季德鉬礦生產水源輸水管道配置方案

蔡今哲

（吉林天池礦業股份有限公司，吉林 長春 130000）

1 基本情況

（1）工程總用水量73605m3/d。

（2）水源地至高位蓄水池，水平距離為6700m；水源地高度245m，水池（高位水池）高度350m，高差105m，測量平均坡度i=0.0154，管道綜合長度6751m（不包含施工時管道損失）。

（3）使用兩臺流量為TPOW300-700(I)（Q=1735m3/h H=136m P=900kw）一用一備。

（4）根據測繪管道埋設路線、輸水量、工作制度，采用DN700 管道，總長6751 米，根據地形，第一段長5454 米，耐壓1.60MPa。第二段長663 米，耐壓1.25MPa。第三段長634 米 耐壓0.8MPa。

（5）擬定3 種管道組成不同管段壓力目的是降低成本、在保證工程要求、降低工程投資。

（6）不同壓力管道連接處，做埋地混凝土標志樁一個。

2 輸送管道方案

2.1 基本要求

管道采用DN700 管道，管道總長6751 米，管道要求嚴格按照《給排水施工驗收規范》、《室外給水設計規范》中關于管道敷設、防腐、架設、穿越、、保護、保溫等施工驗收（因管道存水量大，自重大，必須設置管道基礎、補償器防止變形）。

通過對目前原材料市場的調查，可供選擇的管道有兩種材料，一種為鋼材（Ⅰ方案），另一種為HDPE（Ⅱ方案），兩種管材方案各有優缺點，分述如下。

2.2 Ⅰ方案工程配置（鋼管輸送方案）

2.2.1 第一段管道閘門井工程配置

（1）泵房出口處1 個，使用2.5MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-25），2.0MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-2.0），2.0MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-2.0），配法蘭DN700-2.0MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-2.0MPa，法蘭DN200-2.0MPa 一只，2.5MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-25C 法蘭球閥）。

（2）1000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（3）2000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（4）3000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（5）4000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（6）5000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.6MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.6MPa，法蘭DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.2.2 第二段管道閥門井

管道第二段（1.25MPa）測量長度663m（蛙房290，選廠食堂320擬定），高差30 米；使用9 米長DN700-1.25MPa 管道75 根。閥門井第二段布置如下：

（1）6000km 處1 個，使用16MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭（HDPE/PE）DN700-1.25MPa 八個，檢修三通一個DN700×200-1.25MPa，法蘭DN200-1.25MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.2.3 第三段管道閥門井

管道第三段（1.0MPa）測量長度634m（選廠食堂320，高位水池345 擬定），高差25 米；使用9 米長DN700-1.0MPa 管道72 根。閥門井布置如下：尾段處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥二只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配法蘭DN700-1.0MPa 十個，檢修三通一個DN700×200-1.0MPa，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3 Ⅱ方案（HDPE 管輸送方案）

2.3.1 第一段管道閘門井工程配置（1）泵房出口處1 個，使用2.5MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-25），2.0MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-2.0），2.0MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-2.0），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-2.0MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-2.0MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-2.0MPa 一只，2.5MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-25C 法蘭球閥）。

（2）1000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（3）2000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（4）3000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數

JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（5）4000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

（6）5000km 處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.6MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.6MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.6MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3.2 第二段管道閘門井工程配置

（1）第二段管道（1.25MPa）測量長度663m（蛙房290，選廠食堂320 擬定），高差30 米；使用9 米長DN700-1.25MPa 管道75 根。閥門井第二段布置如下：

（2）6000km 處1 個，使用16MPa-DN700 閘閥一只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.25MPa 八個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.25MPa，聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN200-1.25MPa 一只，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.3.3 第三段管道閘門井工程配置

（1）第三段管道（1.0MPa）測量長度634m（選廠食堂320，高位水池345 擬定），高差25 米；使用9 米長DN700-1.0MPa 管道72 根。

（2）尾段處1 個，使用1.6MPa-DN700 閘閥二只（選型參數Z9401H-16），1.6MPa-DN700 傳力接頭二只（選型參數JAFC-700-1.6），1.6MPa-DN700 閥出口用波紋補償器/柔性補償器一只（選型參數S-7-1.6），配聚乙烯法蘭（HDPE/PE）DN700-1.0MPa 十個，聚乙烯檢修三通一個（HDPE/PE）DN700×200-1.0MPa，1.6MPa-DN200 球閥一只（選型參數Q41F-16C 法蘭球閥）。

2.4 兩方案的差別

2.4.1 兩種方案的工程共同處

（1）各壓力不同段的管道長度相同。

（2）所配置的閘門井數量相同，井內連接相同。

（3）管道埋設深度相同。

2.4.2 兩種方案的工程配置不同處

2.4.2.1 Ⅰ方案

（1）管道表面需作防腐，工程地質達不到要求時，管道需另配管墩，根據其他工程經驗，加管墩為1/5 左右，管墩為梯形，長1.2m 寬0.6m，高0.6m，每個管墩工程量為：挖土0.6m3，毛石0.4m3，C20 混凝土0.6m3。每根鋼管3 個墩，加管墩的管道長度約1340 m，管墩總量約450 個。

（2）管道表面需作防腐，工程地質達不到要求時，管道需另配管。

（3）由于伸縮部件較大，管道井直徑隨之增大。

（4）選擇鋼管D720×12（GB/T17395-2008 材料20）單管長度9米，每米重209.52kg。管道總重約1400t。

2.4.2.2 Ⅱ方案

（1）管道連接時需另配專業焊接工具。

（2）管道較輕，鋼性較差。

（3）選擇HDPE/PE D765×34 單管長度9m，每米重122.06 公斤。伸縮率約0.53%，管道總重約810t。

3 方案投資對照

3.1 管溝

管埋設深度-2.4m（地面為0.00m，凍土2.0m），管底標高-2.4m，管頂標高-1.68m，底部寬度1.50m，上頂地面寬度2.80m，土方量約52390m3。

3.2 管道井

Ⅰ方案由于伸縮節等原因，需增加投資約30 萬元。

3.3 方案比選

方案對比中止僅列舉了不同部分，相同部分未列入比選表，兩方案的對比結果見表1。

表1 給水管道方案對比表

3.4 結論

（1）從表1 中看出Ⅱ方案無論在投資、服務年限上均優于Ⅰ方案。

（2）經向相關部門咨詢，Ⅱ方案在訂貨時生產商免費贈送焊接機具。

（3）本文提出的根據不同的高差來，來設置不同管道壓力，目的是減少投資。

（4）根據相關報道，HDPE 管道由于重量輕，耐腐蝕，維修方便，在城市給排水中被廣泛使用。

（5）本文僅為個人見解，目的是拿出來討論，和大家共同提高及供領導在決策時參考。