試析市政供水工程中長距離輸水問題

鄭偉明

（博白縣水利供水有限公司 廣西 玉林 537600）

1 引言

盡管我國水資源總量大，但是人均占有量少，水資源分布不均勻，缺水問題較為嚴重。特別是人口數量的增加和社會經濟的不斷發展，水資源污染問題日益嚴重，這些都加劇了水資源緊張的局面。在這種情況下，各個地區重點建設了一系列市政長距離供水工程，以此滿足人民群眾生活和生產的需求。本文主要探討市政供水工程中長距離輸水線路布置、管材選擇與水錘問題。

2 市政供水工程中長距離輸水線路布置與管材選擇

2.1 輸水線路的走向布置

輸水線路長、輸水壓力大是長距離輸水的主要特點，這類供水工程經過的區域較多，因此地形變化較為復雜，在布置輸水線路走向時，應當滿足安全性、經濟性、環保性和便捷性原則，盡量減少對土地的占用。除此之外，長距離輸水線路的布置還要滿足城市規劃與經濟發展要求，具有表現為：（1）在布置輸水線路時，應當與城市總體規劃要求相符，減少工程施工對交通的影響。供水工程運行期間還要便于定期的養護和維修，確保線路布置的科學性、合理性與經濟性；（2）在選擇輸水線路之前，相關人員應當認真考察施工區域的實際情況與地形地質條件，盡可能使線路不穿過障礙物，便于工程施工的順利開展；（3）如果輸水線路需要布置在隧洞洞線，應當對有利地形進行充分利用，對于地形的完整性、山坡坡度和洞口地質問題進行綜合性考慮，合理安排施工場地。輸水線路盡可能不穿越水庫庫底，保障供水工程施工的安全性與可靠性；（4）輸水線路的選擇還要對環境因素進行考慮，最大化地減少對生態環境的破壞[1]。

2.2 管材的選擇

2.2.1 管材的類型 目前，常見的輸水管材主要有：離心球墨鑄鐵管（DIP）、夾砂玻璃鋼管（RPM）、預應力混凝土管（PCP）、預應力鋼筒混凝土管（PCCP）和聚乙烯塑料管（PVC-U）。

（1）離心球墨鑄鐵管（DIP）。DIP的主要優點為：抗壓性、抗震性、耐腐蝕性和密封性較好，能夠有效承擔局部沉陷；方便拆裝，便與現場施工，無需進行焊接。DIP的主要缺點為：當管件口徑較大時，其運輸和安裝難度相對較高；管壁較薄，接口處易發生變形現象，對于管道敷設質量有一定的影響；成本較高。

（2）夾砂玻璃鋼管（RPM）。RPM的主要優點為：自重輕、強度高，耐腐蝕性較強；內部較為光滑，能有降低能量消耗；承插式是RPM的主要連接方式，無需對管道伸縮性進行考慮，施工方便；RPM的主要缺點為：承載力低、剛度小，對基礎和回填密實度要求較高；管壁較薄，容易破碎；內壓承受能力強，外壓承受能力弱。

（3）預應力混凝土管（PCP）。PCP的主要優點為：成本較低；其缺點為內壓承受能力弱，自重較大，不利于安裝施工。

（4）預應力鋼筒混凝土管（PCCP）。PCCP的主要優點為：屬于鋼筒與混凝土復合管，抗滲能力較強且剛性好、承壓性強，較為安全可靠；管道接口采用鋼制承插式，并有橡膠止水圈的設置，能夠有效止水；與RPM相比，PCCP外壓承受能力更強，能夠更好地承受施工和運行過程中的撞擊；PCCP的主要缺點為：自重較大，需要進行特殊管件的加工，接口處需要特殊處理；運輸與安裝成本較高，中小口徑管道優點不突出。

（5）聚乙烯塑料管（PVC-U）。聚乙烯塑料管（PVC-U）的主要優點為：耐腐蝕性強，自重小，便于運輸和安裝，管道口徑一般在800mm以下，管道口徑在400mm以下比較經濟；聚乙烯塑料管（PVC-U）的主要缺點為：強度較低、膨脹性強，容易在施工和運行過程中受到損傷[2]。

2.2.2 管材選用的注意事項

（1）鋼管具有防腐性差、施工難度大、對施工環境要求較高等特點，特別是接口焊接后防腐成本較高、防腐難度大。因此，市政供水工程在管材的選擇上應當優先考慮球墨鑄鐵管。

（2）在其他條件相同的情況下，與PVC-U管和玻璃鋼管相比，鋼管、球墨鑄鐵管、與混凝土管的管徑較大。

（3）結合近年來的設計供水工程建設經驗，管材的選擇應當綜合考慮工程規模、工作壓力和直徑等各方面因素。當工程工作壓力較大時，離心球墨鑄鐵管、鋼管、預應力鋼筒砼管是較為合適的管道材料。

（4）離心球墨鑄鐵管具有價格高昂的特點，因此，在市政供水工程建設過程中，鋼管是主要的使用材料。在進行鋼管的選擇時，必須對鋼管的內外防腐性加以考慮，防止由于鋼管腐蝕影響工程總體質量與工程運行的安全性、可靠性。

（5）玻璃鋼夾砂管在近年來供水工程建設過程中的使用較為普遍。在使用玻璃鋼夾砂管之前，首先要對其進行質量檢測，確保產品合格。玻璃鋼夾砂管剛度的選擇應當結合工程實際特點。在通常情況下，輸水工程埋地鋼管的剛度應當在5000N/m2以上。如果滿足要求的管材種類較多，應當選取較為安全、經濟的管材。

3 長距離供水工程中的水錘問題

3.1 水錘產生的原因

在長距離輸水工程中，水錘是一項重要的技術問題。水錘的產生主要是由于管道內部水流速度突然改變，導致水壓迅速升高和降低的交替變化。水錘問題對于供水的安全性與穩定性有著十分不利的影響。

3.2 水錘防護的主要措施

（1）緩閉止回閥可以通過緩閉作用實現對水錘防護，目前水泵控制閥和液控蝶閥是性能較好的緩閉止回閥。水泵控制閥適用于較小管徑，液控蝶閥則適用于較大管徑，對于中等管徑二者優勢各異。緩閉止回閥在水泵出口處進行設置，其口徑與水泵出口口徑相同。對于長距離輸水管道，特別是局部管道出現斷流時，確定緩閉止回閥快慢二階段的關閉角度十分關鍵。

（2）分段減壓消能。由于長距離輸水管道線路較長，各個階段的壓力變化也有著一定的差異性，因此，要實現水錘的有效消除，必須采取分段減壓的方式進行，具體措施為：根據工程鋪設的管線長度，將管道截取為若干不連續部分，每個部分都進行閘閥和消能設備的安裝，通過調節減壓設施，將管道各個階段的壓力差控制在一定范圍內，以此實現水錘壓力的有效減少，減緩管道的損害速度。

4 結語

綜上所述，市政供水工程屬于一項重要的基礎設施，它不僅能夠滿足人民群眾生活和生產需求，也是促進社會經濟迅速發展的重要保障。因此，必須對市政供水工程的建設重視起來。近年來，長距離輸水在市政供水工程的建設過程中越來越普遍，與一般輸水工程相比，長距離輸水壓力更大、輸水線路更長，對于工程各方面質量要求較高。因此，在市政長距離輸水工程建設過程中，必須加強質量控制，做好輸水線路的布置和管材的選擇，采取合理措施有效解決輸水過程中的水錘問題，確保工程安全、穩定運行。

[1]張慶春.長距離輸水工程施工供水方案的確定[J].楊凌職業技術學院學報，2014(2)：48.

[2]李云霞，朱婷婷.長距離大落差輸水管材的選擇[J].中國水運(下半月)，2015(4)：327.