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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 长距离输水管道设计中应留意的重要问题摘要 长距离管道输水是解决水源分布不均衡的有效措施之一；目前,长距离输水管道设计中存在着诸多问题；在保证安全性的前提下,应进行合理选材、管路设计、管道防腐、沟槽支护、等,同时要 符合经济性的要求； 本文就长距离输水管道设计中应留意的问题进行 了争论；关键字 长距离输水管道管路设计优化一、 输水管道系统设计 区域供水是一个系统工程,在满意主要供水目标 100%供水量的同时,需要对途径的水源匮乏地区进行给水分流,确保供水效率的最大化；现代长距离输水管道多采纳双管供水,在其中一条管道显现故障时,另一条管道作为备用,
2、以满意 二、 输水方式挑选70%以上供水量的要求；综合考虑当地的自然环境和社会经济条件,在保证水质和水量的 前提下,挑选合理的长距离输水方式；早些年的输水工程,大多利用 自然地势,采纳明渠槽开挖的形式；随着全球气候的变化,生活 污水和工业污水对环境的污染日益严峻,明渠槽以及自然河道输 水不仅不能保证给水量,同时在输送途中也易受环境的污染；因此,现代输水工程多采纳长距离封闭式的专用管道输水模式；输水方式分 重力流和压力流两种, 在地势条件答应的情形下, 应充分利用自然水 头,尽可能采纳能耗更低、更经济的重力流输水模式；对于不得不采 取压力流的情形, 应进行管道水锤防护设计, 确保管道不会因内部压
3、名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力骤变而损坏；三、管线挑选 输水管道担负着将源水送往城市的输水任务,管线长,投资大,因此,在挑选管线时应依据以下原就确定：1、是应尽量做到线路短、起伏小、土石方工程量少、造价经济、少占农田或不占农田；2、是管线走向的位置应符合城市规划要求,并尽可能沿现有道 路或规划道路敷设,以利施工和爱护；3、是尽可能地削减拆迁；4、是应尽量防止穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区；5、是管线应充分利用水位高差,当条件许可时优先考虑重力流 输水；6、是管线应考虑近远期结合和分期实施的可能；四、管
4、道材料的挑选及爱护长距离输水工程大口径管道的管材有钢管、球墨铸铁管、 预应力钢筋砼管 PCP和预应力钢筒砼管 PCCP、玻璃钢管等,下面就这几种管 材分别论述：1、钢管 钢管应用历史较长,范畴较广,它的强度高,管材和管件易加工,管厂建设周期短,特别地段如顶管、过河段 一般都采纳钢管,但钢管的刚度小,易变形,衬里及外防腐要求严,必要时需作阴极爱护,施工过程中组合焊接工作量大,与水泥压力管相比,造价较高；大口名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 径钢管有两种成形工艺, 即直缝焊管与螺旋焊管； 螺旋焊接钢管采纳卷板,利用螺旋管
5、焊接生产线一次成型,但螺旋焊接钢管的焊缝较直缝焊接钢管的焊缝长,这就意味着薄弱环节多,牢靠性差,因此输水 管道常采纳直缝焊接钢管；2、球墨铸铁管 离心球墨铸铁管由于性能优异,具有优良的抗击外部荷载才能、能满意各种地质情形要求；球墨铸铁管可承担内水压力超过 20Mpa 以上,它比非金属管材强； 球墨铸铁管内衬为水泥砂浆,管内输水符 合卫生要求；安装、运输便利快捷,能够满意施工工期的要求；防腐性能优异,使用寿命长,球墨铸铁管通常有50100年的使用寿命,比化学管材及钢管使用寿命长；修理费用低,输水才能强,越来越广泛用于城镇供水行业及城镇燃气行业,离心球墨铸铁管作为一个比较成熟的产品,从制造、设计、
6、施工安装应用等均已形成了系列的国家、国际标准,是输水、输气的首选管材；但大口径管道铸造难度大,造 价略高,管道制造周期长,并且大口径球墨铸铁管管壁簿,承、插口 端简单变形,影响管道敷设；3、预应力钢筋混凝土管 PCP 预应力钢筋混凝土管按生产工艺分为：一阶段管和三阶段管；1一阶段管 一阶段管的制管过程是先把作为环向预应力钢丝的钢筋骨架放到 装配好的管模中, 布置上纵向钢筋, 用电热法或机械法使纵向钢筋获 得预应力,然后浇注砼,此后向特制的橡胶内膜中注水升压,使胶模名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 膨胀,砼、外模和钢筋
7、一道膨胀变形,把砼中水份排挤掉；环向钢筋获得了预应力, 并立刻进行蒸汽养护, 待砼凝固后将内模中的水压泄放,脱外模即成产品；目前国内生产的最大口径达2m,这种管材的特点是强度及抗渗性较好,管壁较薄,但外模合缝处简单漏浆,修补 率高,承口要磨削加工；2三阶段管 三阶段管是指一根管材分三个阶段制成,先做成一个带纵向预应 力的砼管芯,管芯外缠环向预应力钢丝,然后作水泥沙浆爱护层；此 种工艺建厂费用低,宣于流淌性生产,唯抗渗性能差,修补率高,管 体笨重；4、预应力钢筒混凝土管 PCCP 预应力钢筒砼管是在带钢筒薄钢筒的厚度约 15ram左右的砼管芯上,缠绕一层或二层环向预应力钢丝,并作水泥砂桨爱护层而
8、制成的管子； 预应力钢筒砼管的特点是： 由于管芯中嵌入了一层薄擘钢筒具有较好的抗渗性； 由于承插端的工作面是定型钢制口环,几何尺寸误差小,承插工作面间隙仅l2mm,O型胶圈占满凹型槽内,密封性能良好,在内水压力下,胶圈无法冲脱,往往滴水不漏,从而改善了一阶段、 三阶段管胶圈安装不到位就简单冲脱、承插口简单滴水的问题；此类管材承内水压力高、埋土深度大：此类管材的管件配套齐 全、简便、牢靠；但是该管重量大,运输、施工和修理治理不便,由 于是半柔性管,对管道基础要求较高；5、玻璃钢管名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 玻璃钢
9、管是指玻纤维增强树脂塑料管；玻璃钢管的特点是强度较 高,重量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑阻力小,在相同流量条件下 比其它管材管道水头缺失小、节约能耗；管道接口为承插式,并设置 胶圈,安装便利：玻璃钢管与其它塑料管一样, 均存在应变腐蚀问题：玻璃钢管刚度小,管道基础要求较严,必要时需作砂垫层,但它重量 轻,抗腐蚀,安装简单；玻璃钢管破裂修理,通常采纳树脂粘补,它 必需在干燥的环境下作业, 这正是供水管道难以具备的条件；管材始 终存在废旧料的再生回收、 燃烧处置的问题, 热塑性塑料管及热固性 塑料管的最终燃烧处置大多数对环境造成不同程度的危害；五、水锤的防护技术与安全措施 长距离输水采纳压力流输水
10、时,在泵站系统为防止水锤的危害,一般采纳调压井,水锤排除器、液控蝶阀、缓闭止回阀、旁通管泄压 等形式；水在输水管道中运行时,实际上是水气两相流；因此在长距 离输水管道设计时, 应依据输水管道的纵向布置, 分析争论运算可能显现的不同工况下水的流淌状态,挑选合适的位置 一般在驼峰处 布置肯定数量的排气阀,在管线的水平段,排气的问题更突出,因此在设计时一般人为地把管线布置成一个高点,设置排气阀, 而且水平距段依据体会一般在 600m 1000m 设置一处；长距离输水工程在 工艺设计时,采纳安全、合理、经济的水锤防护措施,成效较好,但 不能做到全部去除,因此在管道的结构设计中也对此问题有所考虑；我国的
11、给水排水管道结构设计标准 报批稿 中已明确,管道的设计名师归纳总结 内压力为管道工作压力的1.4 1. 5 倍主要解决管道的试压与管道第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 产生的残余水锤的危害,保证输水工程的安全；六、管道基础处理及沟槽支护1、管道基础处理 污泥土质在管底以下 lm内时,应全部清除污泥土质并换填好粘土或粉土,换填至管底高程,分层夯实,密实度系数不小于 09；当管底地基在 lm4m范畴内的污泥土层时, 应满槽施工打入直径为100mm的松木桩,间距为 300mm呈梅花形布置；再在松木桩上顶 换填碎块石 块径小于 300mm
12、,厚度为 400mm；然后在碎块石顶面换填200mm厚的石粉渣；当管底地基为大于 4m以上范畴的污泥土层时, 可采纳水泥搅拌桩 方式；桩径 D=550mm,间距为纵向 12m,横向1m,共4排；桩顶为管道中心,桩底为穿过污泥土层、至下一土层 2m以上；当管道遇到大面积水塘,可采纳钢筋混凝土支架跨过管道结构方式；钢筋混凝土支架可采纳钻孔灌浇桩形式；假如场地条件答应可采用预应力钢筋混；疑土预制管桩的形式,施工快且节约工程费用；2、沟槽支护 全部管道基槽开挖时, 必需做好施工降水, 做好基槽坑边的支护,基坑边不能堆舍弃土, 不能有重型及大型机械设备,以免增大对基坑 支护的侧压力； 由于南方地区地下水
13、位较高, 特别地段的沟槽支护方 式常采纳拉森钢板桩支护, 这种支护方式既可以起到挡土作用,从而 削减开槽断面,也可以起到止水作用,便于施工,但费用较高；七、穿越障碍物名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、管道穿越河流 管道在穿越河道时多采纳沉管旌工方式,该方式具有施工速度 快、投资省的优点,但修理困难,需要水下作业；做过河管设计时需 要留意以下几点：需要托付航道部门进行水下测量,并请航道部门提出河道的规划 断面及技术要求；一般过河管管顶高程在规划河底高程以下 m,并且 管道在河底的直线段应满意河道的规划断面宽度要求；
14、过河管沉管施工时,两侧斜管段上口应高出河流的常水位,待管道沉到设计高程后,局部进行抛石固定, 然后去除管道上吊耳等突出物,以免船只抛锚时刮到,然后沉管段沟槽内需回填碎石至现况河底,两侧河岸管道视水位及设计高程关系, 确定是否需要采纳围堰施工； 管道穿堤部分需根据水利部门要求设钢筋混凝土包封,并且每隔 3米设止水环 1个；管道施工完需要按航道部门要求设置标志,沉管上下游河岸都需进行衬 砌；2、管道穿越道路 管道穿越主要道路时一般采纳顶管施工方式,一般道路采纳开槽 施工；参考文献 : 1 武自强,栗志刚 .长距离输水管道设计方案 洪,2022年07期：75-76；2J；3J；职业技术 2022年J；城市道桥与防名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页