低压管道引水工程（张寅龙）论文

2、气象、水文

工作区地处欧亚大陆腹地，具有蒸发量大、降水少、温差大、湿度小的内陆干旱气候特征，年平均气温6.6℃，多年降水量为225.4mm，蒸发量为2667.7mm，无霜期160～170天，标准冻深1.50m。

区内的河流多年平均径流量12.79×108m3，其河道来水均系冰川、积雪、降雨混合补给，年际变化不大，但年内分配不均，每年的6～8月份为洪水期，其流量占全年流量的60～70%。河水水化学类型均为重碳酸盐型（HCO），水质良好。

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3、工程地质条件 3.1地形地貌

拟建管线在红山嘴以南（0+000--6+200）沿玛纳斯河西侧的二级阶地或河漫滩上通过，地形由南向北倾斜，海拔介于600-660m，地形坡降较大，管线左侧紧靠低山丘陵，地势狭窄。红山嘴以北（6+200--16+754段）为玛纳斯河冲红积倾斜平原区，地拔势开阔，地形平坦，海拔介于520-600m，沿线的地表岩性均为第四系上更新统一全系统冲洪积堆积物，沿线有砂砾石便道通过，交通较为便利。

3.2工作区地层岩性

本次设计地层岩性就是一般土层，没有特殊要求。

本次工程主要是，从高程为660m出引水到高程为603.5m的出水口，全长20km。修建该管道的目的在于从距离出水口9.8公里处引水，为缓解该地区工业、生活及生产用水为，改善其生态环境，美化该地区，相对于渠道工程而言，减少了蒸发量、渗漏，保证了水质，提高水的利用率。

第二部分 工程设计 一、管线布置方案选择 1、管道布置原则

输水管线的布置及选择：管线布置原则：应保证供水安全，施工方便，管线短，土石方小，造价低。

1）选择最短线路；

2）既要照顾村镇现状，又要考虑村、镇远景发展规划，近远结合，尽可能沿道路和河道布置；

3）力求少占农田，减少交叉建筑物；

4）尽量避开滑坡、塌方、岩石、沼泽及高地下水位、流沙、大孔隙土、河流淹没于冲刷等不利区域地段；

5）长距离输水，在隆起点与低凹处，一般应设排气阀和泄气阀；重力输水管道，在地面坡度较陡时，应在适当位置，设跌水井或减压等控制水压设施； 6）管埋深应在最大冻深以下。

1、方案一

管道布置主要是遵循以上原则，加之看具体地形，管道布置图在管道输水工程系统平面布置图上，主要是沿着河道布置，尽量避免了村庄、道路、农田和绿化带等地区，最重要的是不穿过河流，为施工提供了方便，整个地形图主要是从高到低的趋势，所以管道输水所需要的泵的扬程不需要多大。

2、方案二

拟建了穿过河流布置管道，缩短了管道距离，可以减少施工量和造价，也拟建了几条沿河道的管道，以下是对两种方案的比较，选取一种更好的。 两种方案比较，第一种方案虽然布置管道的线路长了，但主要是沿着河道布置，而且尽量避免了村庄、道路、农田和绿化带地区，没有其他麻烦的施工；而第二种方案是穿过河流，虽然管道线路减短了，但对施工要求提高了，同时也提高了造价，这是最重要的，而且第一种施工相对于第二种方案方便，综上所述，所以选择第一种方案。

二、管材、管径、流量的选择 1、管材的比较

输水管材料选用：

（1）管材选用工作可靠，要保证达到所需要的工作压力；对水质不致产生毒害污染的给水专用管材；

（2）价格低廉；

（3）使用年限长；

（4）内壁光滑，以减少水头损失； （5）安装施工容易。

在城镇调水工程中中，供水管道的管材品种较多，其工程特性及价格上均差异较。最常用的管材有塑料管、混凝土管、钢管、玻璃钢管(含夹砂玻璃钢管)等。

以下是各种管材的性能比较:

1、1 铸铁管

1.1.1按材质可分为灰口铸铁管和延性铸铁管，由于灰口铸铁管口径不大、材质不稳定，因此事故较多，在输水工程中基本不采用。延性铸铁管也称为球墨铸铁管，其强度比钢管大，延伸率也高出10%。另外，现有些厂家生产的球墨铸铁管没进行退火处理，称为铸铁球墨铸铁管，其材质的性能除延伸率低于球墨铸铁管外，其余性能指标均与球墨铁管相似，价格也低，应用也较多。

1.2钢管

1、钢管相比于其他传统管材，材质较轻、强度高、韧性好，可以承受较高内压，制造使用灵活，并且能适应复杂或恶劣的地质情况。

2、但钢管在使用过程中存在较大弊端，主要是内外防腐处理麻烦。首先外防腐的问题很关键，其外防腐质量的好坏直接影响其使用寿命。现在国内钢管的外防腐主要为：遮盖型做法，对于钢管均要求为加强型或特加强型外防腐，有部分地区推行阴极保护。对于遮盖型的外防腐办法一般为涂料如石油沥青、环氧煤沥青等，后者在低温时不易固化，而且在现场焊口施工时问题更多，原先曾用过这氯磺化聚乙烯，由于溶剂大多，易生针孔，抗击穿不合格，部分地区明确不再使用。对于阴极保护其防腐效果比较好，但是由于采用牺牲阳极的办法，在日后运行中必须定期更换阳极，增高了运行费用和工作。再说

内壁处理问题，一般采用的方法有三种：防腐涂料、树脂砂浆、水泥砂浆。三种办法都存在两个问题：第一是防腐层与钢管的粘结强度问题，水泥砂浆前面已经说过。对于防腐涂料和树脂砂浆两种方法都要求钢管内表面完全除锈才能施工，但这点很难做到完好。因此锈点部分就造成了日后分层剥离的起源，形成腐蚀和结垢；第二是钢管绝大多数都是现场对焊施工，在焊完后进行防腐。只能是人工进行．质量不易控制、而且，对于直径较小的管，由于人员无法进去施工，就不再防腐了。也造成了日后焊缝破坏的隐患。根据几次钢管的爆管事故分析，主要是焊缝质量不高式焊缝腐蚀造成的。

3、整体造价较高。

4、水力性能差、能耗高。钢管的管内糙率系数在0.013-0.014

之间，这样对于同样输水量，同等管径的管线，其沿程阻力就高，需要增大泵的扬程，增大初期投资，同时运行费用因耗电量大，也大幅度增大。

5、管道存在对水锤作用承载能力差的缺陷。

通过对以上几种管材的经济技术、使用年限等方面比较，结合项目区的工程地质情况等因素，玻璃钢管无论从经济上、水力条件都占有优势，且施工安装方便，速度快，因此给水管采用PVC—U塑料管，管道公称压力为设计内水压力的 1.5倍，设计管道公称压力取0.6Mpa；接口为橡胶圈接口或胶粘接。在管网高点设置自动空气阀，低点设置泄水阀；在管网安装安全阀，以防水锤破坏。从经济实用及管材解决难易出发，全线除过道路及明渠、建筑物的地段采用保温管外，其余均采用PVC-U管材，根据运行管理最不利条件下，管内最大承压力0.6MPa。

1.3玻璃钢管

玻璃钢管具有较强的耐腐蚀性，能抵抗酸、碱盐等腐蚀性侵蚀。其寿命长达50年，安全可靠，管材自重小，强度高，运输安装方便。玻璃钢管可根据用户的各种要求，如流量、压力、埋深和外荷载等调整结构厚度、缠绕角度来调整管体的承载能力。以制成不同压力和刚