喬潤琴

（大同市云岡區(qū)水務(wù)局，山西 云岡 037000）

1 項(xiàng)目區(qū)概況

有1 450戶、總?cè)丝? 656人，耕地346.67 hm2，草地46.67 hm2。主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)主要以種植玉米、小雜糧和養(yǎng)殖業(yè)為主，現(xiàn)有大牲畜100頭，豬500頭，羊300頭。

現(xiàn)狀兩眼水源井均可以繼續(xù)利用，供水管線為1980年鋪設(shè)，至今已使用三十多年，管線漏水情況不時(shí)發(fā)生，存在安全隱患；且現(xiàn)狀直供水源井在用水高峰期存在遠(yuǎn)水端用戶出水量不足的狀況。農(nóng)村飲水安全問題制約了西韓嶺村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。解決吃水問題迫在眉睫，保證村民正常吃水已成為村內(nèi)當(dāng)前的頭等大事。

此次工程是把直供水的機(jī)井改為通過機(jī)井供水至水塔，再由水塔經(jīng)過原有輸水管線、配水管線、入戶管線，供水至每一戶。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括水源工程（新建100 m3磚支筒水塔1座）、輸水管道工程（鋪設(shè)Φ125PE管525 m、Φ110PE管2 812 m、Φ90PE管2 081 m、Φ63PE管7 367 m、Φ40PE管10 548 m）、配套建筑物工程（機(jī)械頂管工作坑1 509個(gè)，閥門井19座）、主要工程量（土方開挖1.46萬m3、土方回填1.44萬m3、磚砌體136.50 m3、混凝土506.97 m3、漿砌石135.80 m3、鋼筋2.69 t）。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)規(guī)模。根據(jù)西韓嶺村人口、大牲畜及規(guī)模企業(yè)等基本情況，工程計(jì)劃解決1 450戶總計(jì)3 656人的安全飲水問題。遠(yuǎn)期規(guī)劃按照《山西省農(nóng)村供水工程初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)》中的用水量定額及計(jì)算方法，設(shè)計(jì)年限采用15年。工程設(shè)計(jì)居民供水標(biāo)準(zhǔn)為40 L/（人·d），居民生活用水量為174.88 m3/d；大牲畜供水標(biāo)準(zhǔn)為64 L/（人·d），小牲畜（豬）供水標(biāo)準(zhǔn)為40 L/人·d，小牲畜（羊）供水標(biāo)準(zhǔn)為16 L/（人·d），牲畜用水量為31.20 m3/d；村住戶的庭院多數(shù)種植蔬菜、水果和花卉，其用水量通常已包括在生活用水量內(nèi)，一般不再考慮。管網(wǎng)漏失水量及其它未預(yù)見水量33.21 m3/d。最高日設(shè)計(jì)給水量為239.29 m3，年均給水量為6.72萬m3。

水泵設(shè)計(jì)流量。水泵每日工作3 h，機(jī)井供水流量應(yīng)不小于40 m3/h。

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。工程主要是解決西韓嶺村居民的生活用水，供水水質(zhì)要求執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求。工程水源附近不存在污染區(qū)域，不易受到污染，且化驗(yàn)參考井水質(zhì)完全符合標(biāo)準(zhǔn)。

水壓標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《山西省農(nóng)村供水工程初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)》（試行），對于農(nóng)村供水水壓要求為：供水管網(wǎng)中最不利用水點(diǎn)（指水龍頭處）的最小服務(wù)水頭，單層建筑為5 m，建筑物每增加一層應(yīng)增加4 m，供水管網(wǎng)中用水戶龍頭（指水龍頭處）的最大靜水頭不得超過40 m，超過時(shí)宜采用減壓措施。

2.2 取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

流量確定。兩眼機(jī)井井深分別為140、150 m，設(shè)計(jì)出水量均為約50 m3/h。參照2.1水泵流量設(shè)計(jì)，水泵流量確定為50 m3/h。由于兩眼原有機(jī)井均已配備水泵，且北井與配套水塔運(yùn)行良好，此次需計(jì)算南井現(xiàn)有水泵配套新建水塔后是否滿足設(shè)計(jì)需求。

揚(yáng)程確定。深井泵揚(yáng)程計(jì)算應(yīng)考慮水源井最低處動(dòng)水位至井口的高差、揚(yáng)水管水頭損失、水源井井口與水塔高差、井口至水塔的水頭損失等要素，經(jīng)計(jì)算總水頭損失為108.75 m。原水泵型號為200QJ50-117/9（28 kW），水泵參數(shù)為流量Q=350 m3/h、揚(yáng)程H=117 m，電機(jī)功率P=28 kW，可滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3 調(diào)節(jié)構(gòu)筑物（水塔）設(shè)計(jì)

在南井旁新建水塔，利用原有井和新建水塔共同調(diào)度，保證村民用水。新建水塔設(shè)計(jì)施工均按照工程定型設(shè)計(jì)圖集及相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。新建水塔為100 m3磚支筒保溫水塔。

水塔由塔身、水柜和進(jìn)出水管、排水管、溢流管等構(gòu)成。塔基礎(chǔ)為環(huán)形漿砌石，半徑為4.40 m；塔身為磚支筒結(jié)構(gòu)，高21 m；水箱凈高4.10 m，內(nèi)徑580 cm，同時(shí)在頂部設(shè)置通氣孔、檢修孔和避雷針；通氣孔直徑為200 mm，檢修孔尺寸為760 cm×860 cm。進(jìn)水管采用鋼管，出水管、溢流管、放空管均為PE管，進(jìn)、出水管、溢流管、放空管直徑均為200 mm，并設(shè)置伸縮接頭，溢流管與放空管合并聯(lián)結(jié)。為反映水柜內(nèi)水位變化，設(shè)浮標(biāo)水位傳示儀，由水位自動(dòng)控制器開啟或關(guān)閉電源以控制潛水泵運(yùn)行。

2.4 輸配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

輸配水管網(wǎng)布置及管徑確定。根據(jù)村莊街道走向，居民居住分散程度，結(jié)合地形地勢，建筑物分布情況，考慮遠(yuǎn)期規(guī)劃等，經(jīng)實(shí)地勘測可知，西韓嶺村街道路面已經(jīng)硬化，大部分管溝無法直接開發(fā)，只能通過開挖工作坑之間頂管布置管道。經(jīng)計(jì)算，輸水管線選用Φ125、Φ110、Φ90的PE管，配水管線選用Φ 63、Φ40的PE管，入戶管線選用Φ25的PE管。

水力計(jì)算。依據(jù)《山西省農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)》中“管網(wǎng)水力計(jì)算應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量、地形高差、服務(wù)水頭等自下而上逐級計(jì)算”的要求，采用最不利工作點(diǎn)水力計(jì)算方法。

首先，進(jìn)行北井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算。北井配水管網(wǎng)最不利點(diǎn)選村西北距水塔最遠(yuǎn)處為計(jì)算點(diǎn)，距離為1 854 m，有效高差14 m。配水管網(wǎng)最不利點(diǎn)選村東南距水塔最遠(yuǎn)處做為計(jì)算點(diǎn)，距離為1 350 m，有效高差10 m。按一層樓考慮，最不利點(diǎn)末端最小服務(wù)水頭為5 m。北井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算如表1。

表1 北井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算表

由表1可知，北井最不利點(diǎn)處的自由水頭為12.49 m，大于最小服務(wù)水頭5 m，而且壓力等級均小于所選管材承壓要求0.63 MPa，滿足要求。

其次，進(jìn)行南井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算。南井配水管網(wǎng)最不利點(diǎn)選村東南距水塔最遠(yuǎn)處為計(jì)算點(diǎn)，距離為1 046 m，有效高差23 m。同樣也按一層樓考慮，最不利點(diǎn)末端最小服務(wù)水頭為5 m。南井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算如表2。

表2 南井最不利點(diǎn)管網(wǎng)水力計(jì)算表

由表2可知，南井最不利點(diǎn)處的自由水頭為10.33 m，大于最小服務(wù)水頭5 m，而且壓力等級均小于所選管材承壓要求0.63 MPa，滿足要求。

2.5 管道附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

①管溝開挖。根據(jù)云岡區(qū)最大凍土深度，并考慮外部荷載等因素，管溝開挖深度按1.80 m設(shè)計(jì)，上開口寬度80 cm，下開口寬度60 cm，局部地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。②管槽回填。管槽回填采用分層回填法，應(yīng)在管道充水的情況下進(jìn)行回填。回填分兩步進(jìn)行，第一步回填管身和管頂以上30 cm，該部分回填土宜用松散較干凈土，不得拋填，不能含有磚、石及大的硬土；第二步回填土應(yīng)勻稱攤開，每層土厚不得超過30 cm，并加以夯實(shí)。③工作坑開挖。上下開口相同，長2 m、寬2 m，開挖深度2.20 m。管道縱坡設(shè)計(jì)盡量與地面坡降一致，以減少工作坑的填、挖方量。④管道連接。PE管道連接采取熱熔連接方法，管道與閥門等配件之間采用法蘭連接。⑤閥門井。在水塔下設(shè)一座閥門井，用于維修管道和開關(guān)水閥。⑥管道頂管。由于本工程無法破路施工，配水管道只能采用頂管的方式進(jìn)行鋪設(shè)。在工作坑間采用頂管作業(yè)。

3 結(jié)語

該項(xiàng)目屬于農(nóng)村飲水安全鞏固提升項(xiàng)目，工程類型為V型農(nóng)村供水工程，總投資320萬元。該工程投入運(yùn)行后，不僅可解決居民的吃水問題，而且大大提高了居民的生活質(zhì)量，使居民減少疾病困擾，節(jié)省醫(yī)藥費(fèi)支出，解放生產(chǎn)力，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展。