浅谈某市输水管道工程设计

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浅谈某市输水管道工程设计
作者:陈邦伟
来源:《城市建设理论研究》2013年第07期
摘要:通过某市城市输水管道设计,结合多年设计经验,指出输水管道设计中应注意问题、难点及如何根据现场情况合理选用施工方案。

关键词:输水管道道;设计
Abstract: Through the design of city water pipelines, combined with years of design experience, pointed out that the pipeline design should pay attention to problems, difficulties and how to according to the conditions of reasonable selection of construction scheme.
Key words: water pipeline; design
中图分类号:TE832文献标识码:A文章编号:
引言
随着城市建设的发展,人民生活水平的不断提高,城市供水大幅提升,给水管网需进行大量的扩建、改造。

要想把该项工作做好,工程设计至关重要。

结合多年从事市政给水管道设计的工程经验,谈谈输水管管位的确定、管材的选用、管道附属设施的设置及施工工艺的选用等设计心得。

工程概况
该项目为某市某水厂至加压泵房的专用输水管道工程,路线总长10.8km。

加压泵房近期规模为38万m3/d,远期规划规模60万m3/d。

本项目分为三个标段:I标输水管、II标输水管、III标输水管。

I标输水管为一条DN1800和一条DN2000的管道,DN1800管已建,本次设计只考虑
DN2000管道,管段总长为5300m。

本设计管道的近期设计流量为4.398m3/s (按加压泵房近期规模为38万m3/d时,单独使用DN2000考虑),远期设计流量为3.655m3/s (按加压泵房远期规划规模60万m3/d,DN2000和DN1800同时使用时,DN2000所分得流量考虑)。

II标输水管为一条DN1800和一条DN2000的管道,管段总长为3100m。

本设计管道的近期设计流量为4.398m3/s (按加压泵房近期规模为38万m3/d时,单独使用DN2000考虑),远期设计流量为3.655m3/s (按加压泵房远期规划规模60万m3/d,DN2000和DN1800同时使用时,DN2000所分得流量考虑)。

III标输水管为一条DN1800和一条DN2000的管道,管段总长为2400m。

本设计管道的近期设计流量为4.398m3/s (按加压泵房近期规模为38万m3/d时,单独使用DN2000考虑),远期设计流量为3.655m3/s (按加压泵房远期规划规模60万m3/d,DN2000和DN1800同时使用时,DN2000所分得流量考虑)。

工程设计
管道及附属构筑物布置
管道布置
本工程在道路北(东)侧人行道(绿化带)内敷设一条DN2000的输水管道,在道路南(西)侧人行道(绿化带)内敷设一条DN1800的输水管道,道路外另设配水管及消防用水管道,不在本次设计范围,因此本工程管道不引出配水管及消防用水管道。

管道附属设施布置:
管道附属设施是保证给水管道能否高效安全使用的重要一环,给水管道设计的优劣,不仅体现在管位的确定和管材的选用,还体现在管道附件设置的合理与否。

检修阀门
输水管的检修阀门间距根据事故抢修允许的排水时间确定,结合管道穿越河沟、公路桥等障碍物设置检修阀门井。

本工程综合考虑整段输水管道,设置3检修阀门。

阀门井位于路面上时,井面与道路地面标高平齐;位于绿化带内时,高于绿化带0.15米。

本工程阀门井有两种:开挖段阀门井和顶管段阀门井,开挖段阀门井为新建,顶管段阀门井利用顶管工作井(接收井)进行改造设计。

排气阀
由于溶于水中气体的释放,管道中拱起部分易积聚空气形成气囊,造成气阻,使管道过水断面减少,水头损失增大,当管网水压突然变化,还会形成水锤,容易造成爆管现象。

根据线路布置及工程需要,为保证管道正常运行,在管线纵断每个起伏变化的最高处,变坡以及其它可能产生负压的部位或平直段每隔1000米处设置排气阀。

本工程沿线布设排气阀12处。

排气阀井位于路面上时,井面与道路地面标高平齐;位于绿化带内时,高于绿化带0.15米。

本工程排气井有两种:开挖段排气井和顶管段排气井,开挖段排气井为新建,顶管段排气井利用顶管工作井(接收井)进行改造设计。

泄水阀
为排除管道中的沉淀物或方便放空管道进行检修,在管线纵断面起伏低处、纵向同坡向,每0.5~1.0km左右均设置泄水阀,其管径按规程为干管的1/3,考虑到管线纵坡小,放水时间按6小时计算。

本工程沿线布设泄水阀8处。

本工程泄水阀设计引向管线北(东)侧,并分别设置泄水阀井和泄水井,泄水阀井内安装有手动闸阀,泄水井内设溢流管自流排水,溢流至附近雨水检查井或河涌,如无法靠重力排水时须使用泵抽。

倒流防止器
本工程为输水管道工程,因此不需设置倒流防止器。

管道支座
管道架管过河涌处设置管道支座,支座为混凝土,基础需根据现场情况设计。

管道竖向设计
给水管道的平面布置和竖向位置,应按照《城市工程管线综合规划规范》GB50289-98确定。

输配水管道布置,应减少管道与其他管道的交叉。

当竖向位置发生矛盾时,宜按下列规定处理:
压力管线让重力管线
可弯曲管线让不易弯曲管线
分支管线让干管线
小管径管线让大管径管线
给水管在上,废、污水管在其下部通过
本工程输水管管道开挖段埋深为3.6~4m,顶管段管道埋深为5.5~7.0m。

管道行进过程中遇现状管线,均从现状管线下穿过,纵向间距大于0.5m。

管材选用
表一常用市政给水管道特性表
本工程管材采用焊接钢管,管材设计考虑50年的使用寿命,管径为DN1800和DN2000,开挖段管道壁厚为16cm,顶管段管道壁厚为20mm,材质为Q235-B,工程安装钢管材料按《碳素结构钢》GB700-2006规定。

管道基础及接口
管道基础:
管道基础处理及开挖、回填应严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008执行。

管道地基承载力应不小于100Kpa,构筑物地基承载力应不小于150Kpa。

根据地质资料,本工程管道及构筑物地基均采用天然地基,施工时如果现状地质与设计图纸不符,管道基础处理及开挖支护方案应由业主、监理及施工单位三方协商决定。

管道连接:
钢管(SP):采用对接口双面焊接。

卷管的同一筒节上只有一道纵向焊缝,每条钢管上的环向焊缝的间距不能小于2米。

管道防腐
顶管用钢管外防腐采用高硬度耐磨防腐涂料厚度不小于300μm(油漆理论用量1.2kg/
m2),防腐层电火花检测仪3KV检测无击穿现象。

开挖段及外露管段采用环聚氧沥青涂料防腐,即底气-腻子-面漆-浸漆玻璃布-浸漆玻璃布-面漆,干膜厚度大于等于0.3mm;玻璃布采用中碱,无捻、无蜡玻璃纤维布,其经纬密度为12X12根/cm2。

内防腐为内衬水泥砂浆,要求现场制作。

水泥砂浆衬里技术要求按CECS10:89《埋地给水钢管水泥砂浆衬里技术标准》执行。