黔南布依族苗族自治州水利水电勘测设计研究院有限公司 贵州省黔南州 558000
摘要：本文以贵州省黔南州平塘县大塘镇镇村供水一体化工程为研究对象，通过比较、论证最终采用集中供水的，达到解决地势复杂高差较大的乡镇供水管材的目的，以供同类工程参考。
关键词：供水、解决措施、分析、应用；
引言
工程运用中，供水工程中大部分管材都采用PE管提及PE管一般给人以重量轻、运输安装方便的印象。但由于地势复杂的地质条件，实际工程中，如若布置PE管，在地势高差较大情况下势必造成管道损坏，这时钢管和球墨铸铁管的优势凸显出来。本文中大塘镇村一体化由于地势复杂落差大，交通运输极为不便，根据供水的实际情况来采用钢管和PE管供水方案，该方案目前已通过专家审查。
一.工程概况
平塘县隶属贵州省黔南布依族苗族自治州，东邻独山县，南与广西南丹县毗邻，西与惠水县、罗甸县相连，北与贵定县、都匀市接壤。海拔高程710m，距独山36km，距都匀66km，距罗甸122km，距贵阳市193km，距贵新高速公路35km，312省道公路穿境而过。县人民政府驻平湖镇，位于东经106°40′29″~107°26′19″，北纬25°29′55″~26°06′4l″之间。2014年全县辖平舟镇、牙舟镇、克度镇、大塘镇、者密镇、甲茶镇、掌布镇、通州镇、塘边镇、卡蒲毛南族乡共9镇1乡，共有121个行政村、1745个村民组、91427户、322875人、辖区面积2815.6km2、耕地面积277174.45亩，森林覆盖率52%。平塘县地处黔南山地南部，北高南低。年均气温16.7℃，年降水量1217mm。辖区河流均属珠江水系，主要河流有平舟河、曹渡河。
项目区位于大塘镇，大塘镇位于平塘县境西北部，北与掌布及惠水县的摆榜，东与牙舟，南与通州，西与惠水县羡塘等接壤。镇政府所在地大塘村距县城85km，平塘至贵阳公路穿过镇境，有公路通往掌布镇。2014年，平塘县行政区划调整后由原来的大塘镇、新塘乡合并组建了新的大塘镇。大塘镇是贵州省的20个极贫乡镇之一，现全镇总面积292.5km2，共辖12个行政村，1个居委会，157个村民组，547个自然村寨，总人口2.6万人，其中农村贫困人口9177人。大塘镇是苗族聚居的地区之一，镇内有布依族、苗族等6个少数民族，少数民族人口占53.65%。
大塘镇属典型喀斯特地貌，镇内最高海拔艮上坡1487.7m，最低海拔840m，平均海拔1150m，年平均气温14℃，年均降水量1350mm，大塘镇由于地形、气候独特，常年云雾缭绕，全年雾天达260天以上，被誉为黔南州的“青藏高原、避暑胜地”。气候冬冷夏凉，雨量充沛，是平塘县的高寒地带，常有春夏旱、倒春寒、洪涝、冰雹等灾害性气候出现，是全省凝冻灾害的重灾区之一。
根据相关规划，结合项目区供水现状以及镇区发展现状，依据区域供水规划、供水规模、水源条件、地形特点，确定本工程供水范围为：西关村（镇政府驻地）、里中村、胜安村、平坡村、水沟村、新营村、民联村、谷坝村、新光村、新场村和洋芳村，共11个村（公峨村水源条件好单独建设人饮工程），供水总人口25068人，其中：农村贫困人口8709人。
配水管网采用干管—分干管—支管—入户管的四级枝状管网布置方式，按全日制供水方式进行设计。本项目配水管网由4条干管、4条分干管和63条支管组成，总长155.217km。
二.地势复杂高差较大的管材选择
管材的选择根据工程的规模，管道的工作压力，输水距离的长短，工程的进度与重要性，以及工程所在地的地形、地貌、地质情况，当地管材的生产状况，应用管材的习惯，而后进行技术、经济、安全等方面论证综合比较后确定。
管材的选择原则为：
①工程的规模及重要性；
②管道口径及能承受要求的内压力和外荷载；
③管道使用性能的安全及维修工程量小；
④管道使用年限；
⑤管道输水能力相同情况下，造价最低；
⑥管道能满足工程地质、地形条件。
管材的发展在我国已经有了几十年的历史，各种管材均有其不同的应用领域及适用范围，目前在管道输水工程中比较多的有：钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管、聚乙烯塑料管（PVC-U）、超高分子聚乙烯管（HDPE）等，上述管材我省应用较多的主要有钢管、球墨铸铁管、玻璃钢管及超高分子聚乙烯管（PE），针对以上硬质和塑料管两大类型管材选择说明比较如下。
1）热镀锌钢管：热镀锌钢管应用历史较长，应用范围广，是一种传统的输水管材。钢管基体与熔融的镀液发生复杂的物理、化学反应，形成耐腐蚀的结构紧密的锌一铁合金层。合金层与纯锌层、钢管基体融为一体。故其耐腐蚀能力强。钢管一般选用螺旋焊接与直缝焊接管，具有强度高、可靠性高、适应性强等优点。
2）无缝钢管（内外涂塑）：无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。内外涂塑无缝钢管兼具了普通钢管的高强度及塑脂产品的抗防腐性能，产品抗压性能达到0-5.0MPa。制造长度一般为6m、9m、12m及不定尺长度。管道连接可采用丝口连接、法兰连接、卡箍连接、焊接等多种方式。内塑料层符合卫生要求GB/T 17219的要求，管材可用作输送生活饮用水。
3）薄壁不锈钢管：薄壁不锈钢管耐腐蚀不易生锈，使用安全可靠抗冲击性强。热传导率相对较低。但不锈钢管的价格相对较高，另外在选择时应采用耐水中氯水中氯离子的不锈钢型号。薄壁不锈钢管的连接可采用焊接接、螺纹、封压等方式。
4）球墨铸铁管：球墨铸铁管是上世纪九十年代广泛应用的输水管材，具有强度高、韧性好、延伸率大、耐腐蚀等特点，内壁衬水泥磨光防腐，外壁采用喷锌后涂沥青防腐，采用柔性T型接口，适应变形能力强，止水效果好，是一种较理想的输水管材。
5）超高分子聚乙烯管（HDPE）：超高分子聚乙烯管是一种大量用于人饮输水的管材，具有耐腐蚀、重量轻、运输安装方便等优点，管径315mm以下管径较为经济。
6）玻璃钢管：玻璃钢管全称缠绕玻璃纤维增强热固树脂加砂管，该工艺是以树脂为基本材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，以石英砂为填充材料而制成的新型复合管材。玻璃钢管采用承插式连接，橡胶圈止水，具有重量轻的优点，其内壁光滑，水力学性能好，糙率系数较低是其特点。但存在施工埋设时，需要先用沙或砾石铺设垫层，对回填材料的要求较高，因此施工非常麻烦，费用也高。玻璃钢管的内衬采用固性树脂，目前此种材料对饮用水是否会产生污染尚无定论，因此玻璃钢管如要用于输送对水质要求较高的原水，必须得到地区级健康卫生部门的检验和认可后方可使用。
本次设计主要从以下几个方面对管材进行比较，具体比较如下：
1、安全、施工角度
在安全使用方面，钢管、球墨铸铁管适宜于跨沟谷陡坡段的管基段、与建筑物交叉段、高压段、明管布置段，特别在贵州土石山区工作压力高、管径大、管线起伏的工程中应用广泛，技术上不存在难点。而玻璃钢管抗外压能力较差，对于跨沟谷陡坡段、地下水位下的管基段、与建筑物交叉段、高压段、明管布置段均不宜采用玻璃钢管。另外，玻璃钢管施工回填时程序较为复杂，不利于工程进度要求。
2、经济角度
从经济的角度分析，钢管和球墨铸铁管强度高，管材工作压力一般为2.0～5.3MPa，工作压力对价格影响较小。而玻璃钢管工作压力不同对价格影响较大，玻璃钢管工作压力为0.6～2.0MPa，其工作压力每提高一级，增加管材投资20%左右。故从经济方面，大管径管材，玻璃钢管有价格优势，最后为球墨铸铁管、钢管。
3、地形、地质条件
从地形条件来看，沿管线地形陡崖分布较广，管槽开挖困难；从地质条件来看，输水干管道穿越地区为土石山区，管槽开挖以石基开挖为主，开挖后的断面较为毛糙，对管材硬度有一定要求，较适宜于硬质管材。
4、水质安全、运行角度
玻璃钢管的内衬采用固性树脂，目前此种材料对水质是否会产生二次污染尚无定论，因本工程为人饮项目，因此，玻璃钢管如要用于输送人饮用水，必须得到地区级健康卫生部门的检验和认可后方可使用。而球墨铸铁管和PE管材不存在水质二次污染问题，可放心使用。
本项目为人饮供水项目，输送水厂净化后的净水，配水管网输水流量小，管径小，但因项目区地形级为复杂多变，经管网水力计算，部份管道所承受的最大圧力达到3.5MPa左右，管道压力较大，因此从供水安全、水质安全及造价方面考虑，设计采用以下两种管材：配水管网压力在1.6Mpa以上采用热镀锌钢管；配水管网压力在1.6Mpa以下采用HDPE高密度塑料管材。
结语高寒地带供水，管材选择影响因素有多种，其中地形地质条件为最重要影响因素之一，本工程之所以采用钢管主要是依据经济和施工条件来考虑的，球墨铸铁管造价高且施工不便。在特殊地形条件下，选择钢管是较优选择。