供水管道设计及施工方案

管道设计及施工方案

目 录

1、工程概况.................................................................................................................. 1

1.1 概况.................................................................................................................. 1 1.2 互通必要性...................................................................................................... 1 2、生产水互通设计方案.............................................................................................. 2

2.1 供水量.............................................................................................................. 2 2.2 管道选型.......................................................................................................... 3

2.2.1 方案一 .................................................................................................................... 3 2.2.2 方案二 .................................................................................................................... 3 2.2.3 方案比较 ................................................................................................................ 3

2.3 互通条件.......................................................................................................... 4 2.4 管道路线.......................................................................................................... 4 2.5 管道安装.......................................................................................................... 4 2.6 过嘉陵江公路桥管段...................................................................................... 5

2.6.1 方案一过桥段 ........................................................................................................ 5 2.6.2 方案二过桥段 ........................................................................................................ 5

2.7 过路管段.......................................................................................................... 5 2.8 主要工程量...................................................................................................... 6

2.8.1方案一工程量 ......................................................................................................... 6 2.8.1方案二工程量 ......................................................................................................... 7

3、施工方案.................................................................................................................. 8

3.1 施工供电.......................................................................................................... 8 3.2 混凝土拌和站.................................................................................................. 8 3.3 管道安装.......................................................................................................... 8 4、主要资源配置计划.................................................................................................. 9

4.1 主要设备配置计划.......................................................................................... 9 4.2 主要劳动力配置计划...................................................................................... 9 5、设计图纸................................................................................................................ 10

I

管道设计及施工方案

1、工程概况

1.1 概况

水利枢纽在左、右岸各设置一套施工供水系统，两系统互相，分别为左、右岸施工区和生活区提供生产、生活用水。近期以来，由于遭受暴雨、洪水袭击，给水利枢纽施工供水系统汛后取水造成了事故隐患，为切实做好汛后工程的隐患排查减灾工作，提高水利枢纽生产水供应保障率，我部建议将左、右岸供水系统生产水互通，两岸供水系统互为备用，此举有利于施工供水系统的安全度汛和运行检修，为水利枢纽即将到来的大规模混凝土浇筑阶段施工生产创造良好条件。

1.2 互通必要性

目前，左、右岸供水系统取水泵站均存在事故隐患，取水均可能出现故障，可能出现中断供水的极端情况，左、右岸供水系统生产水互通后，可实现互补供水，大大降低施工期间的停水风险，保障水利枢纽的安全稳定供水。

（1）2010年7月23日，右岸取水泵站浮筒被激流冲至下游岸坡搁浅，浮筒与取水头部的连接脱裂，橡胶埋线管沉入水底。通过近日水位较低时的观察，橡胶埋线管已被上游冲下的泥沙和大量块石淤埋，取水泵站枯水期取水将较为困难，且枯水期正值施工高峰期，用水量较大，如取水泵站取水不足，将严重影响主体工程的施工。

（2）左岸取水泵站距离倒流明渠出口距离较近，泵站取水头部水流速度将大为提高，较大颗粒的泥砂及小石子更易于通过虹吸管进入取水泵房，取水泵房内泥砂淤积问题将更为严重，对取水潜水泵运行极为不利，潜水泵可能事故频发，供水系统极可能出现供水不足的情况。

（3）根据相关资料显示：长江上游最大含砂量为5.4kg/m3，金沙江为9.0 kg/m3左右，而广元地区嘉陵江段最大含砂量高达200kg/m3以上。含砂量高将导致取水构筑物泥砂淤积严重，对取水潜水泵、絮凝沉淀池的正常运行极为不利，供水系统故障率将大大提高。

（4）目前，左、右岸供水系统均无备用取水通道，因嘉陵江泥沙含量大，如取水泵站进行大规模清淤、检修，取水泵站将无法取水，供水系统将被迫在短

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期内中断供水。

（5）左岸供水系统4500m3生产调节水池后挡土墙出现严重变形，如挡土墙倒塌可能损毁主输水管道和水池，后果严重。

左、右岸生产水互通后，可为供水系统事故抢修创造良好的条件，确保系统连续供水，更有效的服务水利枢纽建设。

2、生产水互通设计方案

2.1 供水量

左岸供水系统生产水设计供水量5.5万t/d，平均供水量2291m3/h，右岸供水系统生产水设计供水量2.8万t/d，平均供水量1167m3/h。

根据目前统计的实际供水量左、右岸供水系统供水量均较低，根据《水利枢纽施工供水系统运行管理招标文件》预计的供水量，供水高峰期为2011年，详见表2－1、2－2。

表2－1 左岸施工区预计用水量表

名 称 水 计量 单位 m 3数 量 总量 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 表2－2 右岸施工区预计用水量表

名 称 水 计量 单位 m 3数 量 总量 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 左岸供水系统供水高峰期供水量7800000m3/年，供水系统年利用率为39％，右岸供水系统供水高峰期供水量2200000m3/年，供水系统年利用率为21.5％。

生产水互通管联通后，左、右岸供水系统可互补供水，供水量按左岸供水系统设计供水量40％考虑，即916m3/h，占右岸供水系统设计供水量的78％，互通管如按此供水量供水，可满足左岸和右岸用水高峰期需求。同时根据左右岸供水系统高峰期年利用率，供水系统可满足供水要求。

综上所述，生产水互通管供水量按916m3/h可满足施工高峰期用水要求，左岸和右岸供水系统均在设计供水能力内，满足供水要求。

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2.2 管道选型 2.2.1 方案一

在流量一定的情况下为尽量节省成本，管道选型时应充分考虑管道的经济流速，根据流量同时考虑管道的水头损失，查《给排水设计手册》可知，DN400管道在916m3/h时流速为1.96m/s，DN400管道经济流速为1.8-2.3m/s，符合经济流速的要求，故选用DN400钢管较为合理。

如选用较小管道，管道水头损失过大，水压无法满足用户要求，如选用较大管道投资过大，故选用DN400钢管较为合理。

2.2.2 方案二

根据供水量的计算，互通供水量为916m3/h时可充分发挥左、右岸供水系统供水效率，尽量满足施工高峰期间用水量要求，尽可能避免互通后供水不足的情况。查《给排水设计手册》可知，DN350管道在916m3/h时流速为2.m/s，DN350管道经济流速为1.6-2.1m/s，其流速已大于经济流速，供水管道偏小，供水量不能满足互通后高峰期用水要求。

但考虑左、右岸生产水互通后为互补供水，互通管主要在左岸或右岸供水系统故障检修时使用，供水量稍有偏小对水利枢纽施工影响不大，故可选用DN350钢管做为互通管。

2.2.3 方案比较

（1）经济性比较

方案一选用DN400钢管，其投资额约229万元，方案二选用DN350钢管，其投资额约213万元，方案二较方案一节省投资约16万元。

（2）供水量比较

方案一供水量能达到916m3/h，可充分发挥左、右岸供水系统的供水能力，最大限度的满足高峰期的用水要求。

方案二供水量约700 m3/h，与方案一比较供水量减少约25％，左、右岸供水系统均不能实现最大供水能力，如遇施工高峰期互通供水量可能不足，用户水压较方案一有所减小。

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2.3 互通条件

左岸水厂高程为EL.424m，生产水高位水池高程为EL.483m；右岸水厂高程为EL.407m，生产水高位水池高程为EL.472m。两岸生产水高位水池高程相差11m，连通条件良好。

左岸水厂生产水加压泵型号为：300S90A，H:86~78~70m，右岸水厂生产水加压泵型号为：KQSN300-M61482，H:80~70~60m，左、右岸水厂内加压泵房与生产高位水池高差分别为59m和65m，根据左、右岸加生产水压泵参数，均具备直接将互通水送到对岸生产水高位水池能力，有利于应急供水的需要。

综上所述，左、右岸高位水池高层和加压泵参数均能满足互通要求，左、右生产水互通条件良好。

2.4 管道路线

根据水利枢纽总体布局，管道走向尽量优化，选用最近路线。管道左岸接入点在左岸混凝土生产系统外加剂车间院内的DN600主管处，右岸接入点在右岸水厂生产水加压泵房出水主管处，其管道线路如下：

左岸接入点→沿左岸拌合系统沿江护坡侧敷设→沿嘉陵江公路桥人行道盖板涵内敷设→沿2#公路沿江侧敷设→从车家溪大桥底敷设→沿警消中心围墙外岸坡敷设→右岸水厂→右岸接入点。

互通管与两岸供水系统主管线接入点处安装蝶阀，以便于检修。

管道敷设原则上沿公路平行布置，2#公路沿江侧和过路段管道采用暗敷，其余部位基本上采用明敷。

2.5 管道安装

（1）管道连接方式

为提高管道安装质量，降低维护费用，管道采用手工电弧焊连接。 （2）管道防腐

管道安装完毕后涂刷红丹防锈漆一道，绿色面漆两道。 （3）管道镇、支墩

管道支墩间距≤6m，管道镇墩间距≤60m，在管道的转角处必须设置镇墩，管道镇支墩采用C20混凝土浇筑。

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2.6 过嘉陵江公路桥管段 2.6.1 方案一过桥段

根据现场查看，嘉陵江公路桥人行道盖板涵内空尺寸为：宽0.5m，高0.4m，DN400管道外径为0.426m，盖板涵尺寸偏小无法安装DN400管道，为确保左、右岸互通供水量，将DN400管道分为DN300、DN250两趟较小管道分别从上下游侧盖板涵内敷设过桥。

DN400管道过流断面面积为0.126m2，DN300管道过流断面面积为0.071m2，DN250管道过流断面面积为0.049m2，过流断面面积差值为：

0.126－（0.071＋0.049）＝0.006m2

由以上计算可知，DN400管道分为DN300、DN250两趟较小管道后过流面积相差很小，可满足互通供水量要求。

嘉陵江公路桥桥长450m，过桥段管道重量：DN300管道31.57t，DN250管道23.53t，共计55.1t，过桥段管道满水情况下管内水量为53.9m3，故过桥段管道在满水情况下重量为109t。过桥管道敷设于人行道盖板涵内，如将满水情况下管道重量折算为人群荷载则为1.98KN/m2（嘉陵江公路桥人行道宽为0.6m），荷载较小，对桥梁影响甚微。

2.6.2 方案二过桥段

同方案一计算，方案二仍将DN350管道分两趟DN250较小管道分别从上下游侧盖板涵内敷设过桥，分为两趟DN250后经计算过流断面相当。因过桥段管道小于方案一，故过桥段管道荷载小于方案一。

过桥段管道安装时，利用风镐先将人行道盖板涵面层细石混凝土凿除，后将盖板拆除，为不影响桥上交通，拆除盖板尽量放置于人行道上。管道安装完成后，将盖板及面层细石混凝土恢复。

2.7 过路管段

根据管线布置图，供水管线共有5处过路段，详见附图。其中过路段1利用现有涵洞过路，其余过路段开挖宽0.8m深1.2m沟槽，埋设DN500过路钢套管过路。为不影响交通，过路段施工时均采用半幅方式进行。

过路段路面混凝土采用风镐人工进行凿除，管道安装完成后进行回填夯实，

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采用C30混凝土恢复路面。

2.8 主要工程量 2.8.1方案一工程量

方案一主要工程量见表2-1。

表2-1 主要工程量表 序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 土建 土石方开挖 土石方回填 管道镇支墩混凝土 C25 盖板涵面层细石砼拆除 盖板涵面层细石砼恢复 C20 人行道盖板拆除 人行道盖板安装 管道拆除 路面混凝土破碎、弃渣 路面混凝土恢复 C30 围墙拆除及恢复 钢管、管道件及其他 钢管 DN400 钢管 DN300 钢管 DN250 钢管 DN500 蝶阀 DN400 伸缩节 DN400 闸阀 DN200 弯头及其他管道件 法兰 自动排气阀 DN50 钢结构 钢筋制安 项目名称 单位 m m m m m m m T m m 项 T T T T 台 台 台 T T 台 T T 332233333数量 230 200 210 13.5 13.5 450 450 10.6 20 20 1 165.7 31.57 23.53 3.5 2 9 2 1.1 1.2 8 1 0.5 备注 厚3cm 厚3cm，人行道宽0.5m，桥长450m 人行道宽0.5m 桥长450m 过桥段管道 DN150 1790m 过桥段，450m 过桥段，450m 过路套管 用于管道放空 用于管道支撑 6

序号 三 1 2 3 4 施工措施 项目名称 单位 项 项 项 m 2数量 1 1 1 20 备注 用于夜间材料设备看管 安全文明施工费 临时施工供电 材料二次搬运 临时值班用房

2.8.1方案二工程量

方案二主要工程量见表2-2。

表2-2 主要工程量表 序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 二 1 3 4 5 6 7 8 9 土建 土石方开挖 土石方回填 管道镇支墩混凝土 C25 盖板涵面层细石砼拆除 盖板涵面层细石砼恢复 C20 人行道盖板拆除 人行道盖板安装 管道拆除 路面混凝土破碎、弃渣 路面混凝土恢复 C30 围墙拆除及恢复 钢管、管道件及其他 钢管 DN350 钢管 DN250 钢管 DN500 蝶阀 DN350 伸缩节 DN350 闸阀 DN200 弯头及其他管道件 法兰 7

项目名称 单位 m m m m m m m T m m 项 T T T 台 台 台 T T 332233333数量 230 200 210 13.5 13.5 450 450 10.6 20 20 1 146.2 47.06 3.5 2 9 2 1 0.8 备注 厚3cm 厚3cm，人行道宽0.5m，桥长450m 人行道宽0.5m 桥长450m 过桥段管道 DN150 1790m 过桥段，450m 过路套管 用于管道放空 序号 10 11 12 三 1 2 3 4 项目名称 自动排气阀 DN50 钢结构 钢筋制安 施工措施 安全文明施工费 临时施工供电 材料二次搬运 临时值班用房 单位 台 T T 项 项 项 m 2数量 8 1 0.5 1 1 1 20 备注 用于管道支撑 用于夜间材料设备看管

3、施工方案

3.1 施工供电

为确保管道安装的用电要求，施工供电尽量就近搭接使用，如距离搭接点较远，采用50KVA柴油发电机供电。

3.2 混凝土拌和站

因管线距离较长，混凝土拌和站采用移动布置，配备一台JZC300混凝土搅拌机进行混凝土拌制。

3.3 管道安装

（1）管道过导流明渠时，沿导流明渠钢结构桥下游侧敷设，管道利用槽钢、角钢等固定于钢结构桥上。

（2）管路沿线地势较复杂，管道无法一次运输到位，部分管线在管道卸车后采用人工搬运至安装地点。

（3）管道安装过程中，在横穿公路时，采用空压机、风镐人工开挖1000×1000mm（宽×深）沟槽，内埋设DN500钢制套管，将DN400输水管道穿过套管后将路面恢复。

（4）为不影响交通，过路断管道安装时，采用半幅施工的方式进行。 （5）管道安装布管就位时，在地形许可的情况下，采用12T吊车布管就位，人工配合进行。

（6）遇陡坎等特殊地形需要架空时，用角钢、钢筋根据架空高度现场焊接

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三脚架，将输水管道架在三脚架上。要注意将三脚架布设在基础坚实地基上。

（7）焊接时，管道安装采用手工电弧焊，将管口边缘与焊口两侧打磨干净，使其露出金属光泽，将两管对口定出管道中心线，沿管子圆周方向点焊3处，将管道定位，然后对称性点焊，最后再仔细将管道焊接完毕。

4、主要资源配置计划

4.1 主要设备配置计划

主要施工设备配置计划见表4-1。

表4-1 主要施工设备配置表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 平板汽车 汽车起重机 柴油发电机 空压机 混凝土搅拌机 插入式振捣器 手风钻 电焊机 切缝机 手拉葫芦 手拉葫芦 规格型号 8T QY12 50kvA 3m/min JZC300 φ50 BX1-330-1 2T 1T 3单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 个 个 数量 1 1 1 2 1 4 3 4 1 2 2 备注 4.2 主要劳动力配置计划

主要劳动力配置计划见表4-2。

表4-2 主要劳动力配置计划表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 工 种 电焊工 电工 起重工 管道工 空压工 司机 混凝土工 9

数 量 5 2 1 5 2 2 2 备 注 序 号 8 工 种 普工 数 量 15 备 注 5、设计图纸

设计图纸另附。

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