導(dǎo)語：溝管道引水工程設(shè)計(jì)方案探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]大西溝引水管道總水頭落差大、距離長、單級(jí)靜水壓力大、消能閥上、下游壓差大、冬季氣溫低、上游河道總輸砂量大、壓力分區(qū)多，致使輸水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難點(diǎn)比較突出。本文針對(duì)以上設(shè)計(jì)難點(diǎn)分別提出了設(shè)計(jì)方案。

[關(guān)鍵詞]總水頭落差大；單級(jí)靜水壓力大；上、下游壓差；設(shè)計(jì)難點(diǎn)

1工程概況

大西溝管道引水工程所在地為新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊河流域低山丘陵地區(qū)。工程主要由取水首部（引水涵洞、壓力前池、壓力管道和水質(zhì)預(yù)處理廠）、引水管道及消能減壓設(shè)施組成[1]。本工程引水管線最大引水流量為12.73m3/s。線路落差為656m，采用4級(jí)壓力分區(qū)，每級(jí)管道后部均接消能減壓設(shè)施，各級(jí)引水管道管材采用PC⁃CP管+球墨鑄鐵管組合方案，靜壓小于等于1.0MPa采用PCCP管，大于1.0MPa采用球墨鑄鐵管。（1）第一級(jí)引水管道。長10534m，最大靜水壓力156m，管徑2.4m，其中一級(jí)0+000~一級(jí)6+800為PCCP管道，一級(jí)6+800~一級(jí)10+534采用球墨鑄鐵管。（2）第二級(jí)引水管道。長13958m，最大靜水壓力175m，管徑2.4m，其中二級(jí)0+000~二級(jí)9+645為PCCP管道，二級(jí)9+645~二級(jí)13+958采用球墨鑄鐵管。（3）第三級(jí)引水管道。長7590m，最大靜水壓力152m，管徑2.2m，其中三級(jí)0+000~三級(jí)5+000為PCCP管道，三級(jí)5+000~三級(jí)7+590采用球墨鑄鐵管。（4）第四級(jí)及尾部引水管道。管道長度分別為8530m和1432m，最大靜水壓力分別為173m和26m，管徑2.2m，其中四級(jí)0+000~四級(jí)4+500及尾0+000~尾1+432為PCCP管道，四級(jí)4+500~四級(jí)8+530采用球墨鑄鐵管，尾部引水管道末端設(shè)置檢修閥室。該工程為Ⅱ等大（2）型城市供水工程，主要由取水首部、引水管道及消能減壓穩(wěn)壓設(shè)施組成。管道最大引水流量為12.73m3/s，最小引水流量為1.00m3/s[2]。

2工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

（1）管道沿線總水頭落差656m，落差大。（2）單級(jí)管道靜水壓力均在150m以上，設(shè)計(jì)壓力大；消能閥上、下游壓差比為58∶1，設(shè)計(jì)壓差大。（3）冬季氣溫低，極端最低氣溫-35.2℃，凍土深度1.62m。（4）上游河道總輸砂量為6.5萬t，輸砂量大。（5）引水管道壓力分區(qū)多，全線分4級(jí)壓力分區(qū)，輸水管道長43.2km致使輸水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)復(fù)雜[3]。

3工程設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)人員針對(duì)工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)在工程布置時(shí)采取了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。（1）針對(duì)總水頭落差大656m，采用4級(jí)壓力分區(qū)。單級(jí)靜水壓力最大175m，考慮水錘壓力后控制工況的設(shè)計(jì)壓力為230m，其余單級(jí)靜水壓力均在150m以上。本工程單級(jí)管道靜水壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遼寧省大伙房輸水工程（單級(jí)壓力分區(qū)靜水頭60m以內(nèi)）、山西省萬家寨引黃工程（單級(jí)壓力分區(qū)靜水頭80m以內(nèi)）等國內(nèi)代表性工程，目前僅有新疆阿拉山口供水工程壓力分區(qū)控制在靜水頭178m以內(nèi)，但其單級(jí)壓力分區(qū)178m的管道長度僅為930m，管徑僅為0.8m，其余長距離的分段靜水頭均在120m和140m左右。本工程單級(jí)靜水壓力分區(qū)在國內(nèi)同類工程中名列前茅。（2）針對(duì)單級(jí)靜水壓力高175m，選擇了合適的管材。在國內(nèi)首次在設(shè)計(jì)流量12.73m3/s，工作壓力230m（2.3MPa）工況下選擇DN2400的K9球墨鑄鐵管，并結(jié)合PCCP管解決了大流量、高水頭、長距離輸水管道管材選擇的難題。每級(jí)引水管道都由預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（以下簡稱PCCP管）+球墨鑄鐵管組成，靜水壓力小于等于1.0MPa采用PCCP管，大于1.0MPa采用球墨鑄鐵管，一級(jí)和二級(jí)管徑為2.4m，三級(jí)和四級(jí)管徑為2.2m。（3）針對(duì)管道末端高水頭、高壓差比（58∶1）選擇了安全有效的消能方式。每級(jí)管道末端均采用高壓差多級(jí)消能淹沒式調(diào)節(jié)閥，一級(jí)和二級(jí)消能閥設(shè)置4臺(tái)，采用2大2小，檢修閥對(duì)應(yīng)管徑分別為1.1、0.8m；三級(jí)和四級(jí)消能閥設(shè)置3臺(tái)，采用2用1備，檢修閥對(duì)應(yīng)管徑為1.1m。該閥消除靜水壓力175m水頭目前在國內(nèi)是首例工程，也是新疆第一個(gè)采用高壓差（58∶1）多級(jí)消能淹沒式調(diào)節(jié)閥解決消能水頭高、閥前閥后壓差大難題的工程[3]。（4）針對(duì)冬季氣溫低，全線輸水管道均為地埋，相應(yīng)建筑物均進(jìn)行保溫，相關(guān)閥門采用防凍型閥門。在新疆第一個(gè)采用防凍型進(jìn)排氣閥，至今運(yùn)行良好。全線共設(shè)置進(jìn)排氣閥77組（154個(gè)，每組2個(gè)DN200），平均700m設(shè)置一個(gè)。進(jìn)人孔結(jié)合進(jìn)排氣閥布置，進(jìn)排氣閥放置在閥房內(nèi)，進(jìn)人孔布設(shè)在鎮(zhèn)墩內(nèi)管道頂部，進(jìn)人孔直徑為700mm，閥房結(jié)合鎮(zhèn)墩布置。（5）針對(duì)上游河道總輸砂量大，在取水首部的壓力前池前設(shè)置圓中環(huán)沉砂池，利用圓中環(huán)沉砂池處理大量的推移質(zhì)和大顆粒懸移質(zhì)，處理后的水流入壓力前池，通過壓力前池的回轉(zhuǎn)式攔污柵處理水表層的漂浮物，最后將水引入水質(zhì)預(yù)處理廠對(duì)來水的渾濁度進(jìn)行預(yù)處理，處理后的水指標(biāo)達(dá)到100~500NTU以內(nèi)才引入下游管道，這樣大大減小泥砂對(duì)管道和閥門的磨損。（6）針對(duì)壓力分區(qū)多、輸水距離長致使輸水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)復(fù)雜，本工程首先在每級(jí)分區(qū)首部設(shè)置一定容積的穩(wěn)壓池，穩(wěn)壓池的容積用5min的引水量控制，給輸水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)留出充裕時(shí)間，其次制定詳細(xì)的輸水系統(tǒng)操作流程，并研制相應(yīng)操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制，少人監(jiān)管模式。

4結(jié)語

本工程的水力過渡過程計(jì)算成果、水錘綜合防護(hù)措施、在輸水管道適當(dāng)位置設(shè)置不同類型空氣閥的方法在同類工程中具有代表性。針對(duì)工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)所采用的設(shè)計(jì)方案兼具先進(jìn)性和實(shí)用性，具有良好的推廣和應(yīng)用前景，可以為解決類似工程設(shè)計(jì)難題提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.大西溝管道引水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.烏魯木齊：新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2014.

[2]李江，鄒世平，金波.長距離輸水管道設(shè)計(jì)與安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)［M］.南京：河海大學(xué)出版社，2020.

[3]張玲.烏魯木齊市大西溝管道引水工程水錘防護(hù)設(shè)計(jì)［J］.水利水電技術(shù)，2016（3）：36-38.

作者：張玲 單位：新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院