□張 龍 鄭書(shū)娟 崔 童

河北省自2014年開(kāi)展地下水超采綜合治理試點(diǎn)工作以來(lái)取得了積極成效，同時(shí)隨著南水北調(diào)工程的通水，利用引江水置換部分地下水，對(duì)地下水超采綜合治理并改善地下水環(huán)境具有重要意義。農(nóng)村生活水源江水置換作為推進(jìn)地下水超采綜合治理和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一項(xiàng)重要舉措。農(nóng)村供水是基礎(chǔ)性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性、普惠性的民生工程，為提高農(nóng)村供水保障水平，讓農(nóng)村居民喝上放心水，項(xiàng)目中對(duì)輸水管道管材的選取至關(guān)重要，管材的選擇不但影響供水安全和水質(zhì)安全，同時(shí)也對(duì)工程投資產(chǎn)生直接影響。

1.基本情況

根據(jù)《河北省人民政府關(guān)于公布地下水超采區(qū)、禁止開(kāi)采區(qū)和限制開(kāi)采區(qū)范圍的通知》，邯鄲市肥鄉(xiāng)區(qū)為淺層地下水和深層地下水禁采區(qū)，需對(duì)地下水進(jìn)行嚴(yán)格管控，地下水只作為應(yīng)急和戰(zhàn)略儲(chǔ)備水源。肥鄉(xiāng)區(qū)作為南水北調(diào)受水區(qū)，從2019年開(kāi)始積極探索實(shí)施農(nóng)村生活水源江水置換工程，以南水北調(diào)地表水廠為引水水源，將全區(qū)9處農(nóng)村集中供水站點(diǎn)的深層地下水水源全部置換為引江水。工程于城區(qū)南水北調(diào)地表水廠新建加壓泵站1座，同時(shí)向各集中供水站點(diǎn)鋪設(shè)輸水管道長(zhǎng)約60km，規(guī)劃年供水量為694.65萬(wàn)m3，受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個(gè)，受益總?cè)丝诩s31.5萬(wàn)人。

2.管道工程

2.1 選取原則

對(duì)于農(nóng)村生活水源江水置換工程來(lái)說(shuō)，管材的選擇至關(guān)重要，它直接關(guān)系著供水的安全性和經(jīng)濟(jì)性。在給水工程中，管材投資所占的比重很大，且因管材選用不當(dāng)造成事故或增加不必要資金的實(shí)例很多，因此輸水工程管材的研究和比選對(duì)節(jié)省投資、方便施工、安全運(yùn)行意義重大。

管材選擇必須滿足下列要求：

有足夠的強(qiáng)度，可以承受各種內(nèi)外荷載；水密性好，它是保證管網(wǎng)有效而經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要條件；水管內(nèi)壁應(yīng)光滑以減少水頭損失；價(jià)格較低，使用年限較長(zhǎng)，并且有較強(qiáng)的防止水和土壤侵蝕的能力；管道接口應(yīng)施工簡(jiǎn)便，工作可靠。

根據(jù)以上管材選擇要求，同時(shí)結(jié)合各地已實(shí)施的生活用水供水管道管材應(yīng)用情況，現(xiàn)階段管網(wǎng)新建、擴(kuò)建工程中采用較多的管材有球墨鑄鐵管（DIP管）、高密度聚乙烯管（HDPE管）、涂塑鋼管（TPEP管）等。

2.2 管材比選

2.2.1 球磨鑄鐵管（DIP）

DIP管是上世紀(jì)中期開(kāi)發(fā)的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，因管壁內(nèi)所使用的石墨是以球狀存在其內(nèi)部，故其韌性好，延伸率高，承受內(nèi)外壓能力強(qiáng)，具有較高的抗震性和密封性，且有較好的耐腐蝕、抗氧化能力。

主要缺點(diǎn)：球墨鑄鐵管管壁較薄，承、插口端易變形；可撓度差，最大偏轉(zhuǎn)1.5°，管體笨重，對(duì)口困難，安裝時(shí)必須動(dòng)用機(jī)械，價(jià)格較高；同時(shí)橡膠止水易老化，對(duì)墊層基礎(chǔ)和回填土要求非常高，否則易造成滲漏。

2.2.2 高密度聚乙烯管（HDPE）

HDPE管與金屬管道相比，具有重量輕、耐腐蝕、衛(wèi)生安全、內(nèi)壁光滑水力條件好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異性能，它還具有特殊的柔韌性，極高的延伸率和獨(dú)特的熱熔焊接連接方法，具有很多其它管材都不具備的優(yōu)勢(shì)。

HDPE管共分為PE63、PE80和PE100級(jí)，PE63、PE80級(jí)承壓較小，較少采用，工程中一般均選用PE100級(jí)。PE管整體性能好，伸長(zhǎng)率、耐沖擊性能好，耐化學(xué)穩(wěn)定性和抗高頻絕緣性能良好，具有較高的強(qiáng)度及剛度、運(yùn)輸、敷設(shè)方便，連接時(shí)采用熱熔對(duì)接，可將管道連接長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米進(jìn)行彈性敷設(shè)。安裝簡(jiǎn)單、施工快捷、維修便利。

主要缺點(diǎn)：不宜用于熱水管道，宜用于工作溫度不大于40℃。在施工過(guò)程中遇到尖利物容易受劃痕而影響其壽命。

2.2.3 涂塑鋼管（TPEP）

TPEP管是以鋼管為基管，以塑料粉末為涂層材料，在其內(nèi)表面熔融涂敷上一層塑料層，在其外表面涂敷上塑料層或其他材料防腐層的鋼塑復(fù)合產(chǎn)品。

涂塑復(fù)合鋼管既有鋼管的強(qiáng)度又有塑料管擁有的耐腐蝕、耐磨損、流體阻力小等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的給水、防腐管道。同時(shí)管道對(duì)墊層要求低，管網(wǎng)整體性好，焊接牢固，抗震抗塌陷能力強(qiáng)，適應(yīng)地形能力強(qiáng)。

主要缺點(diǎn)：管材現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)，焊口處需進(jìn)行修復(fù)，不宜用于熱水管道，宜用于工作溫度不大于40℃。

2.2.4 造價(jià)比較

肥鄉(xiāng)區(qū)農(nóng)村生活水源江水置換項(xiàng)目中主輸水管線及各供水站支線涉及的管道管徑涵蓋250mm～600mm內(nèi)的多種尺寸，管道鋪設(shè)方式主要以明挖鋪設(shè)為主，水平定向鉆鋪設(shè)為輔。

圖1 表示的是管道明挖鋪設(shè)單價(jià)的曲線圖。管道明挖鋪設(shè)單價(jià)包括：管材及輔材費(fèi)用、吊裝鋪設(shè)費(fèi)用、充水試壓費(fèi)用等。根據(jù)圖1可以看出，有效管徑小于300mm時(shí)，PE管鋪設(shè)單價(jià)＜DIP管鋪設(shè)單價(jià)＜TPEP管鋪設(shè)單價(jià)；有效管徑大于300mm時(shí)，PE管鋪設(shè)單價(jià)逐漸高于同管徑金屬管。

圖1 管道明挖鋪設(shè)單價(jià)曲線圖

圖2表示的是管道水平定向鉆鋪設(shè)單價(jià)的曲線圖。引調(diào)水工程中小管徑管道水平定向鉆施工常采用的管材為鋼管和PE（1.6MPa）管。水平定向鉆鋪設(shè)單價(jià)包括：管材及輔材費(fèi)用、鉆孔擴(kuò)孔及回拖布管、充水試壓費(fèi)用等。根據(jù)圖2可以看出，有效管徑小于300mm時(shí)，PE（1.6MPa）管水平定向鉆鋪設(shè)單價(jià)小于TPEP管鋪設(shè)單價(jià)；有效管徑大于300mm時(shí)，PE（1.6MPa）管水平定向鉆鋪設(shè)單價(jià)逐漸高于同管徑TPEP管。

圖2 管道水平定向鉆鋪設(shè)單價(jià)曲線圖

從造價(jià)方面比較，當(dāng)有效管徑小于300mm時(shí)，明挖鋪設(shè)宜采用PE管，水平定向鉆鋪設(shè)宜采用PE（1.6MPa）管；當(dāng)有效管徑大于300mm時(shí)，明挖鋪設(shè)宜采用DIP管，水平定向鉆鋪設(shè)宜采用TPEP管。

2.3 推薦方案

本工程根據(jù)管徑、內(nèi)壓、外部荷載和管道敷設(shè)區(qū)的地形、地質(zhì)、材料的供應(yīng)，按照運(yùn)行安全、耐久、減少漏損、施工和維修方便、經(jīng)濟(jì)合理的原則，同時(shí)考慮到肥鄉(xiāng)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供水站只對(duì)水體進(jìn)行加氯簡(jiǎn)易處理的現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面的綜合分析比較。本工程中輸水管道管材的選取如下：

由肥鄉(xiāng)區(qū)縣城南水北調(diào)地表水廠為起點(diǎn)的主輸水管線所需管徑較大，管道明挖鋪設(shè)采用DIP管，水平定向鉆施工部分采用TPEP管，管道管徑分別為DN600、DN500、DN450，主輸水管線鋪設(shè)總長(zhǎng)度為21.44km。

各供水站支線管道線路較長(zhǎng)，管道沿線地形較為復(fù)雜，且穿越較多，因此明挖鋪設(shè)采用PE100（1.0MPa）管，水平定向鉆施工部分采用PE100（1.6MPa）管。同時(shí)，考慮到PE管管道壁厚較大，因此工程中PE管管徑選用的有：dn355、dn315、dn280、dn250，各供水站支線鋪設(shè)總長(zhǎng)度為38.86km。

3.結(jié)論

通過(guò)對(duì)本工程中輸水管道管材的合理選擇，使工程總投資得到有效地控制，將有力保障工程的順利實(shí)施，及安全有效地運(yùn)行。使肥鄉(xiāng)區(qū)農(nóng)村飲水安全得到鞏固提升，實(shí)現(xiàn)地下水壓采既定目標(biāo)，最終達(dá)到城鄉(xiāng)供水一體化?！?/p>