(定稿)北海铁山港近期供水管道改造工程要点.doc

北海市铁山港区近期供水管道北海市铁山港区近期供水管道 K0 350 K0 768 段改造工程段改造工程 设设 计计 报报 告告 广广西西壮壮族族自自治治区区水水利利电电力力勘勘测测设设计计研研究究院院 南南宁宁 201 年年 月月 单 位 名称 广西壮族自治区水利电力勘测设计研究 院 项 目 名称 北海市铁山港区近期供水管道 K0 350 K0 768 段改造工程 工 程 勘 察 证书 工程勘察综合类甲级 200110 kj 工程设计资质证书 水 利 行 业 甲级 电力行业 水力发电 甲级 质量管理体系认证证书 GB T19001 2008 ISO9001 2008 标 准 注册号 05209Q20036R2M 院 长 总工程师 A145004694 项目名称 北海市铁山港区近期供水管道 K0 350 K0 768 段改造工程 设计阶段 初步设计 分 管 院 长 分 管 总 工 项目负责人 北海市铁山港区近期供水管道 K0 350 K0 768 段改造工程 设计报告编制人员 批 准 核 定 审 查 校 核 编 写 目 录 1 前言 1 2 管道改造设计 2 2 1 改造方案布置 2 2 2 管道输水能力复核 3 2 3 埋地钢管验算 6 2 4 主要工程量 7 3 投资预算 8 3 1 编制说明 8 3 2 预算表 10 3 3 预算附表 16 附件 委托书 附图 1 管道平面 剖面图 GXS004706 2G G 01 2 新增连通管井结构设计图 GXS004706 2G G 02 3 放空阀井结构及钢筋图 GXS004706 2G G 03 4 进人孔井 排气阀井设计图 GXS004706 2G G 04 1 1 前言 广西沿海工业园供水水源工程项目分近期供水工程和二期供水工程两期建设 均 由湖海运河上的结瓜水库 东岭水库取水 通过输水管道将水送至北海铁山港工业 园区 便于高新产业及工业项目进行选址及开展招商工作 近期工程和二期工程输水 管通过沿途每隔约 2km 设置的连通管互通 从而实现近期工程和二期工程统一调度供 水 其中近期供水工程供水规模为 23 万 m3 d 最高日供水量 二期供水工程供水规 模为 21 74 万 m3 d 最高日供水量 设计供水总规模为 44 7 万 m3 d 最高日供水量 输水线路长约 26km 输水主管为 4 根管径为 1200mm 的夹砂玻璃钢管 近期及二期 各两根 铁山港水厂后输水支管则采用管径分别为 1000mm 和 1400mm 的玻璃夹砂 钢管各两根 在管道中心线高程低于 10m 的管道设计工作压力为 0 6Mpa 其余管段压 力等级为 0 4MPa 刚度为 5000N m2 近期工程输水管于 2005 年 11 月底开工建设 2007 年 10 月试通水运行 2011 年 7 月份通过竣工验收 二期工程于 2007 年开工建设 2010 年 9 月开始调试运行 10 月份与近期工期互通向铁山港水厂供水 2012 年 11 月 份通过竣工验收 2 供水管道改造的必要性 位于铁山港区南康镇境内的近期和二期工程的供水管道桩号 K0 350 K0 775 段 出现管道损坏频繁冒水 造成该管段频繁损坏冒水主要原因 一 该管段原为荒地 设 计为原土回填 群众为了增加经济收入 开挖虾塘养虾 造成地下水位升高 造成地 质条件变差 形成软基 造成管道的不均匀沉降 使连接部位错位引起管道漏水 二 该管段设计的阀井及拐点支墩多 共 6 处 不均匀下沉 影响了使用功能 三 该输 水管道中心线高程 8 1 为管道最低段 供水水压较最高 约为 30m 形成漏水点后 对漏水量及管道安全影响更大 为了消除隐患 提高供水保障 确保铁山港工业园区的供水安全 降低运行成本 和维护费用 提高资产使用效能和效率 基于以下原因 急需对漏损的管道进行改造 一 影响供水安全及供水保障 频繁坏管冒水造成周边农作物 虾塘受淹 群众意 见大 阻挠供水管道抢修 无法进行及时 有效的抢修工作 危及铁山港工业园区的 供水安全 一旦出现供水事故 将带来无法估量的供水损失和信誉损失 二 运行成本和维护费用高 经过群众的开发利用 该段管段均处于鱼塘 虾塘下 2 坏管冒水 造成的损失大 赔偿成本高 该管段处于低洼段 管道抢修时 抽排水水 量大 造成漏耗率高 增加运行成本和维护费用 三 频繁的损坏冒水 管道产生供水负压及水锤 降低供水管道的使用寿命 无法正常供水也影响资产使用效能和效率 本次先对近期管道 K0 350 K0 768 段管段进行改造 近期和二期工程总长 26km 的输水管道全线共设置有 7 个连通管井 连通管井平均间距约为 2km 本次改造管道 前 后连通管井间距约为 3 1km 距离太远 不利于管道检修和流量调节 因此为了充 分利用近期和二期管道联合供水 增加供水的安全性 拟在连通管井 L3 和 L4 之间的 适中位置 K0 768 桩号附近增加一个近期管道与二期管道的连通管井 新增的连通管井 与前 后连通管井的距离分别为 0 8km 和 2 2km 3 管道改造设计 3 1 改造方案布置 本次输水管道改造主要是针对在供水运行过程中 近期供水管道损坏频繁冒水的 K0 350 K0 791 61 段输水管道 双管 改造段总长 883 22m 考虑到本段管道所经之处均为水田或虾塘 征地难度大 费用高 而且二期工程 输水管道与近期输水管道平行布置 管间净间距只有 3m 如采用开挖更换管道的方案 改造施工时不可避免对二期输水正常运行造成不利影响 对二期管道造成破坏的风险 很大 因此 综合各方面的因素考虑 采用在原玻璃钢管内套装钢管的改造方案 由 于需改造的管道较长 而且中间有平面拐弯 3 处 竖向拐弯 2 处 放空阀井 1 个 排 气阀井一个 因此需分段套管 为了避免拆除原有放空阀井 将放空阀井改在本次改造管道的起始端 原有放空 阀井保留 内套钢管从原有阀井的主管内穿过 而原有的 k0 768 处的排气阀井则拆除 改为连通管井 在连通管井进 出口侧安装排气阀 根据原有的管道布置 在 k0 350 改造起始点 k0 392 900 平面转弯点 G2 k0 505 564 平面转弯点 G3 k0 620 竖向转弯 k0 698 014 平面转弯点 G4 k0 760 竖向转弯 处设置 6 个工作坑 将工作坑内原有的玻璃钢管切除 由工作坑 内向两端玻璃钢管内套装钢管 考虑到钢管防腐的需要 同时避免村民挖掘虾塘施工对管道造成损坏 所有工作 3 坑段的钢管均外包混凝土兼镇墩 同时为了方便运行维护 在每个工作坑内的管段均 设置进人孔 改造管段内设置改建放空阀井一个 增设连通管井 1 个 排气阀井 4 个 兼排气 及进人孔 进人孔井 2 个 拆除原有排气阀井 1 个 由于玻璃钢管已经发生了变形 为了便于套管 钢管管径为 1 0m 壁厚 0 01m 比原玻璃钢管内径略小 经复核对过流能力没有影响 水头损失增加只有约 26cm 在 原玻璃钢管与内衬钢管之间灌填膨胀水泥砂浆 同时在原玻璃钢管与内衬钢管之间埋 设 32 回填灌浆钢管进行回填灌注纯水泥浆 确保原玻璃钢管与内衬钢管结合紧密 以防钢管在玻璃钢管内晃动 3 2 管道输水能力复核 由于近期供水管道 K0 350 K0 791 610 段改造采用在原有玻璃钢管内套管 工 作坑采用钢管 管道直径由 1 2m 变为 1 0m 现对加固后管线水头损失进行复核 3 2 1 计算过程 1 沿程水头损失 hf 计算公式 hf V RC LV 2 2 A Q 式中 hf 管道沿程水头损失 m Q 单管设计输水流量 m3 s L 管道长度 m A 过水断面面积 m2 A D2 4 R 水力半径 m R A X X 湿周 m X D D 管径 m C 谢才系数 C R1 6 n n 糙率 对玻璃钢夹砂管道 n 0 009 钢筋混凝土衬砌隧洞 n 0 014 钢管 n 0 011 4 2 局部水头损失 局部水头损失按照沿程水头损失的 10 估算 输水管道水头损失计算见下表 2 1 表 2 1 输水管道水头损失计算表 最低水位 42 5m 桩 号 序 号 项 目单位 1 2 隧 洞 k0 000 k1 101 管道 k1 101 k1 865 357 涵洞 k1 865 357 k2 015 3 57 管道 2 015 357 4 854 3 4 隧 洞 4 854 5 410 3 4 隧 洞 325 国道起点 5 410 5 630 跨 325 国 道段 5 630 5 678 管道 5 678 9 32 4 653 k0 35 0 改造段起 点 改造段管道 9 324 653 k0 3 50 改造段起点 9 762 233 k0 791 610 改造 段终点 管道 9 762 233 k 0 791 610 改造段终点 22 216 小马头水厂 管道 22 216 小 马头水厂 26 121 北海浆纸厂 1输水管长度 Lm11017651502839556220483646 7437 612453 83906 2管径 Dm 2 2 04 1 22 1 84 1 22 2 04 1 24 1 04 1 22 1 2 2 1 04 1 2 2 1 4 2 1 0 3设计流量 Qm3 s5 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 06 4 沿程水头损失 hf LV2 C2R m0 450 490 071 820 230 140 122 330 497 971 75 5 局部水头损失 hj hf 0 1 m0 0450 0490 010 180 020 0140 0120 2330 0490 800 18 6总水头损失 h hf hjm0 590 540 072 000 250 150 132 570 548 761 93 7每米水头损失m0 0005 0 0007 0 0005 0 0007 0 0004 0 0007 0 0028 0 00070 00120 0007 0 0005 8起点水位 压坡线高程 m42 541 9141 3741 3039 3039 0538 9038 7636 2035 6626 89 9终点水位 压坡线高程 m41 9141 3741 3039 3039 0538 9038 7636 2035 6626 8924 97 10 末端管顶高程m39 6037 8037 7536 0035 4516 0015 765 508 1021 6014 80 11 末端管压坡水头m2 313 573 553 303 6022 9023 0030 7027 565 2910 17 12 未加固前压坡水头m5 5510 43 4 6 3 2 2 计算结果 由上表计算结果与原设计对比 供水管道改造段 K0 350 K0 791 610 管道缩窄 后 在保证原有设计流量的前提下 小马头水厂的压坡水头由 5 55m 变为 5 29m 浆 纸厂压坡水头由 10 43m 变为 10 17m 管道总水头损失只比原来增加了 0 26m 改造后 管道均能满足原有的设计供水要求 3 3 埋地钢管验算 3 3 1 计算依据 1 中华人民共和国国家标准 给水排水工程管道结构设计规范 GB 50332 2002 2 中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规范 CECS 141 2002 3 钢结构设计规范 GB50017 3 2 验算指标 对埋地钢管进行强度 稳定及刚度验算 3 3 3 计算工况 1 受力条件 按照改造设计 钢管和原玻璃钢管及两管间水泥砂浆应为联合承受外界荷载作用 但各自受力分配比例复杂难以确定 因此 为从安全角度考虑 按钢管独自受力进行 验算 2 荷载组合 按 给水排水工程埋地钢管管道结构设计规范 CECS 141 2002 各项验算荷 载组合如下 a 强度验算 管道结构自重 竖向土压力 管道内水重 设计内水压力 地面堆 积荷载 地面车辆荷载 温度变化 b 稳定验算 管道结构自重 竖向土压力 管道真空压力 地面堆积荷载 地面 车辆荷载 7 c 刚度验算 竖向土压力 地面堆积荷载 地面人群荷载 3 荷载标准 结构自重 Q345 钢管容重 s 78 5kN m3 竖向土压力 土容重 s 19kN m3 管道真空压力 按规范取值 50kN m2 地面堆积荷载 按规范取值 10kN m2 地面人群荷载 按规范取值 4kN m2 温度变化 按规范 钢管管道的闭合温差取值 25 3 3 4 计算结果 埋地钢管验算结果详见表 2 2 表 2 2 钢管验算结果表 项目计算值允许值单位 钢管管壁截面的最大环向应力258 5310N mm2 强度验算 钢管管壁截面的最大组合折算应力202 9310N mm2 稳定计算钢管管壁截面的临界压力116 4366 0kN m2 刚度计算钢管管道在准永久组合作用下的最大竖向变形0 00120 2mm 根据计算结果 钢管的强度 稳定及刚度均能满足要求 3 4 主要工程量 本工程主要工程量详见表 2 3 8 表 2 3 主要工程量表 序号项目名称单位工程量 1土方开挖m 6160 2土方回填m 4176 3C20 2 混凝土阀井m 325 4C20 2 混凝土镇墩 支墩m 825 5C25 1 混凝土盖板 梁m 31 6拆除阀井 镇墩旧混凝土m 79 7灌填水泥砂浆 水泥 砂 水 1 1 0 6 m389 8回填灌浆m2972 9钢筋制安t5 46 10钢板重量t242 8 11法兰个58 12回填灌浆钢管 32 2 5 m1031 13平面钢模板m 1794 14明杆闸阀 400 双法兰接口 1 0MPa个2 15伸缩器 400个2 16硬密封蝶阀 DN1000个8 17硬密封蝶阀 DN800个3 18伸缩节 DN1000个8 19伸缩节 DN800个3 20复合排气阀 DN150个8 21蝶阀 DN150 1 0MPa个8 4 投资预算 4 1 编制说明 4 1 1 工程主要投资指标 1 价格水平年 2014 年第一季度 2 工程静态总投资 497 58 万元 4 1 2 编制原则和依据 1 桂水基 2007 38 号文颁布的 广西水利水电工程设计概 预 算编制规定 和 广西水利水电建筑工程预算定额 广西水利水电设备安装工程预算定额 2 国家计委 建设部 计价格 2002 10 号 工程勘察设计收费管理规定 3 广西水利厅 桂水基 2013 第 18 号 文发布的 关于调整广西水利水电建设工 程定额人工预算单价的通知 4 1 3 基础价格 1 人工工资按广西水利厅 桂水基 2013 第18号 文发布的 关于调整广西水 9 利水电建设工程定额人工预算单价的通知 为5 25元 工时 其中3 46元 工时进入直接 费 1 79元 工时列入单价计算表的价差项内计列 2 施工用水 电 风 采用 广西水利水电工程设计概 预 算编制规定 参 考价格 电 0 9 元 kW h 风 0 12 元 m3 水 0 60 元 m3 3 主要材料预算价格 水泥 钢材 油料 砂石料均考虑从北海市建材市场购买 运到工地价格水泥 394 元 t 钢筋 3800 元 t 汽油 10110 元 t 柴油 8790 元 t 碎石 78 元 m3 块石 71 元 m3 砂 72 元 m3 主要材料预算价格见表 3 2 6 其他次要材料采用北海市 2014 年第 2 期信息价 4 1 4 有关费率和指标 本工程按其它水利工程取费 其中 1 其它直接费 计算基础为直接费 建筑工程费率为 2 5 安装工程费率为 3 4 2 现场经费 现场经费率见下表 3 间接费 管理费费率见下表 序号工 程 类 别计 算