關(guān)于長距離輸水管線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

薄麗東

摘要：隨著人們生活水平的提高，人們對水的需求日益增加，但我國是一個(gè)缺水嚴(yán)重的國家，我們在一定程度上十分缺乏水資源，尤其是一些山區(qū)沒有水源，就只能靠長距離輸水。長距離輸水是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問題，輸水管線的設(shè)計(jì)技術(shù)含量很高，對員工的專業(yè)水平、材料的質(zhì)量等都有一定程度的要求。

關(guān)鍵詞：長距離輸水；管線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則

長距離輸水是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問題，輸水管線的設(shè)計(jì)技術(shù)含量很高，對員工的專業(yè)水平、材料的質(zhì)量等都有一定程度的要求。而管線設(shè)計(jì)的好壞對長距離管道供水工程有著不小的影響，只要我們能夠合理設(shè)計(jì)管線，那么我們就能將線路縮到最短，工程量也能壓到最小。在選擇管材的時(shí)候，我們需要注意許多因素，將成本預(yù)算、投資規(guī)模、工程規(guī)模等因素都放在我們考量范圍內(nèi)，從而設(shè)計(jì)出較為全面和科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。綜合來說預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的各項(xiàng)指標(biāo)較靠前，因此它的價(jià)格也是諸多材料中最貴的。

1長距離管線水概述

長距離輸水一般來說有三種，一是明渠輸水，而是暗渠輸水，第三種就是本文所要提到的管道輸水，管道輸水在水流條件、地形條件、地表?xiàng)l件等各方面都具有一定的優(yōu)勢，例如說管道輸水它不受地形限制，明渠輸水在遇到山巒、鐵路等設(shè)施時(shí)可能需要繞過，但是管道輸水可以越過這些障礙物進(jìn)行輸。此外，它的水流也不會(huì)受到有壓管道的約束。管道的使用壽命較長，不會(huì)受到季節(jié)的影響，即使在冬天也不會(huì)被凍裂。綜合來說，只要我們能夠合理設(shè)計(jì)管線，那么我們就能將線路縮到最短，工程量也能壓到最小。

2輸水管線設(shè)計(jì)

2.1管線選擇原則

首先管線應(yīng)該在避開公路、鐵路、山谷等地質(zhì)條件惡劣地段的基礎(chǔ)上盡可能的縮短，并且尋求方便利用重力來進(jìn)行輸水的地形條件。同樣要避免的路段，還有，土壤腐蝕性較大的，地區(qū)，否則金屬管道容易遭到腐蝕，其次，永久性管線的鋪設(shè)要慎重，尤其是在礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行鋪線的時(shí)候，要弄清地下的結(jié)構(gòu)，不能在采空區(qū)鋪設(shè)永久性管線。此外，比較重要的一點(diǎn)就是，單位要將經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益結(jié)合在一起，當(dāng)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益產(chǎn)生沖突的時(shí)候，要權(quán)衡利弊，慎重考慮，例如說當(dāng)線路需要經(jīng)過良田的時(shí)候，單位應(yīng)做出適當(dāng)退步，盡量不占用良田。

2.2管材的選擇

現(xiàn)如今，我國長距離輸水管道的技術(shù)相較以前已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，在管道上投入的人力、物力、財(cái)力也逐漸增多了起來，因?yàn)楣艿拦芫€對整個(gè)工程來說，起著決定性的作用，好的管材能保證管道的安全輸水，同時(shí)，不同管線材料的選擇對工程造價(jià)也會(huì)產(chǎn)生很大影響。在選擇管材的時(shí)候，我們需要注意許多因素，將成本預(yù)算、投資規(guī)模、工程規(guī)模等因素都放在我們考量范圍內(nèi)，遵守方便施工、保證安全、增加利潤的原則，根據(jù)內(nèi)壓、管徑、荷載以及工程地區(qū)地質(zhì)條件，地形條件等，設(shè)計(jì)出較為全面和科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。需要注意的是城市的長距離輸水和其他地區(qū)有所區(qū)別，它的管道直徑都大于一米。目前來說，我們常用的管材有預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、玻璃鋼復(fù)合管等，我們在長距離輸水方面應(yīng)用的最多的還是塑料管和鋼管，當(dāng)然預(yù)應(yīng)力混凝土管和玻璃鋼管也有所涉及。

接下來我們會(huì)對這幾種管線材料的各項(xiàng)性能做出適應(yīng)闡述。鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、預(yù)應(yīng)力混凝土管混凝土管以及玻璃鋼管的接口形式都是承插口，而鋼管則是用焊接口。而這其中預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管耐壓性最高，預(yù)應(yīng)力混凝土管耐壓性最低。就耐腐蝕性的性能來說，從強(qiáng)到弱依次是預(yù)應(yīng)力混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管、鋼管以及鑄鐵管。一般來說，預(yù)應(yīng)力混凝土管不能運(yùn)用在工作壓力高的工程中，而鋼管和玻璃管等適應(yīng)性良好。綜合來說預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的各項(xiàng)指標(biāo)較靠前，因此它的價(jià)格也是諸多材料中最貴的。

2.3長距離輸水管道的數(shù)量

設(shè)計(jì)規(guī)范對于輸水管道有一定的要求，輸水管道最好安排兩條或者多于兩條，另一條管道主要起到一個(gè)備用的作用，這樣即使有一條管道出現(xiàn)了故障，我們也能及時(shí)調(diào)整狀況，保證輸水的穩(wěn)定性和安全性。此外，在計(jì)算連通管和輸水干管的管徑和連通管根數(shù)的時(shí)候，為了保證供水的安全，我們?nèi)匀灰僭O(shè)干管有一段出現(xiàn)問題來考慮。

2.4長距離輸水管道的通氣

在實(shí)踐考察過程中，筆者發(fā)現(xiàn)許多長距離輸水管線不能夠正常運(yùn)行的原因之一就在于通氣不暢，產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，管道的輸水因此也被影響，所以我們可以看出管線上的排氣閥對管道通氣至關(guān)重要。在經(jīng)過一段時(shí)期的工作后，輸水管道常常會(huì)因?yàn)殚L距離或其他等原因而積聚氣體，如果不能順利排掉氣體，當(dāng)管道有水要運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，進(jìn)水速度隨著其他排出的速度而加快，這就會(huì)帶來水壓過高的問題，水錘事故的隱患逐漸被埋下。因此，單位應(yīng)重視排氣閥的設(shè)置，排氣閥能夠幫助排出管道內(nèi)積聚的氣體，加快通水，避免發(fā)生水錘。

3穿越工程

管道輸水具有一定的優(yōu)勢，在某些情況下可以減小部分障礙物的影響，但這并不意味著長距離管道輸水能夠完全避免障礙物的影響，在遇到公路、鐵路、河流、山巒等障礙物的時(shí)候，我們需要通過穿越工程來繼續(xù)，比如說遇到河流時(shí)，我們需要通過倒虹吸或者管橋來跨越，當(dāng)工程遇到公路鐵路時(shí)，為了完成輸水工程，也為了提高社會(huì)效益不影響交通運(yùn)輸?shù)恼９ぷ鳎覀兂２捎庙敼芗犹坠艿姆椒▉韺?shí)現(xiàn)穿越。在進(jìn)行穿越工程時(shí)，我們要注意工程的安全性，適當(dāng)增加管的厚度，避免對一些公共設(shè)施造成損傷。但總的來說，穿越工程是一項(xiàng)較耗費(fèi)財(cái)力、物力的工程，如果能夠在設(shè)計(jì)方案的過程中省去穿越工程或者縮小其規(guī)模的話，就盡量完善選線的方案，使線路的設(shè)置避開這些需要進(jìn)行穿越工程的路段，減少總工程量的同時(shí)也能減小工程的難度。

4泵房設(shè)計(jì)

泵房的結(jié)構(gòu)形式很多，干室型泵房在日常中應(yīng)用得較多，纜車型和浮船型用的較少。地基在建筑物中起著關(guān)鍵作用，嚴(yán)禁泵房坐落在軟基上獲一半土基一半軟基，因此要加強(qiáng)地基的處理，嚴(yán)防地基出現(xiàn)裂縫破壞。此外，單位應(yīng)重視泵站內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備的維修問題，進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)了問題，應(yīng)盡快停止運(yùn)行，著手安排維修，如果設(shè)備已經(jīng)老化，則需要增加投入，更換新的設(shè)備，尤其是水泵、電動(dòng)機(jī)這些主要設(shè)備，更要加強(qiáng)監(jiān)管。

綜上，我國對于長距離輸水管線的研究已經(jīng)取得了很多成果，但是在一些不足之處仍然可以向其他先進(jìn)國家學(xué)習(xí)，因?yàn)楣芫€設(shè)計(jì)的好壞對長距離管道供水工程有著不小的影響。筆者通過本文，對長距離輸水工程中的管線設(shè)計(jì)、方案選擇、工程原則等做出了詳細(xì)的闡述，以期推進(jìn)長距離輸水工程的進(jìn)展。

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（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）