農村飲水安全項目打井配套工程初步設計

胡親玲

（運城市鹽湖區安邑水庫管委會，山西 運城 044000）

1 項目概況

榮莊子集中供水工程受益村莊包括某縣溫嶺、窯子上、榮莊子、項家溝四村，飲水全部為單戶人工井，水質欠佳，干旱年份水量不足。龍元村靠一眼80m機井供水，該井出水量不足5t/d，遠遠不能滿足村民用水需求。不足部分靠人工拉水解決，用水成本高，且浪費人工。為解決水質標準不高、水量不充足的供水矛盾，擬建設榮莊子集中供水工程。

2 工程設計內容與規模

2.1 設計年限及人口

本工程基準年為2018年，工程設計年限為15年，2032年為規劃設計水平年。以現狀人口1494人為基數，按人口增長率的10年平均值8‰計算，2032年項目區內總人口為1506人。

2.2 工程任務及供水規模

本工程供水方式采用集中式全日供水，根據《山西省農村供水工程設計要點》和《村鎮供水工程技術規范》（SL687－2014）的規定，并結合本地區的經濟發展狀況，確定有關參數，并依此計算出供水規模和用水量。本次設計用水量包括居民生活用水59.76m3/d、牲畜用水31.2m3/d、管網漏失和未預見用水9.1m3/d。最高日用水量100.06m3/d，水源取水泵每日工作時間8h，提水管設計流量為12.51m3/h。

3 水源井設計

3.1 水文地質條件

根據已成井資料分析，榮莊子村周圍地層結構自上而下，由新到老分別為：第四系中更新統，巖性為黃土、紅黃色亞粘土，紅粘土與砂礫石互層，地層厚度約為30m。奧陶系上馬夾溝組，巖性為黑色豹皮狀灰巖和白云質灰巖互層，夾白云質泥灰巖。地層厚度約為200m。奧陶系下馬夾溝組，深灰色白云質灰巖、泥灰巖及燧石白云巖，地層厚度約為100m。奧陶系下統冶里組，巖性為灰白色白云巖、竹葉狀白云巖，地層厚度約為170m。寒武系上、中統鳳山組、長山組、張夏組、徐莊組，巖性為灰黃色白云巖、泥質條帶灰巖，灰紫色竹葉狀灰巖、灰色鮞狀灰巖、暗紫紅色頁巖。地層厚度約為150m。

覆蓋層中，0~30m為黃土、紅黃色亞粘土夾砂礫石；30~500m為黑色豹皮狀灰巖和白云質灰巖互層，白云質泥灰巖，泥灰巖及燧石白云巖，灰白色白云巖、竹葉狀白云巖；500~650m為灰黃色白云巖、泥質條帶灰巖，灰紫色竹葉狀灰巖，灰色鮞狀灰巖，暗紫紅色頁巖。巖溶水靜止水位預計在520m。

3.2 管井設計

井孔設計為倒塔式結構，設計孔深650m，覆蓋層孔徑50mm，下入325號8mm螺旋管，基巖較完整不下管，裸孔直徑不得小于215mm，裸孔深度應視實際地質情況決定，詳見表1。成井后利用空壓機或化學洗井。

表1 井徑設計結構表

為確保水量達到設計要求，一定要準確提供漏水段；正確作好洗井工作并做記錄；準確提供靜水位、動水位、水井真實涌水量；施工單位要嚴格管理，根據地層情況使用合適的施工方法，控制好施工用水量。

3.3 水泵配套設計

水泵揚程計算公式如下：

式中：Δ——設計揚程，m；

h1——機井動水位；

h2——地面以上垂直高度，取50m；

β——沿程損失系數，取0.1。

根據現狀及發展用水需求（見表2），計算得水泵設計流量為10t/h。

根據水泵揚程計算結果，水泵選用200QJ10-650/39井用潛水泵，其性能參數如下：

表3 水泵技術參數表

4 提水管線線路的布置原則

4.1 管道布置

4.1.1 管道埋深

合理確定管道埋設深度，是保證輸水管道安全運行和降低工程投資的重要環節。根據《室外給水設計規范》第5.0.17條規定，“管道的埋設深度，應根據冰凍情況、外部荷載、管材強度及與其它管道交叉等因素確定”。本項目工程區內最大凍土深度2.3m，為降低工程輸水管線凍結風險，管道頂部埋深應低于最大凍土深。經綜合實地勘測，結合管道正常使用及檢修條件，確定本工程輸水管道的管頂覆土深度至少為2.3m。

4.1.2 管道敷設

本工程管道為地下埋管。根據《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-2008）有關規定，土質地基開挖邊坡為1∶0.25，土質地基采用原土回填。

4.1.3 管道平面和縱斷設計

管道平面布置要盡量做到：一是線路短、線路起伏小、土石方工程量小、造價低；二要考慮轉折點數量少，轉角角度與管件適應，過路、過溝段少，同時考慮避讓房屋、輸電線路桿塔、減少拆遷及附著物賠償費用。

管道縱斷設計要考慮管道埋深、縱坡；考慮排氣、排水、檢修等管線建筑物的數量、位置；對管線局部高凹段，可采用適當加大開挖深度的方式，使管線盡量平直。

4.2 管徑確定

考慮深井泵揚程的局限，為了與泵管與原有管道合理銜接，選擇管徑為75mm，管材選用100級PE管。

4.2.1 檢修控制閥井

檢修控制閥井內，除高位蓄水池出水管起點處控制閥井內設備為水表及蝶閥，其他井內的設備主要為蝶閥，控制井凈直徑均為1.5m。控制閥井均采用圓形磚混結構結構，井口設混凝土蓋板，厚0.15m，井壁厚0.24m，井深隨地形條件而定。為便于短時間內修復故障，盡可能減少棄水，設檢修控制閥井2座。

4.2.2 排氣閥井

為了滿足管道在運行之前充水和因故排空時的大量進、排氣要求，以及在正常運行中隨時排出或向管道內補充少量的氣體，在管線上，需按一定長度間隔設置一個自動進排氣閥。氣閥除在管線隆起頂部的最高點布設外，還應按水力過渡計算或規范要求在不同位置增設。

排氣閥井內的設備主要是進排氣閥。排氣閥井采用圓形磚砌結構，井口設鑄鐵蓋板，厚0.15m，檢修井凈管徑1m，井壁厚0.24m；井深隨地形條件而定，本工程設置排水閥井1個。

5 注意事項

工程建成后，按照《生活飲用水水質衛生標準》，由管理單位和衛生部門，定期對水源、和管網末梢水等進行水質檢測，防止水源污染。在水源井周圍，應設置明顯的標志和嚴禁事項的告示牌，避免造成不可逆的環境污染及設施破壞。