顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结（2） 8页

　　顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结（2）摘要：顶山供水管道工程是为解决北疆供水工程施工、运行而兴建的一项附属工程，设计流量384m3/h，最大日供水量9000m3/d。该工程的特点是水位差大，总可利用水头达143m，是一个可以充分利用地形实现122km管道重力输水的供水工程，输水干管总长达144km，水泵扬水部分占22km。本文简要介绍该管道工程设计遇到主要问题及解决对策关键词：玻璃钢管道长距离供水设计总结　2主要设计问题及解决方案　　本工程尽管供水量不大、管径不大，但作为长距离有压供水管道，其规模确定，断面布置，管材选择，水锤防护设计，附属设施设计，跨河建筑物设计，跨路保护等问题都应地形复杂、压力高、工程重要等而显得格外重要。　　2.1系统规模确定\n　　顶山供水工程主要是为解决施工用水而专门兴建的，后期作为绿化用水而继续使用，其设计应根据施工用水的不均衡性、用户特点而确定供水规模。根据施工总体规划布置，顶山至三个泉施工区域按均衡生产日最高用水量见表1。　　表1顶山至三个泉施工区域日最高用水量统计表　　序号　　项目　　桩号(km)　　长度(km)　　水量(m3/d)　　备注　　1　　顶山隧洞施工区　　0+150～15+340　　15.18　　960　　生活生产用水　　2　　渠道　　15+340～23+308　　7.97　　220　　生活生产用水　　3　　小洼槽倒虹吸　　23+308～28+509\n　　5.201　　480　　生活生产用水　　4　　渠道　　28+509～142+137　　113.628　　1540　　生活生产用水　　5　　大洼槽倒虹吸　　142+137～153+013　　10.876　　850　　生活生产用水　　6　　管理处　　142+137　　　　50　　生活用水　　7\n　　合计　　　　153.013　　4100　　　　考虑工程施工的特点，及年有效利用时间，小时用水不均匀系数(或时变化系数)，施工用水取K3=1.5，生活用水取K3=2.5；施工用水按每天二班工作制16h计算，生活用水按24h计算。则供水系统日最高用水量为Qdm=4100m3/d，系统的小时最高用水量∑qhm(m3/h)为系统内各用户高峰日的小时最高用水量之和，计算可得小时最高用水量为384m3/h。主干管网设计流量为系统小时最高用水量384m3/h。　　按8h供水计算、日供水3072m3/d，按12h供水计算、日供水4608m3/d，按16h供水计算、日供水6144m3/d，按24h供水计算、日供水9216m3/d，每日供水12h可以满足正常供水4100m3/d的要求，每日供水20h可以满足高峰期7500m3/d的要求，故系统主干管道流量设计是合适的。　　　　2.2系统方案确定\n　　采用大管径方案水头损失小，管道投资大，但可以减少扬水级数，降低泵站投资和系统的运行费用；采用小管径方案水头损失大，管道投资小，但需要增加扬水级数，增加泵站投资和系统的运行费用；经过技术经济比选最终选择管道二级扬水方案，该方案充分利用高位水池地形差，实现重力流输水部分长达122km，且投资最省。　　表2分级扬水方案特性表　　泵站指标　　单位　　一级扬水方案　　二级扬水方案　　三级扬水方案　　一级　　泵站　　站点桩号　　km　　0+000　　0+00　　0+000　　设计流量　　m3/h　　384　　384　　384　　扬程　　m　　95.153　　95.153\n　　126.519　　泵站功率　　kw　　90×2　　90×2　　110×2　　二级　　泵站　　站点桩号　　km　　　　129+000　　27+000　　设计流量　　m3/h　　　　109.644　　274.271　　扬程　　m　　　　63.094　　143.768\n　　泵站功率　　k　　　　　　86+000　　设计流量　　m3/h　　　　　　157.267　　扬程　　m　　　　　　120.522　　泵站功率　　k　　95.153　　158.247　　390.810　　泵站总功率\n　　km范围内属次管区回填。夯实自管道两侧同时开始，逐渐向管道靠近，压实度一般控制在90％～95％。管区回填材料的粒径、材料必须与管沟的自然土壤相协调，不能冲蚀管沟的自然土，也不允许迁移、流动到管沟的自然土中，流动到回填材料中，管侧支撑土壤的流失，将会造成管道挠度增加，不能满足长期运行的要求。布置管道断面需要因地制宜、选择正确的安装类型、充分利用当地材料。　　本工程地处严寒地区，冻土层最大冻深在1.9m左右，因此，整个管线段管道埋深按1.9+0.3＝2.2m控制；考虑到垫层施工及主管区回填的重要性，适当加大底宽，按底宽B=2×0.4+b＝1.2m设计；开挖边坡砂泥岩段1：0.3，流沙段1：1，填方外边坡1：1，管顶设带帽；根据玻璃钢管道的特性，采用15cm厚直径小于10mm的砂石垫层，流沙段采用30cm厚砂砾石垫层，充分利用开挖砂岩过筛后作为管底垫层材料；管底至管顶以上300mm区域为人工回填区域，管底至管道0.7DN为主管区，0.7DN至管顶300mm以下为次管区，均采用人工分层回填夯实，P>0.90，利用开挖砂岩，其他区域为机械回填区域。管道典型横断面如图1所示：　　　　图1供水管道典型横断面布置图