淺談改進節水灌溉輸水管道施工工藝的有效技術措施

代劉靜

（阜陽市潁州區三十里河電力排灌站，安徽 阜陽 236000）

1 概述

阜陽市潁州區位于安徽省西北部、淮北平原的南端，屬黃淮海平原的一部分，地理位置為東經 114°53′17″～116°37′30″，北緯32°23′34″～33°34′00″。全區國土面積 529 平方公里，轄13個鄉鎮、辦事處，總人口63.30萬人，其中農村人口42.32萬人，全年全區生產總值34.56億元，人均生產總值5459元，全年農業總產值56075萬元，其中農業產值27196萬元，2009年項目區國內生產總值2031.7萬元，其中農業產值1395.4萬元，工業總產值636.3萬元，農業人均純收入3337元。

項目區經濟以農業經濟為主，主要農作物有小麥、玉米、大豆等。

阜陽市潁州區屬淮北沖積平原，有沙潁河、汾泉河從境內流過，河流的水量受季節影響較大，夏季流量較大，冬季流量較小，地表水資源較為匱乏。

根據安徽省地質局和323地質隊及省地質局第一水文地質大隊提供的《阜陽市農田水文地質勘探報告》資料可知，潁州區地下水資源較為豐富，主要有全新統、上更新統和中更新統三個水層。這三個含水層水量相當豐富、穩定。按地下水的埋藏條件和水力特征，地下水可分為淺層水和中深層水，淺層地下水貯存于40m以上的全新統和上更新統地層中，主要接受大氣降水、農灌回歸水的垂向補給以及河流等地表水的垂向與側向補給，消耗于潛水蒸發及開采，水位埋深在1～3m，近年來隨著水資源開采量增加、水位埋深有所下降，最深達8m左右。導致淺水井供水量銳減，嚴重影響了農田灌溉與農業生產的發展。因此節水灌溉工程對發展潁州區農業經濟尤其重要，灌溉輸水管道施工工藝的改進勢在必行。

2 管道結構改進的思路

對普通的管道系統連接方式和連接部位進行重新制作，采取組裝式管件新結構。它涉及到地埋塑料管道的所有部件，以及地埋管道與地面移動管道連接的新結構，經過阜陽市潁州區西湖鎮節水灌溉示范工程實踐應用證明，施工效率提高一倍以上，施工費用減少三分之二，管材損耗減少3.5%，施工質量具有一次成功的把握，管道部分工程造價可降低8%～10%，其中連接管道下降到管道總價的15%～20%，平均降低6%～11%，取得了比較理想的效果。

輸水管道由管子與連接部件所組成。就后者而言，涉及到兩個問題：一是連接的方式問題，二是連接部件的結構問題。總結以往的工程實踐，大致有五個方面的弊端：一是施工難度大，費時費力，必須有熟練的操作工人才會安裝施工；二是造價較高，無論是內接的焊制關鍵，還是外部套接的鑄鐵關鍵都比較貴；三是功能單一，只能用在特定位置，不能他用；四是維修管理不便，漏水和脫節的隱患較多；五是內接式管件水頭損失較大，運行成本相對較高。針對上述問題，我們對管道結構的連接方式和結構形式作了根本性改進，使之結構更加經濟合理，施工安裝更加快捷，質量更加穩定可靠，維修管理更加方便。

2.1 連接方式的改進

新的連接方式不同于內接承插形式，也不同與外裝套接形式，而是采用夾裝密封形式，不受管材材質（PVC、PE）的影響，不受管壁厚薄（高、中、低壓）的限制，不破壞管材整體結構。施工安裝時只需在關鍵連接部位外側（一側或相對的兩側）用加熱的專用打孔器沖制與連接管件相應直徑的孔，再將組裝好的管件用螺栓夾裝成一體即可，無需特殊工具，其安裝技術簡便。其主要優點是：

（1）靈活性大，可在管道的任何地段，任何部位接裝，封堵、改變結構，其靈活程度是以往任何管件所無法比擬的。

（2）改善流道結構，管壁內部不增加任何阻擋水流的部位，使管內水流水頭損失減少到最低限度。現場測試表明，局部水頭損失減少幅度可達80%以上，因此在實際使用中，管道直徑可比設計直徑減小一個尺碼，或延長單根管道使用長度，這對管道用量較大的節水灌溉工程來講，對降低工程造價具有十分重要的現實意義。

（3）在設計工作壓力不變的情況下，可適當降低水泵揚程的選用，以降低能耗，減少運行費用。

（4）體積小，重量輕，易于運輸和存放。

2.2 結構形式

新的管道結構采用組合拼裝形式，用戶可根據工程實際需要將幾個母件輔以標注件組合所需關鍵，可就地組裝、更改，靈活方便。母件的規格品種可根據實際需要而定。我區一般選定 110mm、90mm、75mm、63mm塑料關鍵為主，用母件組裝足以滿足節水灌溉工程對連接管件的需求。實踐證明，采用這種關鍵結構，連接部位漏水的可能性很小，因此施工安裝和管溝回填可同步進行，以縮短工期，不誤農時。

3 管道結構的應用特點

3.1 配套性強

管件組裝適宜各種塑料管材配套使用，對材質、壁厚、公差均無特殊要求，施工單位可就近取材，尤其適應與PE管材配套，原因之一是克服了PE管材施工連接性能差的弊端，有利于提高施工質量；原因之二是直徑63mm以下的PE管材一般均以盤卷捆扎出廠，單根長度可達數百米，可以使管道在長度方向的接頭數量減少到最低限度，單根管道往往不出現一個接頭、卷體性強，既減少了連接時的管材損耗和施工費用，為降低工程管道用量和工程造價創造了條件，又增強了管道使用的可靠程度，大大減少了接頭處漏水和脫節的可能性，保障工程建成后的長期穩定使用，減少工程運行維修費用。

3.2 適用范圍廣

①固定式噴灌工程所有連接部件；②半固定噴灌工程地埋管道的所有連接部件；③微灌工程的地埋管道連接部件；④低壓管道輸水灌溉工程；⑤地面軟管灌溉工程。

3.3 通用性強

新的關鍵組裝，工藝簡單、成本低、加上合理的結構設計，因而具有較量的通用性和互換性，方便安裝且質量穩定可靠，給工程交付使用后的維修管理也帶來極大方便。

目前，部分關鍵組裝結構還有待進一步完善，但總體上比較滿意，漏水部位的返修率還不到0.5%。據已建工程測算：固定式噴灌工程可降低造價8%～10%，半固定噴灌工程可降低5%～5.5%。因而，如今全市或更大范圍推廣，節省投資非常可觀。從施工技術要求看，老百姓均可施工，而且工程質量穩定，維修管理方便。從使用壽命看比以往延長8～10年。

[1]黃修橋.灌溉用水需求分析與節水灌溉發展研究[J].西北農林科技大學，2005.