范鸿雁安晓飞
天津市雍宜水工业科技发展有限公司天津市301700
摘要：随着城市集中供水方式的不断完善和建设，输水管线的设计也已经成为一个非常重要的课题，应从输水的可靠性、节约能耗、工程造价优化、减少漏损、采用新技术新材料等多方面考虑，保证输水管线能够满足日常供水要求。本文主要就输水管道选线布置、管线敷设、管材选择，附属设施及监控、控制等多方面进行论述。
关键词：输水管道；阀门井；排气阀井；泄水井；
1引言
为了确保给水厂的水源能够长期有效安全的得到保障，针对输水管线设计应该更加认真、负责，尽可能结合现场实际施工条件及工程自身特点，全面、严格进行输水管线设计，包括合理选择输水管线路由，管材的合理选择及远程监控控制系统到位，全方位保证输水管道运行安全可靠性。设计过程中不仅要保证管道设计符合国家及地方相关法规，同时更应该尽量避免工程造价高，降低管道输水能耗，并在后期管道运行中减少漏损，维护与管理中方便得当。
2输水管道定位
设计输水管道首先通过计算确定输水管道的输水能力，输水能力应按照最高日平均时进行设计，充分考虑输水管道的漏损量及给水厂自身消耗量。同时应根据该管道的功能或用途，确定是否涉及到区域消防补水量或消防量。一般情况下，输水管道宜为双根设计，以保证在事故工况下，另一根仍然能够维持给水厂70%的需水量。同时双根输水管道应在合适位置进行连通，通过阀门井控制开关，连通管道规格可选择与输水管道同规格，或者较输水管道规格小20%~30%。否则，除非是多水源供水或者是在给水厂进水前端设有足够大的调节水池也可。输送管道的流速一般控制在0.6~3.0m/s之间。
3输水管道的选线
输水管道选线应尽量顺直，减少线路长度，沿现有道路布置，少占绿地、农田，要便于施工和运行维护。输水管线的路由应充分尊重当地政府的意见，减少不可操作情况的发生。在此前提下，尽量选择最佳的地形和地质条件，减少穿越铁路、重要交通公路、河流坑塘、沼泽等，以降低造价和便于管理。
4输水管道的敷设
输水管道的埋深应根据当地冰冻深度、外部荷载、管材强度及竖向与其他管线的间距合理确定，尤其大管道的敷设在设计中更应该作为重点去研究确定。管道铺设前，必须认真检查沟底高程和管道基础，合格后方可安装管道。稳管时，将连接好的管道对准中心，在保证高程的前提下使管底与管基础紧密接触。管道安装后，应按要求适时回填土，并确保两侧对称、还土均匀，夯实质量。管道基础一般以原状土即可，遇到地质情况不好时应进行局部换填至原状土，对于松软地区可采用不低于C15混凝土基础，以保证输水管道运行中由于基础不平稳而发生断裂。若输水管道埋深在地下水以下时，应进行必要的抗浮验算。输水管道如遇到河流、湖泊、公路、铁路等障碍物需要穿过时，可根据现场实际情况选择顶管施工或牵管施工。一般管道规格小于700mm的采用牵管施工，大于700mm的管道则会采用顶管施工。牵管或顶管施工的操作坑应充分考虑管道的牵引角度。对于穿越河流及湖泊时应充分考虑它的底高程，以避免将来水利施工过程中对输水管道造成损坏，影响输水管道的正常运行，也会无形中增加管道的维护难度和成本。输水管道与建筑、铁路、其他管线的水平间距，应根据建筑物基础结构、路面种类、卫生条件、管道埋深、施工条件、管道工作压力等，不得小于室外给水设计规范要求。当输水管道与污水管道交叉时，应保证输水管道在上污水管道在下，同时管外壁间距应保证在1.5m以上，输水管道外应加密封性能好的套管，且套管两端应采用防水材料封闭，避免受到污染。若输水管道穿越河流、铁道等天然障碍物时，应经计算采取相应安全措施，并应征得有关部门的同意，以最终确定一套最为科学合理可行的设计方案。
5排气阀井、泄水井及阀门井的布置
针对输水管道的排气阀井、泄水井的布置，一般在2km范围内会分别设置一座，理想情况下为排气阀井泄水井呈间隔布置，这点对于平原地带显得尤为明显。另外，采用牵管或顶管施工段输水管道，排气阀井及泄水井布置基本原则为：穿越障碍物两侧，低处宜设置一座泄水井，高处可设置一座排气阀井。不同情况下排气阀井及泄水井的设置也有不一样的用途。比如说若在穿越障碍物前设置泄水井，目的是为了减少下部穿越管道的沉积量。穿越障碍物若不设置泄水井，但穿越障碍物后应设置排气阀井，同时间隔约200~300m距离应设置泄水井一座，主要目的是为了在下部穿越管道注水打压时，管道内沉积的泥会顺着管道而出，应保证及时将其排出。另外，泄水井的位置应视现场情况，决定是否设置湿井或排水管道，以避免将来管道安装及维护时水流四溢。对于长距离的输水管道而言，应分段设置阀门井，以保证管道施工竣工后分段打压、清洗、消毒，同时也方便将来管道的维护和清洗。通常阀门井设置原则为：当输水管道长度小于3km时，阀门井间距宜为1~1.5km；当输水管道长度大于3km但小于10km时，阀门井间距宜为2~2.5km；当输水管道长度大于10km并小于20km时，阀门井间距宜为3~4km。对于阀门口径的设计，应遵循的原则为：当输水管道规格不大于DN400时，阀门口径应与输水管道规格保持一致，当输水管道规格大于DN500时，阀门口径可缩小，但不能小于输水管道规格的80%。阀门和阀门井的选择：DN200以下阀门采用对夹式蝶阀；DN200以上阀门采用蜗轮式蝶阀；所有阀门的主轴材质均为不锈钢，外壳为铸铁，压力等级1.0MPa。
6管材的选择
输水管道可选用的管材很多，经过综合经济技术比较，一般管道规格小于DN800的多采用PE材质管道，该管材的原料不得含有再生料，采用热熔连接,阀门与管道之间采用法兰连接。考虑到牵管施工对管道的横向拉力，设计牵管部分输水管道压力等级一般为1.6MPa，管材技术标准要求应满足国家相关技术规范要求，并提供质检部门出具的产品合格证书。管道规格大于DN800的一般采用球墨铸铁管或钢筋混凝土管，穿越河流、铁路等管道选用钢管。当选用金属管材时应充分考虑它的防腐措施所有输水管道管材均应符合现行国家标准《生活饮水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219的规定。
7监测控制系统
对于距离较长的输水管道而言，应对输水管道的始末端进行流量和压力的监测，配备必要的事故抢修、巡回检查、和日常维修的移动通信设备，若有条件时可对输水设备进行远程控制。
8其他技术要求
管道安装完毕后进行打压试验,输水管道的试验压力不应小于管道工作压力的1.5倍。管道水压试验前，管道回填应符合以下规定：(1)管道安装检查合格后，水压试验前，管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5m；(2)管道顶部回填土应留出接口位置以便检查渗漏处。(3)水压试验合格后，应及时回填沟槽的其余部分。管道试压前应对管道系统进行充水浸泡，时间不应小于24h。管道充水后对未回填的外露连接点，包括管道与管道附件连接部位进行检查，发现渗漏应进行排除。管道分段试压合格后应对整条管道进行冲洗消毒。冲洗水应清洁，冲洗流速应大于1.0m/s，直到冲洗水的排放与进水的浊度相一致为止。管道冲洗后应进行含氯水浸泡消毒，经有效氯浓度不低于20mg/l的清洁水浸泡24h后冲洗，并末端取水检验，直至水质管理部门取样化验合格为止。管道发生交叉相碰时,应根据有压让无压,小管让大管的原则进行调整。牵管施工应由专业公司实施，以确保施工质量并避免事故的发生。施工过程中严格按照规范标准实施，避免人身及意外事故的发生。
参考文献
[1]《室外给水设计规范》（GB50013-2006）.
[2]《城镇供水长距离输水管(渠)道工程技术规程》CECS193-2005）.
[3]《生活饮水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T17219-1998）.
[4]《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）.