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【摘 要】 本文主要就长距离输水管道设计中的要点问题进行了详细的分析与研究。目前，长距离输水管道设计中存在着诸多问题。文中从合理选材、管路设计、管道防腐、沟槽支护等进行阐述。本文在此提出了自己的观点和看法，可供参考。
【关键词】 长距离输水管道； 管路设计； 安全性； 经济性；
一、前言
近些年来，国家开始大力发展水利工程建设，这对于科学利用水资源起到了关键性的作用。水利工程作用的实现，主要是发挥不同水工建筑物功能，并且依赖水工建筑，这样才能将水资源按照预定的方案进行调控。输水渠道是水利系统的重要设施之一，因多方面条件的影响，实际输水作业环节的耗损率较大，影响了水调度作业的效率。
二、长距离输水管道设计基本方案布置中的问题分析
取水点位于 KS 河上游 100 m 处，高程 1227.50 m，水泵直接抽取由 KS 水电站下泄的河水。输水管道沿 NLK 渠道左岸坡脚地表布设，管线位于渠道伴行公路和坡脚线之间，在 NLK 渠道桩号 16+529.19 m 处，向北沿山坡地表布设，直至工业园区煤电一体化供水用水点水池（1320.00 m），输水管道长 22.00 km，泵站扬程 152.00 m。
1、取水泵站。KS 河最低引水位为 1230.73 m；正常蓄水位为 1233.90 m；设计洪水位为 1236.30 m。泵站布置在 KS 河上游左岸临河布置，泵房混凝土结构高度高于洪水位 2.70 m。
2、输水管道
（1）管材选择。长距离输水管道首先要考虑投资的收益率，受复杂地形的限制并且需要满足各种运行工况。这就要求选择的管材有较高的可靠性和较好的经济性，根据国内外很多工程的了解对比，最近一段时期长距离输水管道工程采用较多的管道有钢管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、夹砂玻璃钢管等非金属管材。
钢管：糙率一般为0.011-0.014。优点：管道衔接型式较多可采用承插、法兰、焊接；可在复杂地形、高内压及不同管材连接处使用；抗内外压能力较强；有较可靠的供水能力。缺点：需要进行防腐处理；使用年限较短一般为25年；并且价格较高。
预应力钢筋混凝土管：管道单节长度一般为5-6m，糙率一般为0.0115-0.0125。优点：管道接头密封采用承插口，双胶圈，抗渗好；一般不需要防腐；抗内外压较好；使用年限较长大于50年；有较可靠的供水能力。缺点：管道接头密封处容易脱落；管件与接口处容易生锈；多在管径大于1.2m时使用，口径小于DN1200mm时价格相对较高。
球墨铸铁管：管道单节长度一般为6-8.15m，糙率一般为0.011。优点：管道采用柔性接口抗沉陷能力较强；接头密封采用承插口，单胶圈，抗渗好；抗内外压较好；防腐比较简单；使用年限一般为30-40年；有较可靠的供水能力。缺点：多在管径小于1.2m时使用，口径大于DN1200mm时价格相对较高。
夹砂玻璃钢管：管道单节长度一般为6-12m，糙率一般为0.009。优点：管道密封分柔性、刚性接头，抗渗性较好；糙率系数较小；防腐能力较强；比较环保满足各种水质要求；使用年限较长一般为50年；管径较小且压力不大时，有价格优势。缺点：抗内外压能力都一般；对管道基础及两侧回填土要求都比较高；管材比较脆弱。
（2）输水管道工程布置。本方案为加压输水方案，输水管道总长 22.00 km。采用沟槽埋设沿地表布设双管，管间距 1.40 m，采用 DN400 浸塑钢管。根据气象资料本地区冻土深度 0.86 m，管顶覆土深度按 1.00 m 控制。外荷载标准为上覆土厚度 2.00 m 等级。
（3）管沟回填技术要求。膨胀土段、膨胀岩段和失陷性黄土段管沟回填技术要求如下：
沟回填料，共分三层。第一层（管道安装前完成）：管沟底部，先铺设 300 mm 厚的砂砾料垫层，最大粒径 <25 mm，砂砾石压实相对密度 Dr≥0.85；第二层：管底至管顶 0.30 m 范围内，砂砾石压实相对密度 Dr≥0.85；第三层：管顶 300 mm 线以上至原地面范围，采用开挖料回填，压实相对密度 Dr≥0.7。
（4）管线附属建筑物设计
进气阀：结合本方案管线特点，单线共设 44 座进排气阀井，并在进排气阀底部布设 44 个进排气检修阀。
检修阀：结合本方案特点，在泵站出口、管线中部及管线尾部处，布设 3 座节制检修阀井，两个为 dN100、PN1.6MPa，一个为 dN100、PN1.0MPa。
镇墩：为保证管身在外荷载作用下稳定，管道的转弯处和坡度转变处设镇墩。单线设 112座镇墩。镇墩长 1.50 m，宽 1.20 m，高 1.20 m，为 C20、F200 钢筋混凝土结构。镇墩基础面及镇墩四周涂刷 4 mm 厚的沥青，防止回填土对混凝土的腐蚀。
（5）管道连接件及其他。玻璃钢管道在实际使用当中需要与各类管道、阀门、钢制件、水池等进行连接，各种连接件如法兰、弯头、大小头等均可以采用玻璃钢手工糊制生产，也可采用钢制件。根据类似工程调查情况结合管道维修、运行等，确定管道与阀井的连接件全部采用钢制件。
三、长距离输水管道设计要点问题分析
1、做好外业踏勘，全面掌握地貌、地质、地物特征和各种设施情况对输水管线走向和布置位置要反复踏勘。选择地形起伏小、地质条件较好、穿越各种地物和设施较少，路径较短的线 路作为最佳设计方案。要摸清地面和地下设施情况，与有关部门联系沟通，掌握已做出的规划情况 ，协商做出管道布置意见，避免盲目规划布线，造成实施困难。
2、充分做好规划设计方案比选和论证，做出科学、合理的规划设计方案在反复认真做好外业工作基础上。对输水管路走向、平面布置位置、管床开挖断面尺寸控制、细部结构设计、管道连接件、管道垫层、管道回填等项目做出科学合理的设计，经审查后确定宏观的管道规划设计方案。对局部性的规划设计调整和变更可转入实施阶段进行修改和完善。
3、在实施阶段，结合实际情况进行设计调整和变更。不断优化设计设计调整和变更的主要项目是管道转折角度控制、平面和竖向位置调整、明管和埋管接合调整、管道细部结构调整变更、管道连接件数量和类型變更等。对采用球墨铸铁管材料安装的管道转折角度调整，因厂家生产的多数是定型角度的弯管接头，并且对于DN800管道用胶圈承插连接允许有2度以内范围的偏离角度调整；对于6m管道调整2度时，其末端即可偏离 21cm的距离。
因此，结合施工现场管线位置进行相应的调整变更，可把大角度化为小角度，把规范定型的小角度化为2度以内的更小角度 ，即把大角度折线变为小角度折线连接的弧线。但对于把 90度变为 45度、22.5度或11.25度时，要多用小角度弯管接头，弯管接头的造价比较高，与一支6m长的直管相当，这就要从技术和经济方面作比选，选择合适的角度进行安装。
四、结束语
综上所述，本文主要分析了长距离输水管道设计中的要点问题，长距离输水管道的建设较好地适应了工程的地形特点和复杂的地质条件，既圆满解决了排洪与交通的问题，又利于工程的运行管理，有利于满足高地震区建筑物的抗震安全，既保证了本工程的输水功能，又方便施工、缩短工期、减少了工程投资。
参考文献：
[1] GB（50013-2006）.室外给水设计规范[S].
[2] 林德刚.水利工程中输水渠道应用现状的调查分析[J].广东水 利科技，2010，40（16）：21-23
[3]刘静.水电站输水系统节能控制的有效对策[J].武汉科技大学 学报，2011，33（15）：59-61
【关键词】 长距离输水管道； 管路设计； 安全性； 经济性；
一、前言
近些年来，国家开始大力发展水利工程建设，这对于科学利用水资源起到了关键性的作用。水利工程作用的实现，主要是发挥不同水工建筑物功能，并且依赖水工建筑，这样才能将水资源按照预定的方案进行调控。输水渠道是水利系统的重要设施之一，因多方面条件的影响，实际输水作业环节的耗损率较大，影响了水调度作业的效率。
二、长距离输水管道设计基本方案布置中的问题分析
取水点位于 KS 河上游 100 m 处，高程 1227.50 m，水泵直接抽取由 KS 水电站下泄的河水。输水管道沿 NLK 渠道左岸坡脚地表布设，管线位于渠道伴行公路和坡脚线之间，在 NLK 渠道桩号 16+529.19 m 处，向北沿山坡地表布设，直至工业园区煤电一体化供水用水点水池（1320.00 m），输水管道长 22.00 km，泵站扬程 152.00 m。
1、取水泵站。KS 河最低引水位为 1230.73 m；正常蓄水位为 1233.90 m；设计洪水位为 1236.30 m。泵站布置在 KS 河上游左岸临河布置，泵房混凝土结构高度高于洪水位 2.70 m。
2、输水管道
（1）管材选择。长距离输水管道首先要考虑投资的收益率，受复杂地形的限制并且需要满足各种运行工况。这就要求选择的管材有较高的可靠性和较好的经济性，根据国内外很多工程的了解对比，最近一段时期长距离输水管道工程采用较多的管道有钢管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、夹砂玻璃钢管等非金属管材。
钢管：糙率一般为0.011-0.014。优点：管道衔接型式较多可采用承插、法兰、焊接；可在复杂地形、高内压及不同管材连接处使用；抗内外压能力较强；有较可靠的供水能力。缺点：需要进行防腐处理；使用年限较短一般为25年；并且价格较高。
预应力钢筋混凝土管：管道单节长度一般为5-6m，糙率一般为0.0115-0.0125。优点：管道接头密封采用承插口，双胶圈，抗渗好；一般不需要防腐；抗内外压较好；使用年限较长大于50年；有较可靠的供水能力。缺点：管道接头密封处容易脱落；管件与接口处容易生锈；多在管径大于1.2m时使用，口径小于DN1200mm时价格相对较高。
球墨铸铁管：管道单节长度一般为6-8.15m，糙率一般为0.011。优点：管道采用柔性接口抗沉陷能力较强；接头密封采用承插口，单胶圈，抗渗好；抗内外压较好；防腐比较简单；使用年限一般为30-40年；有较可靠的供水能力。缺点：多在管径小于1.2m时使用，口径大于DN1200mm时价格相对较高。
夹砂玻璃钢管：管道单节长度一般为6-12m，糙率一般为0.009。优点：管道密封分柔性、刚性接头，抗渗性较好；糙率系数较小；防腐能力较强；比较环保满足各种水质要求；使用年限较长一般为50年；管径较小且压力不大时，有价格优势。缺点：抗内外压能力都一般；对管道基础及两侧回填土要求都比较高；管材比较脆弱。
（2）输水管道工程布置。本方案为加压输水方案，输水管道总长 22.00 km。采用沟槽埋设沿地表布设双管，管间距 1.40 m，采用 DN400 浸塑钢管。根据气象资料本地区冻土深度 0.86 m，管顶覆土深度按 1.00 m 控制。外荷载标准为上覆土厚度 2.00 m 等级。
（3）管沟回填技术要求。膨胀土段、膨胀岩段和失陷性黄土段管沟回填技术要求如下：
沟回填料，共分三层。第一层（管道安装前完成）：管沟底部，先铺设 300 mm 厚的砂砾料垫层，最大粒径 <25 mm，砂砾石压实相对密度 Dr≥0.85；第二层：管底至管顶 0.30 m 范围内，砂砾石压实相对密度 Dr≥0.85；第三层：管顶 300 mm 线以上至原地面范围，采用开挖料回填，压实相对密度 Dr≥0.7。
（4）管线附属建筑物设计
进气阀：结合本方案管线特点，单线共设 44 座进排气阀井，并在进排气阀底部布设 44 个进排气检修阀。
检修阀：结合本方案特点，在泵站出口、管线中部及管线尾部处，布设 3 座节制检修阀井，两个为 dN100、PN1.6MPa，一个为 dN100、PN1.0MPa。
镇墩：为保证管身在外荷载作用下稳定，管道的转弯处和坡度转变处设镇墩。单线设 112座镇墩。镇墩长 1.50 m，宽 1.20 m，高 1.20 m，为 C20、F200 钢筋混凝土结构。镇墩基础面及镇墩四周涂刷 4 mm 厚的沥青，防止回填土对混凝土的腐蚀。
（5）管道连接件及其他。玻璃钢管道在实际使用当中需要与各类管道、阀门、钢制件、水池等进行连接，各种连接件如法兰、弯头、大小头等均可以采用玻璃钢手工糊制生产，也可采用钢制件。根据类似工程调查情况结合管道维修、运行等，确定管道与阀井的连接件全部采用钢制件。
三、长距离输水管道设计要点问题分析
1、做好外业踏勘，全面掌握地貌、地质、地物特征和各种设施情况对输水管线走向和布置位置要反复踏勘。选择地形起伏小、地质条件较好、穿越各种地物和设施较少，路径较短的线 路作为最佳设计方案。要摸清地面和地下设施情况，与有关部门联系沟通，掌握已做出的规划情况 ，协商做出管道布置意见，避免盲目规划布线，造成实施困难。
2、充分做好规划设计方案比选和论证，做出科学、合理的规划设计方案在反复认真做好外业工作基础上。对输水管路走向、平面布置位置、管床开挖断面尺寸控制、细部结构设计、管道连接件、管道垫层、管道回填等项目做出科学合理的设计，经审查后确定宏观的管道规划设计方案。对局部性的规划设计调整和变更可转入实施阶段进行修改和完善。
3、在实施阶段，结合实际情况进行设计调整和变更。不断优化设计设计调整和变更的主要项目是管道转折角度控制、平面和竖向位置调整、明管和埋管接合调整、管道细部结构调整变更、管道连接件数量和类型變更等。对采用球墨铸铁管材料安装的管道转折角度调整，因厂家生产的多数是定型角度的弯管接头，并且对于DN800管道用胶圈承插连接允许有2度以内范围的偏离角度调整；对于6m管道调整2度时，其末端即可偏离 21cm的距离。
因此，结合施工现场管线位置进行相应的调整变更，可把大角度化为小角度，把规范定型的小角度化为2度以内的更小角度 ，即把大角度折线变为小角度折线连接的弧线。但对于把 90度变为 45度、22.5度或11.25度时，要多用小角度弯管接头，弯管接头的造价比较高，与一支6m长的直管相当，这就要从技术和经济方面作比选，选择合适的角度进行安装。
四、结束语
综上所述，本文主要分析了长距离输水管道设计中的要点问题，长距离输水管道的建设较好地适应了工程的地形特点和复杂的地质条件，既圆满解决了排洪与交通的问题，又利于工程的运行管理，有利于满足高地震区建筑物的抗震安全，既保证了本工程的输水功能，又方便施工、缩短工期、减少了工程投资。
参考文献：
[1] GB（50013-2006）.室外给水设计规范[S].
[2] 林德刚.水利工程中输水渠道应用现状的调查分析[J].广东水 利科技，2010，40（16）：21-23
[3]刘静.水电站输水系统节能控制的有效对策[J].武汉科技大学 学报，2011，33（15）：59-61