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      天鎮(zhèn)縣城供水改擴(kuò)建工程簡析

      2015-05-09 09:54:24孫春桃
      山西水利 2015年11期
      關(guān)鍵詞:天鎮(zhèn)縣孤峰管徑

      孫春桃

      (山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030024)

      1 工程概況

      天鎮(zhèn)縣位于山西省東北部,全縣轄5鎮(zhèn)6鄉(xiāng),總?cè)丝?1.6萬人,城區(qū)人口6.8萬人。根據(jù)天鎮(zhèn)縣總體規(guī)劃,2020年天鎮(zhèn)縣城人口將達(dá)到10.0萬人。目前,天鎮(zhèn)縣縣城供水僅0.88萬m3/d,遠(yuǎn)不能滿足縣城城鎮(zhèn)人口的需水要求,更不能滿足城市發(fā)展需求,因此擴(kuò)大水廠供水規(guī)模迫在眉睫。

      為滿足2020年建設(shè)規(guī)模要求,供水量需達(dá)到2.2萬m3/d,需新建水源地2處,分別為十里鋪水源地、孤峰山水源地。十里鋪水源地設(shè)計(jì)引水量0.84萬m3/d,孤峰山水源地設(shè)計(jì)引水量0.48萬m3/d,可滿足規(guī)劃需求。該工程十里鋪引水管線長度4.63km,孤峰山供水管線長度7.359km。

      2 工程布置

      2.1 工程等別

      本工程引水流量為0.1532m3/s,其中十里鋪水源地引水流量0.0972m3/s,孤峰山水源地引水流量0.0560m3/s。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》,本工程等別為Ⅴ等,取水渠首及輸水管道等主要建筑物為5級,其他次要建筑物級別為5級。

      根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,天鎮(zhèn)縣抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。

      2.2 工程總體布置及方案比選

      2.2.1 輸水管線選線原則

      輸水管道選線應(yīng)遵循以下原則:第一,充分利用地形高差,采用有壓重力流輸水,以節(jié)省能耗,降低工程運(yùn)行成本;第二,管線布置盡量取直,減少轉(zhuǎn)折,以減少水頭損失及控制性工程的規(guī)模,降低工程造價(jià);第三,管線盡量靠近現(xiàn)有道路敷設(shè),方便施工和運(yùn)行維護(hù)管理;第四,盡量減少管線穿越公路及河道(溝渠)次數(shù),盡量避開不良土質(zhì)地帶;第五,管線布置時(shí)盡量避免穿越村莊和大片林地,以保護(hù)環(huán)境,方便群眾生產(chǎn)生活,避免造成水土流失,并減少工程投資。2.2.2 工程總體布置

      天鎮(zhèn)縣共有2座自來水廠,分別為南水廠、北水廠。南水廠為規(guī)劃水廠,從孤峰山水源地取水;北水廠為現(xiàn)有水廠,根據(jù)城市需水規(guī)模將對其進(jìn)行擴(kuò)建,擴(kuò)建采用水源為十里鋪水源地。

      十里鋪水源地位于天鎮(zhèn)縣城東側(cè)3.5km的水桶寺、十里鋪、二十里鋪、西馬坊一帶,呈東西走向條帶狀分布;東西長約5.67km,南北寬約1.85km,面積約10.5km2。根據(jù)對水源地可供水能力的論證,十里鋪水源地供水量為8400m3/d,布置水源井7眼,包括備用井1眼。為滿足管道重力輸水要求,水井出水管道串聯(lián)后向北匯入調(diào)蓄水池。調(diào)蓄水池地面高程1027.0m。供水管線由調(diào)蓄水池向東穿過高速公路輔路、天走路向北匯入北水廠。水源地部分(調(diào)蓄池以上)管線總長度3.53km,供水管線長度4.63km。根據(jù)檢修、計(jì)量、排水、進(jìn)氣、排氣等要求,工程設(shè)置管閥建筑物16座,其中檢修閥井6座,排氣閥井6座,流量計(jì)井1座,排水閥井3座。

      孤峰山水源地位于縣城南部約7.0km,孤峰山水庫下游1.5km處季馮窯附近的三沙河兩岸。水源地東西長約1.304km,南北寬約0.4km,面積約0.53km2。根據(jù)對該地區(qū)的水文地質(zhì)勘察,該水源地可供水量為4800m3/d,水源井5眼,包括備用井1眼。為滿足管道重力輸水的要求,水井出水管道串聯(lián)后向東匯入調(diào)蓄水池,調(diào)蓄水池地面高程1070.44m。供水管線由調(diào)蓄水池向東北沿現(xiàn)有灌溉渠道布置,管線在樁號G3+260.8處轉(zhuǎn)向北,沿天走路方向布置,在樁號G7+359.0處進(jìn)入規(guī)劃南水廠。水源地部分(調(diào)蓄池以上)管線總長度1.63km,供水管線長度7.38km。根據(jù)檢修、計(jì)量、排水、進(jìn)氣、排氣等要求,工程設(shè)置管閥建筑物23座,其中檢修閥井10座,排氣閥井8座,流量計(jì)井1座,排水閥井4座。

      2.3 引水方式及輸水管材選擇

      2.3.1 引水方式

      引水方式主要有管道、明渠、箱涵等。本工程取水經(jīng)管道串聯(lián)后匯入調(diào)蓄池,調(diào)蓄池均設(shè)置在管線周圍地形較高處,滿足自流要求,因此,采用明渠、箱涵及管線均可達(dá)到輸水功能。但箱涵、明渠存在永久占用大量耕地、輸水損失大,水質(zhì)易被污染、施工較為復(fù)雜、施工工期長等特點(diǎn)。與明渠、箱涵相比,管道供水具有承壓性能好、供水保證率高、水量損失少、運(yùn)行管理方便、維護(hù)工作量小及防污染性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此本工程采用管道輸水。

      2.3.2 管材確定

      從目前國內(nèi)管材生產(chǎn)的成熟程度來看,球墨鑄鐵管、PE管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)、玻璃纖維增強(qiáng)塑料加砂管(RPMP)均可滿足工程要求。結(jié)合國內(nèi)管材生產(chǎn)和工程實(shí)際情況,重點(diǎn)對球墨鑄鐵管、PE管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和玻璃鋼管進(jìn)行綜合比較,以確定推薦管材。

      玻璃鋼管造價(jià)較低,但施工較為復(fù)雜,對回填土要求較高,從已建工程來看運(yùn)行過程中發(fā)生爆管幾率較高;鋼管抗腐蝕性能弱,后期維修工作量大;球墨鑄鐵管安裝較復(fù)雜,運(yùn)行過程中有少量的漏水,因此本工程管材選用PE管。PE管具有以下優(yōu)點(diǎn):高耐腐蝕性、摩擦系數(shù)??;對水質(zhì)無污染,環(huán)剛強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度高,能承受較高的內(nèi)水壓力;管道重量輕,施工方便;對施工回填要求較低,施工快,后期維修工作量小,過河穿越公路、鐵路等交叉工程處可用鋼管或套管等代替;使用年限為20~30年。

      2.3.3 管徑確定

      本工程管徑確定主要分為水源地部分和輸水主管線部分。水源地部分管徑主要考慮管道經(jīng)濟(jì)流速、管道輸水損失及對選泵的影響。輸水主管線采用重力流輸水,主要考慮上下游地形落差、沿程測壓管水頭線滿足規(guī)范要求等。十里鋪管道進(jìn)水口與水廠接水口之間的地形落差為16.2m,管道長4629m,管道輸水流量為0.0972m3/s;孤峰山管道進(jìn)水口與水廠接水口之間的地形落差為48.01m,管道長4554m,管道輸水流量為0.0560m3/s。水源地各段管徑見表1。

      表1 水源地各段管徑計(jì)算成果表

      經(jīng)計(jì)算,十里鋪輸水管線管徑為328mm。孤峰山輸水管線樁號G0+000.0—G1+879.2段地形落差為9.13m,樁號G1+879.2—G4+553.6段地形高差為38.97m,管徑計(jì)算時(shí),上半段考慮管道內(nèi)最小測壓管水頭不小于規(guī)范要求,下半段使剩余水頭消耗在管道輸水過程中。計(jì)算得各段管徑分別為:G0+000.0—G1+879.2段259mm,G1+879.2—G7+359.0段208mm。

      2.3.4 管道規(guī)格確定

      本工程采用PE管,直徑100mm,管道設(shè)計(jì)壓力為0.6MPa,根據(jù)有關(guān)規(guī)定,確定管道壁厚,從而確定管道規(guī)格(通徑)。管道規(guī)格見表2。

      表2 各段管道通徑表

      3 結(jié)論

      目前,天鎮(zhèn)縣北部新城的建設(shè)工作已相繼開展,縣城規(guī)模不斷擴(kuò)大,加快供水工程建設(shè)步伐,使其與北部新城道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)同步進(jìn)行,將有效發(fā)揮工程建設(shè)的協(xié)同作用,有利于縣城基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的良性發(fā)展。工程的建設(shè)實(shí)施是提高人民生活質(zhì)量、促進(jìn)縣城經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要舉措和必要環(huán)節(jié)。

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