過濾器相結(jié)合的方式，即在纏絲過濾器外側(cè)填充礫石，結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。其中纏絲為12鍍鋅鐵絲，間距為1.0mm，禁止在纏絲外包任何濾水網(wǎng)[2]。

新建供水井的施工工序主要包括：鉆井→下管→填礫→洗井→抽水試驗。具體施工參數(shù)和要求如下：

（1）鉆井。本工程鉆井采用牙輪鉆進(jìn)、輕壓慢轉(zhuǎn)形式，以保證垂直度。轉(zhuǎn)速控制在60轉(zhuǎn)/min～100轉(zhuǎn)/min，泵量為600L/min。選取優(yōu)質(zhì)低固相泥漿作為鉆井沖洗液，具體參數(shù)如下表1。開孔后及時下放孔口保護(hù)管，下放深度為2m。鉆進(jìn)過程中禁止盲目加壓，最大壓力值不得超過鉆鋌重量的80%，技術(shù)人員應(yīng)時刻觀察鉆進(jìn)參數(shù)變化情況。

表1 沖洗液參數(shù)

（2）本工程采用一次提吊法進(jìn)行下管施工。供水井管分沉渣管和過濾管，其中沉渣管長度為5m，過濾管30m。同類管道采用管箍焊接；不同管道間利用變徑接頭連接。在下管之前要對鉆孔進(jìn)行充分的溜孔和排渣，校正孔深后再進(jìn)行下管?？刂坪梅殴芩俣龋瑢崟r監(jiān)測管內(nèi)外液面，及時向管內(nèi)補(bǔ)充清水。各井管段必須按設(shè)計順序連接，底段需設(shè)置沖孔托盤[3]。

（3）將井管下放至預(yù)定位置處，利用鉆機(jī)孔口盤將其固定，之后下放鉆具至沖孔托盤處進(jìn)行管內(nèi)沖孔換漿，當(dāng)泥漿黏度達(dá)到要求后需再持續(xù)20s左右，便可進(jìn)行填礫工序。本工程采用動水投礫法施工，濾料規(guī)格為Ф2mm～Ф4mm砂料。填礫厚度為150mm，填礫高度高出過濾器頂10m～20m，以防填礫塌陷使填礫層降至濾管頂以下導(dǎo)至管井涌砂，要確保水中含砂量＜1/20萬（體積比）。在止水段投入粘土球進(jìn)行止水；非止水段投入碎石。

（4）洗井結(jié)束后要求井底沉淀物厚度小于井深的5/1000（即0.5m），正式抽水前靜水位要求30min觀測一次，2h內(nèi)變幅不大于2cm。抽水試驗應(yīng)進(jìn)行3次降深，試驗水泵的出水量達(dá)到設(shè)計出水量，最小不得低于設(shè)計出水量的75%，水位穩(wěn)定持續(xù)時間應(yīng)大于4h。試驗過程中要進(jìn)行出水量和水位的觀測，同時依據(jù)規(guī)范完成試驗所要求的基本數(shù)據(jù)和計算成果表[4]。

圖1 過濾器結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 戶表井工程設(shè)計

目前，該工程區(qū)域用水戶的管道從配水管網(wǎng)上直接分水，水表安裝在供水戶的水龍頭上，水廠工作人員需逐個進(jìn)戶查表收費，導(dǎo)致拖欠水費現(xiàn)象嚴(yán)重。為解決這一問題，設(shè)計建立戶表井工程，具體方法是將各戶用水控制閥、水表集中移置戶外，建專門的戶表控制井。這樣可有效減少水廠工作人員工作量，同時對拖欠水費者也可采取停水措施而不影響其它用戶的供水，保證了水廠的收入。戶表井工程主要分為閘閥井和分水控制器兩部分，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

表2 閘閥井的具體工程量及設(shè)備清單

（1）閘閥井。戶表井的本質(zhì)為閘閥井，主要作用是對井內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)并方便維修和檢查。目前應(yīng)用最普遍的是預(yù)制砼戶表井，但由于項目區(qū)交通不便，且預(yù)制砼井重量較大，導(dǎo)致裝卸困難、運輸安裝費用高，所以本項目選取標(biāo)準(zhǔn)塑膠成型閘閥井作為代替方案，其具有價格合理、運輸方便、安裝容易、滿足工程質(zhì)量等顯著優(yōu)點。項目區(qū)共需閘閥井175個，每個閘閥井控制用戶3個～5個。下表2是閘閥井的具體工程量及設(shè)備清單（以5戶1井為例）[5]。

（2）分水控制器。分水器兩段連接供水管道，中間分左右兩側(cè)接用戶的分水管道，后接用戶帶鎖球閥、水表及配件，每個戶表井設(shè)一個分水控制器，最多可控制6戶的供水。從戶表井里的水表開始連接到每個家庭的供水管管道及配件統(tǒng)稱為入戶設(shè)備，其中主要配件包含50m的PEΦ25管道（戶均）、900彎頭、PPR立管、球閥、水龍頭[6]。

4 結(jié)束語

通過對克里西水廠改擴(kuò)建工程的供水方案、供水管井及戶表井進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，使工程在后期的施工中不僅有效的節(jié)約了資金投入，也具有較高的實際指導(dǎo)價值。該項目實施后，既利用現(xiàn)有水廠的資源，擴(kuò)大了水廠的供水規(guī)模解決了水廠供水效益差的問題，又解決了飲水不安全人口，而且解決了老水廠發(fā)展難題，社會經(jīng)濟(jì)效益明顯。陜西水利

[1]王韻玉，信昆侖.基于水力模型的供水管網(wǎng)分區(qū)計量方案研究[J].山西建筑，2011，04（12）：46-47.

[2]林建陽.輸配水管道工程投資控制要點探討[J].水利建設(shè)與管理，2015，09（10）：23-24.

[3]周平，張戎.淺析給水工程中輸配水管道的關(guān)鍵控制點[J].中國建設(shè)信息，2007，04（12）：56-57.

[4]羅宏偉.引漢濟(jì)渭受水區(qū)輸配水工程分期實施方案剖析[J].水利與建筑工程學(xué)報，2014，04（32）：73-75.

[5]何苗.茶山提水煙水配套工程蓄水池設(shè)計及施工要點分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2015，01（03）：53-54.

[6]丁振宇，黎忠.市政道路配水管道的工程設(shè)計[J].廣東化工，2012，05（11）：68-69.

（責(zé)任編輯：暢妮）

TV991

C