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水利工程论文-顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结(2).doc

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水利工程论文-顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结(2).doc

水利工程论文顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结(2)摘要顶山供水管道工程是为解决北疆供水工程施工、运行而兴建的一项附属工程,设计流量384m3/h,最大日供水量9000m3/d。该工程的特点是水位差大,总可利用水头达143m,是一个可以充分利用地形实现122km管道重力输水的供水工程,输水干管总长达144km,水泵扬水部分占22km。本文简要介绍该管道工程设计遇到主要问题及解决对策关键词玻璃钢管道长距离供水设计总结2主要设计问题及解决方案本工程尽管供水量不大、管径不大,但作为长距离有压供水管道,其规模确定,断面布置,管材选择,水锤防护设计,附属设施设计,跨河建筑物设计,跨路保护等问题都应地形复杂、压力高、工程重要等而显得格外重要。2.1系统规模确定顶山供水工程主要是为解决施工用水而专门兴建的,后期作为绿化用水而继续使用,其设计应根据施工用水的不均衡性、用户特点而确定供水规模。根据施工总体规划布置,顶山至三个泉施工区域按均衡生产日最高用水量见表1。表1顶山至三个泉施工区域日最高用水量统计表序号项目桩号km长度km水量m3/d备注1顶山隧洞施工区0150~1534015.18960生活生产用水2渠道15340~233087.97220生活生产用水3小洼槽倒虹吸23308~285095.201480生活生产用水4渠道28509~142137113.6281540生活生产用水5大洼槽倒虹吸142137~15301310.876850生活生产用水6管理处14213750生活用水7合计153.0134100考虑工程施工的特点,及年有效利用时间,小时用水不均匀系数或时变化系数,施工用水取K31.5,生活用水取K32.5施工用水按每天二班工作制16h计算,生活用水按24h计算。则供水系统日最高用水量为Qdm4100m3/d,系统的小时最高用水量∑qhmm3/h为系统内各用户高峰日的小时最高用水量之和,计算可得小时最高用水量为384m3/h。主干管网设计流量为系统小时最高用水量384m3/h。按8h供水计算、日供水3072m3/d,按12h供水计算、日供水4608m3/d,按16h供水计算、日供水6144m3/d,按24h供水计算、日供水9216m3/d,每日供水12h可以满足正常供水4100m3/d的要求,每日供水20h可以满足高峰期7500m3/d的要求,故系统主干管道流量设计是合适的。2.2系统方案确定采用大管径方案水头损失小,管道投资大,但可以减少扬水级数,降低泵站投资和系统的运行费用采用小管径方案水头损失大,管道投资小,但需要增加扬水级数,增加泵站投资和系统的运行费用经过技术经济比选最终选择管道二级扬水方案,该方案充分利用高位水池地形差,实现重力流输水部分长达122km,且投资最省。表2分级扬水方案特性表泵站指标单位一级扬水方案二级扬水方案三级扬水方案一级泵站站点桩号km00000000000设计流量m3/h384384384扬程m95.15395.153126.519泵站功率kw9029021102二级泵站站点桩号km12900027000设计流量m3/h109.644274.271扬程m63.094143.768泵站功率kw3711601三级泵站站点桩号km86000设计流量m3/h157.267扬程m120.522泵站功率kw901总扬程m95.153158.247390.810泵站总功率kw180217470管道工程估价万元546048294670泵站工程估价万元110166227运行费估价万元118236473供水系统估价万元568952325370特点一次扬水至高位水池,自流至三个泉,管道DN400~DN250,末端流速小一次扬水至高位水池,管道DN400~DN350,126所二次加压继续输送分段分级扬水,管道DN400~DN2502.3管材比选在输水和给水工程中,管道占投资的比重很大,且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例也较多,因此管材的选择应根据工程的具体情况,要做技术、经济、安全、工期等多方面分析比较,综合平衡后确定。根据国内多处供水工程的设计经验,结合本工程规模及重要性、管径及工压、工程地质、地形条件、外荷载状况、各种管材的应用情况、发展前景等纵多因素决定管材选择基本原则为①考虑工程的规模及重要性,受资金限制,不能修建备用管道,管道安全输水是第一位的②管道口径及能承受要求的内压力和外荷载,供水管道最大设计压力1.6Mpa,且有多处穿越路口,需要考虑汽车通行③管道使用性能的安全及维修工程量小,设施尽量健全,减少施工供水期的维护工作适应气候温差的变化,连接方式简单可靠垫层处理型式简单易行。④管道使用年限长⑤管道在满足输水能力不变的情况下,造价低廉,符合饮用卫生条件⑥管道能满足工程地质、地形条件的影响,抗腐蚀能力强。目前在管道输水工程中比较多的采用钢管、球墨铸铁管、预应力砼管、玻璃钢管、硬聚氯乙烯管(UPVC)、预应力钢筒混凝土管(PCCP)等。参考已建工程管材比选的特点以及各种管材在新疆的应用情况,本项目工程最终确定采用UPVC管、玻璃钢管和钢管三种管材方案进行技术经济比选。通过管材的裁切方式、施工难易程度、安装后使用寿命、与不同管材的连接方式、抗冲击、耐压力、抗耐腐蚀、尺寸稳定性、阻燃性、卫生性能、维修方便程度等多方面进行技术经济比较,UPVC管和玻璃钢管具有良好的水力学性能,它们的糙率系数达到了0.008~0.009,两者在价格上也相差不多钢管具有良好的力学指标,可承受较大的水头,但价格较贵,并且它的水力学性能不如UPVC管和玻璃钢管,在相同的条件下,钢管的管径要比UPVC管和玻璃钢管大。本工程采用二级扬水方案时,不同管材管道部分造价,UPVC为5016.91万元、玻璃钢管为4829.14万元,钢管为6446.3万元,根据UPVC管、玻璃钢管和钢管三种管材方案的技术经济比较,本项目工程的管材选用玻璃钢管方案较好,相比较UPVC节省管材投资188万元、比钢管节省1617万元。2.4管道断面布置

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