简述长距离大口径压力输水管线工程设计要点

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1、简述长距离大口径压力输水管线工程设计要点　　摘要：本文针对远距离大口径压力输水管线的特点，通过对管线设计中管道走向、管材选择、经济管径确定、防水锤措施的论述，提出了设计中应注意的一些要点，希望对同类工程设计有一定的参考价值。关键词：远距离大口径管材选择压力输水管线水锤防护中图分类号：TV672文献标识码：A文章编号：远距离大口径压力输水工程的特点远距离大口径压力输水工程是城市供水系统中的一个重要组成部分,由于是压力输水，管道敷设受地形条件限制较小，管道可以穿越河流、铁路、公路等障碍物将水输送至目的地，工程应用较广。其主要特点是管线长、规模大、高扬程、多级提升、沿线地形复杂、投资费用大、水锤

2、威胁较为严重、安全稳定性要求高。其建设和运营需要投入大量的资金和消耗大量能源，施工周期长，因此对其设计要点进行必要的分析和探讨，无论从社会效益，还是从经济效益上讲都是很有必要的。管道走向的确定8管道走向的选择，是确定设计方案的关键所在，决定了整个设计的合理性、工程的造价及施工的难易程度。由于管线距离长、建设时影响范围大，管道定线是一项复杂、细致的工作，涉及到许多政府部门、企业和个人，工程前期应进行大量的现场调研及协调工作，使得走向方案具备可实施性，以免造成工程实施过程中的频繁改线，不但无法保证工期，也增加了工程造价。通过相关输水工程的设计和施工配合工作，总结出以下几点选线原则。(1)符合城

3、市总体规划及管道规划布局要求,布置管线时尽量缩短管线,但不一定最短就最好,要综合考虑。(2)应尽可能减小与各种障碍物及其他工程的相互影响，如遇河流、铁路、公路以及地质条件不利的地段则需进行防护。(3)尽量避免拆迁建筑物和占用农田，以降低工程投资。(4)布线时水力条件好，管理方便，电耗低。(5)管线应尽量沿现状或规划道路埋设，以便于将来维护管理(抢修、放水)。(6)为防止土壤对金属管道的腐蚀,应避免通过土壤腐蚀性大,导电率高的地段。(7)在方案设计阶段应将施工因素充分考虑到,保证设计的合理性。从上述原则可以看出，选线时应本着技术上安全可靠、节约能耗、降低投资、便于施工和运营维护的原则出发,8

4、并根据技术条件，综合考虑，多方案比较，以求达到合理。管材的比选在远距离压力输水工程中管道占投资的比重较大，因此管材的比选对节省投资、方便施工、安全运行意义很大。目前我国生产使用的适用于大口径承压输水的管材主要有钢管（SP）、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢夹砂管（RPMP）和球墨铸铁管（DIP）。因此，将围绕上述四种管材就以下几个方面做技术经济比选。工程力学性能钢管适用性最强，由于其环向强度、弹性模量较高，可承受较高的内水压力和管顶外荷，所以能适应各种地质条件，一般情况下不需做管道基础处理；球墨铸铁管承受外压的能力比钢管差，道路以下埋深相对较浅时应做加固处理，球墨铸铁管为柔性接口，抗

5、震性能高，管道转弯处需设支墩，以防接口脱落；预应力钢筒混凝土管为半柔性接口，要求管道基础变形不应过大，在砂夹石的管基上应作砂垫层，在松软黏土层上应做砂夹石过渡层，使管道敷设过程中减少产生集中应力，承受内外压的能力较强,；玻璃钢夹砂管为薄壁弹性管，承受外压的能力较弱，其环刚度为主要控制指标。一般埋地管环刚度采用5000～7500N/m，特殊地段（穿越公路等）需采用10000N/m。相对而言玻璃钢夹砂管壁薄，为柔性接口，对基础与回填要求较高。8水力条件大口径输水管由于其流量大、距离长，输水能耗较大,在保证输水的安全可靠的前提下，应优先选择水力条件好的管材,以节约运行成本。管壁粗糙度对减小水流阻

6、力，降低水头损失有着重要作用。钢管和球墨铸铁管的管壁粗糙系数n值为0.013,预应力钢筒混凝土管的管壁粗糙系数n值为0.011,玻璃钢夹砂管的管壁粗糙系数n值为0.009。可见玻璃钢夹砂管水力条件最好。耐腐蚀性及维护钢管内外壁需做除锈和防腐处理，除锈和防腐层的质量好坏，对使用年限有较大影响，长距离输水管线还可辅以电化学保护，以延长其使用寿命；球墨铸铁管具有良好的防腐性能，内防腐采用水泥砂浆衬里，外防腐采用喷锌和煤沥青防腐漆；预应力钢筒混凝土管和玻璃钢夹砂管耐腐蚀性能好，不需做内外壁防腐层。接口形式及可靠性钢管接口采用焊接，焊接质量达到规范要求的情况下，不会发生渗漏；球墨铸铁管密封性好，为柔

7、性接口，抗震性能高，但大口径球墨铸铁管管壁较薄，承插口端容易变形，影响管道敷设；大口径预应力钢筒混凝土管采用承插口连接，双O形橡胶圈止水，密封性能高，接口带有试压孔，安装后可每个接头逐一试压；玻璃8钢夹砂管接口一般为承插口橡胶圈止水柔性接口，抗震性能较好。综合比选管材的选择一般要根据工程的规模，管道的工作压力，各种管材的特点，口径适应范围、造价、施工条件、管道制造供货等方面综合考虑，合理地选择管材。每项工程都具有自身的特