長距離輸水管線設(shè)計(jì)優(yōu)化思考

王彥祥　何　琴　顏炳魁

(1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津　300051；　2.重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶　400000)

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長距離輸水管線設(shè)計(jì)優(yōu)化思考

王彥祥1何琴2顏炳魁1

(1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051；2.重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶400000)

摘要：以海榆東線原水管線改造工程為例，從管道凈距、泄水井閥門設(shè)置、連通閥井設(shè)置等方面，闡述了長距離輸水管線的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，有利于保證輸水管線的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸水管道，泄水井，連通閥井，水錘

1工程概況

海榆東線原水管線改造工程，將暗涵改造為輸水管，結(jié)合市政道路改造工程建設(shè)。青田水廠原水輸水管線于一級加壓泵站沿規(guī)劃道路從北向南敷設(shè)雙排DN1 400預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土(PCCP)至海榆東線，再沿海榆東線敷設(shè)至青田水廠配水井，管道敷設(shè)線路長度為19.5 km，設(shè)計(jì)輸送原水規(guī)模為27.5萬m3/d。

本工程屬于長距離輸水管道工程，建設(shè)內(nèi)容包括輸水管道、加壓泵站、附屬設(shè)施及管道附件等。管道位于非機(jī)動車道下方，明開段管道中心間距3 m，頂管段中心間距3.4 m。原水管沿線(單排)設(shè)置9座泄水井，38處空氣閥門，管道轉(zhuǎn)角處設(shè)置支墩。本文結(jié)合海榆東線原水改造工程的建設(shè)，探討管線設(shè)計(jì)中的優(yōu)化措施，為類似工程提供參考。

2管道凈距

為提高輸水保證率，該項(xiàng)目管道采用雙排布置。影響管道間距的因素包括運(yùn)行安全、方便施工、運(yùn)行時的檢修等，需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后確定。

CECS 193：2005城鎮(zhèn)供水長距離輸水管(渠)道工程技術(shù)規(guī)范第4.2.8條規(guī)定：當(dāng)兩條輸水管道并行時應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g距以保證事故狀況下安全運(yùn)行的要求。

根據(jù)GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范第4.3.2條及SL 702—2015預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道技術(shù)規(guī)范第10.3.2條 有關(guān)管道溝槽底部一側(cè)開挖工作面寬度的規(guī)定，兩根φ1 400 PCCP管道并行布置，其最小凈距可取800 mm。

從安全角度考慮，兩條輸水管道并行鋪設(shè)的間距應(yīng)保證當(dāng)一條輸水管道發(fā)生事故而產(chǎn)生沖刷時，另一條輸水管道仍能正常運(yùn)行，不會造成整個輸水系統(tǒng)癱瘓，這樣將會導(dǎo)致管道凈距很大，通常表現(xiàn)為道路兩側(cè)布置。

影響輸水管道安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素包括管道地基處理、水錘防護(hù)措施、管道接口、管道覆土厚度等。輸水管線的運(yùn)行事故多因水錘引起。水錘防護(hù)措施得當(dāng)，能有效的避免壓力陡升爆管和負(fù)壓下管道接口橡膠圈的破壞。

本工程管道直徑較大，覆土厚度超過2 m，管道間距越大，土方開挖量越高，相應(yīng)的投資也越高。在保證輸水安全性的前提下，縮短管道之間的距離，管道實(shí)現(xiàn)同槽施工，既能有效的降低投資，又能減小作業(yè)面，降低對周邊環(huán)境的影響。具體實(shí)施過程中，管道采用雙膠圈承插式密封接口，通過水錘模擬確定空氣閥門的

滅火方式的條件。

4結(jié)語

綜合管廊與傳統(tǒng)敷設(shè)方式相比，它的火災(zāi)危險性大，而且撲救困難。因此，首先應(yīng)采取必要的工程措施降低火災(zāi)誘因，控制火勢蔓延。其次，綜合管廊在消防設(shè)計(jì)技術(shù)方面，仍然處于探索研究階段，但綜合管廊采用的自動滅火系統(tǒng)需有利于管線的安全運(yùn)營。因此科學(xué)的評估滅火系統(tǒng)，以及通過火災(zāi)后對經(jīng)濟(jì)、社會效益的影響進(jìn)行分析滅火系統(tǒng)。在建設(shè)綜合管廊時，切實(shí)作好消防設(shè)計(jì)，確保綜合管廊的安全運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫磊，劉澄波.綜合管廊的消防滅火系統(tǒng)比較與分析.地下空間與工程學(xué)報，2009(3)：616.

[2]程潔群.綜合管廊消防設(shè)計(jì)探討.武警學(xué)院學(xué)報，2014(8):54.

尺寸及布置位置，有效的提高輸水管線的穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合表1中國內(nèi)其他輸水工程的案例，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，確定管道中心間距3 m，管道凈距1.35 m。

3泄水井的閥門設(shè)置

長距離輸水管線高點(diǎn)設(shè)置排氣閥門，低點(diǎn)設(shè)置泄水井。泄水井由閥門井(干井)和排泥濕井組成，排泥濕井連接市政雨水管網(wǎng)，排除水管中的沉淀物以及檢修時放空水管內(nèi)的存水。

工程中常見的閥門井設(shè)置方式如圖1所示，由于泄水井運(yùn)行次數(shù)較少，閥門一般在事故工況下或者排除管內(nèi)泥沙時進(jìn)行開啟，一旦該閥門無法正常啟閉，將造成檢修困難。同時，在不關(guān)閉連通閥的情況下無法更換閥門。

結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況，本項(xiàng)目提出優(yōu)化后的方案，即如圖2所示的雙閥門方案，閥門井內(nèi)設(shè)置兩個蝶閥，通過雙法蘭限位伸縮接頭連接，其中1號蝶閥處于常開狀態(tài)，當(dāng)需要放空管道時，開啟2號閥門。當(dāng)2號閥門無法啟閉時，可以關(guān)閉1號閥門，對2號閥門進(jìn)行檢修或者更換。由于兩個蝶閥同時出故障的幾率較小，該方式可以有效的提高輸水保證率。同時，蝶閥占空間較小，啟閉操作方便，不會顯著的增大閥門井尺寸。

4連通閥井的設(shè)置

本工程原水管道平行敷設(shè)，管道之間設(shè)置連通閥，以提高輸水保證率。連通閥井的設(shè)置，在事故檢修時能按照要求的流量和末端水壓供水。研究表明，連通閥的位置與閥門之間的距離對于工程的安全和可靠運(yùn)行意義重大。

海榆東線原水管沿線穿越高鐵、河流、高速公路以及公路主干道，在建筑密集區(qū)域，由于不具備明開槽施工條件，采用頂管方式。在上述路段處設(shè)置檢修閥井，用以提高輸水安全性。單排管線設(shè)置檢修閥井14座，雙排管之間有4處連通閥井，連通閥井結(jié)合檢修

閥井進(jìn)行布置，針對明開段和頂管段分別提出如下布置方案。

圖3為連通閥井在明開段的布置方式，井位布置結(jié)合綠化帶樹坑位置，由于管道凈距為1.35 m，通過錯開布置閥門能保持管道順直，避免彎頭的增加，盡可能的降低水頭損失。連通閥門采用雙偏心軟密封帶伸縮蝶閥，有效的減小閥門安裝所需要的空間，同時保證閥門具有一定的調(diào)節(jié)余地。

圖4為頂管段連通閥門的布置方式，充分利用頂管的基坑，采用“井中井”的施作方式，將閥門井及連通閥門設(shè)置在大井內(nèi)，大井內(nèi)設(shè)置梁柱，上部僅體現(xiàn)閥門井檢修口，井下部互通，有較大的檢修和通行空間。

5結(jié)論及建議

1)影響輸水管線安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素主要是水錘防護(hù)措施；2)管道采用雙排布置時，在保證輸水管道穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，管道凈距應(yīng)滿足施工及檢修空間需求；3)泄水井的雙閥門設(shè)置方案便于閥門檢修和更換，同時能提高輸水保證率；4)連通閥門的設(shè)置是提高輸水保證率的重要措施，閥門布置應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有空間并降低水頭損失。

[1]姚青云,李志敏.事故停泵水錘對壓力管道的影響.排灌機(jī)械,2006,24(6):45-47.

[2]張安,胡文君,馬紅，等.廣深支干線交叉穿越東深供水管道的安全措施.石油工程建設(shè),2013,39(6):33-35.

[3]李光和.底拖法施工在湛江市鑒江供水樞紐工程.城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(32)：33-34.

[4]王波.長距離輸水管線中聯(lián)絡(luò)閥位置的確定.中國給水排水,2003,19(6):89-90.

On optimal design for long-distance water-supply pipelines

Wang Yanxiang1He Qin2Yan Bingkui1

(1.TianjinMunicipalEngineeringDesignInstitute,Tianjin300051,China;2.CollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalConstruction,ChongqingUniversity,Chongqing400000,China)

Abstract: Taking the reconstruction projects of the former water-supply pipeline of Haiyu East Route as an example, the paper illustrates the optimal design scheme for the long-distance water-supply pipeline from the net distance of pipelines, allocation of drainage well valves and communication valve well, so as to enhance the safe stability of the water-supply pipelines.

Key words: water-supply pipeline, drainage well, communication valve well, water hammer

The fire extinguishing system design and analysis on comprehensive pipe rack

Dou RongzhouHuang JunYan Bingkui

(TianjinMunicipalEngineeringDesignInstitute,Tianjin300051,China)

Key words:comprehensive pipe rack, fire extinguishing system, superfine powder extinguishing system

Abstract:Through the investigation the operation and completed comprehensive pipe rack working state and its internal pipeline types, this paper analyzed the causes and characteristics of comprehensive pipe rack internal fire, introduced the common design practice of comprehensive pipe rack fire extinguishing system, and based on engineering examples, elaborated the design methods of superfine powder extinguishing system, to ensure the safety operation of comprehensive pipe rack.

文章編號：1009-6825(2016)14-0122-02

收稿日期：2016-03-05

作者簡介：王彥祥(1988- )，男，助理工程師；何琴(1988- )，女，在讀博士；顏炳魁(1981- )，男，高級工程師

中圖分類號：TU990.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A