南水北调中线干线工程建设管理局天津分局 天津市 300380
摘要：随着国家经济的蓬勃发展，我国的自然环境越来越糟。在水资源短缺、地域分布不均的今天，如何提高水资源利用率，保证居民用水的日常使用，已成为水利工作者思考的问题。随着人们对水的需求不断增加，居民对水的需求越来越高，长距离供水工程得到越来越广泛的应用。要想尽可能的提高供水效率，就必须从各个方面入手，以材料为基础，严格把控每一个环节。
关键词：长距离；供水工程；重力输水技术
引言
现代供水工程建设水平持续提升,越来越多先进的技术被使用到供水工程系统中,重力输水技术在现代各类供水工程中发挥的作用较为关键,使用率也相对比较高,能够实现对供水安全以及供水质量的保障。然而在实际的供水工程之中,施工单位必须要对建筑建设不规范以及投资成本过高的情况进行克服,成功完成供水工程建设。现在我国经济社会的发展水平还在不断提高,但是由于受到了自然环境的影响,我国的水资源分布情况并不均匀,同时利益于技术的发展,我国的大直径长距离输水系统已经得到了一定的应用,但是其中仍然有很多质量要点需要我们进行重点控制。
1长距离供水工程中的线路规划
长距离供水工程的目的是使两个水资源相差较大的地方实现相互补给。因此，对于该工程而言，供水过程中的线路一般较长，且所经地形复杂，沿途会有许多不同的线路。因此，如果对长距离供水工程进行合理规划，确保每一个环节的管道材料使用得当，就成为了水利工作者所思考的难题。在供水工程线路施工的过程中，施工单位应该留意以下几点：一是注意线路所经过的地形条件，确保管道远离滑坡以及凹陷等场所；二是注意管道铺设时沿途经过的建筑物，尽可能绕开，避免不必要的经济开销；三是如果线路铺设过程中出现与铁路或者公路等交叉的情况，运用合适的方式处理，尽可能地降低开销，保证各方面的安全；四是施工单位在对管道进行铺设时，加大转弯处的曲率直径，优化输水管的运水状态；五是在遭遇管道铺设必须要经过工业区等区域的条件下，考虑采用线路整合方式来进行处理；六是一定要综合考虑各方面因素对管道线路进行规划，确保管道维修和检测工作能够顺利地开展。
2工程设计难点
2.1环境因素
实例工程的规模庞大，面对的环境条件十分复杂，大致可以分为城市环境、野外环境。在城市环境当中，如果依照短距离管道设计方法，可能导致长距离管道局部暴露于外，很容易受到人为破坏，导致工程质量下降，而如果采用全段地埋模式，又难免会遇到其他管线的限制，两者之间出现冲突，所以给设计工作带来了困难；在野外环境当中，全段地埋模式具有良好适用性，但野外存在很多植被、动物，此时管道可能被植物根系缠绕或者被动物啃咬，导致管道缺损问题。
2.2管径选择
管径大小代表了输水管道在同一时间中的水体容量，与供水效率有直接关系，但如果管径过大，会受到多方面因素的限制，最终只会适得其反，所以原则上，管径必须合理选择。实例工程当中，因输水管道距离较长，导致其必须选择大口径管道以减小水损，而大口径管道会导致工程投资增加，要合理选择管径难度较大。
2.3管材选择
输水管材在长距离输水管道设计当中十分重要，其与施工的工作压力、地形地质、工期、安全、资金有密切关系，所以如果管材选择不当，将会带来负面影响。而实例工程当中，其管材市场中的管材种类很多，例如玻璃钢管、预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管等，这些管材在性能上各有优劣，相互之间难分伯仲，所以选择难度较大。
3长距离供水工程中的设计优化
输水管道是否能够顺利的开展运水工作，取决于管道设计是否合理，管道材料使用是否合适。
对于长距离供水工程而言，管道设计的最后方案直接关系到整个工程的资金投入，因此，做好管道设计优化工作，对于整个工程十分重要。那么如何在控制投入资金的基础上，尽可能地提高管道铺设的质量，就成为了施工设计师所思考的难题。水利工程设计者应当结合不同材料的经济性和技术性因素，再加以地形数据，合理地对整个流程进行规划。更详细地说，就是要确保管道的过水率满足标准，且管道线路的排布以及地形的情况都要控制在国家标准要求内，在选择输水管管径时，通过水力情况进行选择。
4应用重力输水技术设计管线的主要建筑物
4.1交叉建筑物设计
管道沿线需要对河坝进行穿越,桩体长度是65m,河床的水面线实际宽度达到5m,管底下方深度为1.5m的位置需实施换填施工,使用砂粒石料材料,形成混凝土垫块,将砂砾石覆盖到管顶上方,直到原本河床高程的位置,当地冻土深度不能超过输水管道的埋深。管线需穿越多处土路,同时还需穿越几处公路。需要对土路进行穿越时,应当选择开挖管沟的方式,管道铺设工作后展开,同时还应使用钢管套对管道加以保护。管线对柏油公路进行穿越时,此路段可采取顶管施工法。该管线还需对西气东输的管线进行穿越,管道交叉角度为90°,可从西气东输管线系统的下方进行通过,针对交叉部位,对管道的净空距离展开控制,使其需在1.0m以上,管道的中心线两端一定范围之内,需通过人工化的方式完成回填与开挖工作,如果有管道需暴露在外,应当实施保护,同时保护并行的光缆,结束施工后,将警示牌与管道交叉桩号设置管道的交叉部位,在管道的陡坡、拐弯以及分岔的位置建设镇墩,其材料为混凝土材料,通过使用沥青,实现防腐保护,精准控制镇墩的结构尺寸。
4.2对放空阀井与阀井检修
结合输水管道施工技术相关要求,结合输水管道的长度信息,需合理地对检修阀门展开设计,依照管道具体的铺设状况,完成阀门之间的距离的设置,也不能忽视可能会形成的各种事故,管道的具体强度,出现事故之后,进行排水工作的难以程度。
4.3设计闸阀流量计井
此井主要是时对分水口的具体分水流量以及首端处的引水流量实施控制,在对流量展开控制时,主要对调节闸阀进行使用,还需增设电磁流量计,应对闸阀的实际开度加以控制,以此来保障闸阀能够被正常有效地应用,不会轻易有故障。为确保流量计的流量传感器在测量时,管道中充满水,不能出现非满管状态,将管道布置为虹吸管,为保证测量的稳定性,应在传感器的前后设置一定长度的直管段。
4.4控制水锤破坏性
长距离重力输水工程中,水锤保护措施多样,包括超压泄压阀、缓冲排气阀、箱式双向调压塔等。从超压泄压阀保护措施入手分析,由先导阀与主阀组成,当管道压力达到极限时,阀门自动开启,以泄出流量方式减压,压力稳定安全运行的管道,阀门处于关闭状态。管道水锤压力得以有效控制,但对断流水锤负压情况无法控制,且国内的超压泄压阀都存在动作滞后1-2s、拒动作等问题。
结语
工业化发展的范围逐渐延伸,水资源方面的矛盾也更加明显,水资源显现出竞争性、基础性与稀缺性等特征。因此需要对再生水进行合理运用,同时也形成了长距离输水需求,研究了长距离条件下,应如何在供水工程设计中,运用重力输水技术,主要分析了基本设计要点。施工单位在具体建设活动中不仅要对设计要点加以把握,同时还要运用一定的安全措施,完成运行管理工作,保障供水工程可成功进行。
参考文献
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