低压管道引水工程（张寅龙）论文

E-管壁材料的弹性模量，N／平方厘米；钢管时，E＝2.04x107N／平方米；D-供水管的直径，mm；

δ-供水管的管壁厚度，mm；

从式(2)中可以看出，当管道材料及所输送的介质确定以后，直接水锤的压力增值ΔP主要随着流速V0的增大而增大。因而适当降低流速即增大管径来降低水锤的危害。

12.3.2间接水锤压力增值ΔP＼ 间接水锤的压力增值可近似由(4)式进行计算 ΔP＼＝T／T s ΔP (4)

由于发生间接水锤时T s 〉 T，由式(4)可知，ΔP＼〈ΔP，即同样条件下间接水锤直接水锤的水锤压力峰值要小。从上式可以看出，T／T s的比值越小，间接水锤的压力增值ΔP＼越小，即阀门关闭时间越长，ΔP＼越小。但如果关闭时间太长容易引起压力管道中的水大量倒流。使水泵反转速度超过允许值，或者造成压力管道中的水柱被快速拉断，部分管段出现真空，甚至产生断流弥合水锤。在工程实际中，当管网直径大于800mm时，一般以T s ＝(1.3～1.5)T为宜。当管道直径较小、管道不长时，T s可以适当加大，T s可以是T的2-10倍，把实际水锤压力P限定在安全范围 2、防护措施 12.3.3采用恒压控制技术：

对水泵机组进行变频调速控制，对整个供水泵系统操作实行自动控制。供水管网压力随着工况的变化而不断变化，机泵工频运行时经常出现低压或超压现象，容易产生水锤，导致对管道和设备的破坏，采用PLC自动控制系统，通过对管网压力的检测，反馈控制水泵的开、停和转速调节，控制流量，进而使压力维持一定水平，可以通过控制微机设定机泵供水压力，保持恒压供水，避免了过大的压力波动，使产生水锤的概率减小。

12.3.4采用泄压保护技术：

气压罐：它利用气体体积与压力的特定定律工作。随着管路

中的压力变化气压罐向管道补水或吸收管路中的过高压力。

水锤消除器：该设备主要防止停泵水锤，一般安装在水泵出口管道附近，利用管道本身的压力为动力来实现低压自动动作，即当管道中的压力低于设定保护值时，排水口会自动打开放水泄压，以平衡局部管道的压力，防止水锤对设备和管道的冲击，消除器一般可分为机械式和液压式两种，机械式消除器动作后由人工恢复，液压式消除器可自动复位。

泄压保护阀：该设备安装在管道的任何位置，和水锤消除器工

作原理一样，只是设定的动作压力是高压，当管路中压力高于设定保护值时，排水口会自动打开泄压。

12.3.5采用控制流速技术：

在建筑给水设计中，为防止或减小管中水锤及水流噪声的发生，

管道流速宜采用规定范围中、下限值，DN≯40mm时，采用V＝0.6-1.0m／s，DN〉40mm时，采用V＝1.0-1.2m／s为宜。

采用水力控制阀，一种采用液压装置控制开关的阀门，一般安

装于水泵出口，该阀利用机泵出口与管网的压力差实现自动启闭，阀门上一般装有活塞缸或膜片室控制阀板启闭速度，通过缓闭来减小停泵水锤冲击，从而有效消除水锤。

采用快闭式止回阀，该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构，停泵时，阀板同时关闭，依靠快闭阀板支撑住回流水柱，使其没有冲击位移，从而避免产生停泵水锤。

在管路中各峰点安装可靠的排气阀：

对供水装置的泵房实施自动控制、变频恒压改造，并配套在机

泵出口安装水力控制阀(或快闭式止回阀)，在管网各主干管上安装水锤消除器和泄压阀，在各管道波峰点安装自动排气阀。

在管网系统安装中，采用柔性接口(铝接口、橡胶圈接口)采用

减振吊架、支架等来减小水锤对管网的破坏。在水泵进出水管上加设软接头，并对水泵基础进行防振处理等措施。

十三、管道穿越障碍物

输水管线在穿越铁路、公路和河谷时，必须采取一定的措施。

当输水管道穿越铁路、公路时，一般在路基下垂直穿越，施工方式有顶管法及大开挖施工；输水管道在穿越临时性铁路或一般公路或非主要路线，且水管埋设较深时可不设套管；如若穿越较重要的铁路或交通频繁的公路时输水管道穿越段需设置钢筋混凝土套管。套管直径根据施工方法而定，大开挖施工时，应比给水管直径大300毫米，如采用顶管法时应较给水管直径大600毫米；当输水管道穿越铁路、及交通频繁的公路时的两端应设置检查井；

当输水管道穿越河道时，可分为河底穿越和河面跨越两种情况。河底穿越的施工方法可采用围堰，河底开挖埋置；水下挖泥，拖运，沉管敷设；顶管等施工

方法。河面跨越可将管道敷设于车行（人行）桥梁上或设专用的管桥架设过河。

附属构筑物

输水管网敷设过程中的主要附属构筑物为分段和分区检修阀门井、排气阀井、泄水井、管道支墩。

（1）阀门井

输水管的检修阀门间距需根据事故抢修允许的排水时间确定。具体位置应结合地形起伏，穿越障碍及连通管位置等综合考虑而定。一般情况下根据以下经验值来确定：

（2）排气阀井、泄水井

排气阀的安装是为了保证输水管道在投产时或检修后通水时，管内空气可经此阀排出。平时用于排除从水中析出的气体，以免空气积在管中，减少过水断面和增加管线的水头损失，输水管道排气阀的设置位置一般在如下几处：

①、长的上升管线每隔1000米；

②、所有高点；

③、长的下降管线每隔1000米； ④、上升坡度下降点；

⑤、水平管线或水力坡度管线末端；

⑥、长的水平管线或长的水力坡度管线每隔1000米； ⑦、水力坡度管线相对高点。

泄水阀的安装是用以排除沉淀物以及检修时放空管内的存水，一般情况下是安装在输水管道的低处。 （3）管道支墩

当管内水流通过承插接头的弯头、丁子支管顶端、管堵顶端等处产生的外推力大于接口所能承受的拉力时，应设置支墩。支墩不应修筑在松土上；利用土体被动土压承受推力的水平支墩的后背必须为原状土，并保证支墩和土体紧密接触，如有空隙需用与支敦相同材料填实，水平支墩后背土壤的最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的3倍。