总体实施方案

〔二〕总体实施方案1工程目标作为EPC工程的总承包工程，在实施过程中将以发包人的利益为中心，对招标范围内的所有工程的工程质量、工期、造价、协调管理、工程平安、文明、健康、环保等方面进行全方位管理，响应招标文件的所有质量、工期和造价的目标，具体内容为：〔1〕质量目标1〕设计质量标准：合格。遵照国家、水利部及有关部门公布的相关设计标准、施工标准等进行初步设计阶段、技施阶段设计和施工效劳。设计的深度、广度满足水利部现行有关文件要求，并通过相关部门审查和获得批复。2〕施工质量标准：合格。施工工程质量符合国家和水利部现行的工程施工质量验收标准，工程一次验收合格率100%。按照国家和水利部颁发的施工质量验评标准对施工质量进行验评，单元工程的质量合格率100%，其中，安装工程优良率在90%以上。3〕管道生产采购质量标准：合格。工程货物生产制造采购质量符合设计图纸及有关标准标准要求，设备材料合格率100％。4〕试验质量标准：试验方法获得主管部门审查通过，试验设备均有合格证，试验过程有详细记录、试验结论有分析、归纳和总结成果，试验成果获得验证，改良建议合理。〔2〕工期目标按合同约定按期完成工程设计、采购和施工任务。工程开始时间为2014年12月29日，完成时间为2015年12月29日，总工期为365个日历天。主要控制节点日期为：1〕工程开始里程碑：2014年12月29日；2〕初步设计及通过审查：2015年2月28日；3〕初步设计批复：2015年3月5日；4〕技施设计及审查：2015年5月20日；5〕管厂设备安装、调试：2015年4月30日；6〕管道制造型式试验并取得全国工业产品生产许可证：2015年6月15日；7〕管材生产开始及管道安装：2015年6月20日；8〕管道安装完成：2015年11月15日；9〕水压及整体试验完成：2015年12月10日；10〕工程完工并提交生产性试验报告：2015年12月29日。〔3〕造价目标1〕总价及分项价控制在合同文件范围内。2〕及时结算工程价款。〔4〕工程协调管理目标工程协调管理目标：分工协作缜密有序。确保工程从设计、采购到施工的整个过程有条不紊，杜绝影响工程质量、进度的不利因素。〔5〕工程平安文明健康环保生产管理目标1〕工程平安目标①保证遵守国家法律法规、行业标准规程、行政主管部门及业主规定的工程平安程序和工作规程。②“双零”目标：建立有针对性的、可量化考核的工程平安生产责任制，力争做到人身伤亡和重大责任事故“双零”。③不发生一般及以上施工机械及设备事故。④不发生运输车辆交通平安事故。⑤不发生用电平安事故。⑥不发生有严重社会影响的平安事件。⑦严格控制各种习惯性违章。2〕文明施工目标：施工作业环境文明标准，创立文明施工工区。3〕健康目标：改善生产、生活条件；不发生人员食物中毒及传染性疾病。4〕环保目标：保护环境、文明施工、节能降耗、和谐开展。不发生环境污染事故；主要污染物排放到达国家和地方排放标准。2工程设计方案2.1设计工作范围及内容根据湖北省鄂北地区水资源配置工程生产性试验工程EPC总承包招标文件〔合同编号：EBSZY/SYD/EPC2014-01〕。本工程设计工作范围及工作内容为试验段及相关配套设施的初步设计、技施阶段设计，工程试验及验收等相应的技术支持和效劳等。2.2初步设计阶段2.2.1初步设计大纲见〔三〕工程实施要点1.3.1。2.2.2初步设计方案2.2.2.1总体目标及工作内容〔1〕总体目标设计报告完成时间不得迟于发包人要求时间。设计质量标准：合格。遵照国家、水利部及有关部门公布的相关标准进行初步设计阶段设计；设计的深度、广度应满足水利部现行有关文件要求，并通过相关部门审查和获得批复。〔2〕工作内容根据招标文件中发包人提供的资料，我方在其根底上，对试验段及配套设施的建设条件进行复核补充，对试验段的PCCP管、配件、镇墩及阀井等附属设施和工程试验进行详细设计。生产性试验的成果将效劳于整个工程的设计。生产性试验工程与鄂北地区水资源配置工程的关系就是局部与整体的关系，生产性试验的范围是工程总体的一局部。生产性试验工程涉及到的工程等级标准、规模、线路方案、布置方案、结构设计、施工组织设计及征地移民等诸因素均服从于工程的批复意见。2.2.2.2水文〔1〕总体目标通过相关水文资料分析，求得工程区的设计径流、洪水、泥沙等成果，为工程设计施工提供相关技术参数。〔2〕主要工作内容简要说明流域概况，根据可行性研究报告编制以后新增加的气象资料，复核流域及工程所在地区的气象要素特征值，说明可行性研究以后增加资料的径流系列和径流成果，进一步分析系列的代表性后，推荐初设阶段采用的径流系列和成果、进一步复核与干线相交河流的分洪设计洪水成果，进一步复核可研阶段泥沙成果，并对审查中提出的意见和问题进行补充。.3工程地质〔1〕总体目标复核发包人提供的初步设计阶段的地勘成果，提出满足下序设计专业需要的试验段工程地质资料，配合完成初步设计阶段技术文件的审查。〔2〕工作内容复核倒虹吸地段的地层岩性；复核膨胀土的分布特征及工程地质性质；复核穿越段地下水及含水层的分布特征；复核持力层及镇墩部位的地层岩性、埋深、分布特征及其物理力学性质和工程地质特性，确定持力层及镇墩土体主要物理力学参数及有关工程地质参数，评价环境水和土的腐蚀性，进行工程地质分段评价，评价工程地质条件和工程地质问题；复核施工围堰和管厂的工程地质条件，评价存在的主要工程地质问题；对天然建筑材料进行复核。.4工程任务、规模〔1〕总体目标本试验段是鄂北地区水资源配置工程的一局部，根据相关的审批意见，合理确定该工程的工程规模，为生产性试验工程设计施工提供相关技术参数。〔2〕工作内容概述工程所在地区的自然地理、社会经济状况，根据鄂北工程审批的工程任务，明确生产性试验工程工程任务及具体要求；根据工程总体布局、水资源配置及输水工程规模，确定生产性试验工程工程规模。.5工程布置及建筑物〔1〕总体目标根据工程建设条件，对试验段进行设计，到达初步设计深度，为后续技施设计奠定根底。〔2〕工作内容初步设计阶段完成如下内容：复核工程等级和设计标准；①确定管道线路轴线和布置；②对管道材料和管道止推型式分别进行比选；④在推荐的管线、管材及止推型式根底上，对PCCP管道结构、管道开挖及回填和管道止推型式等进行设计；⑤确定管道进排气、进人孔及放空系统的结构型式并进行设计。〔3〕初步设计简述根据发包人提供的条件，初步设计简述如下：1〕概述鄂北地区水资源配置工程生产性试验工程位于襄州区黄集镇~古驿镇之间的孟楼~七方倒虹吸上，桩号55+181~60+181，线路平面总长5.0km，设计流量38.0m3/s，由3根DN3800mm的PCCP管并排同槽布置，管道工作压力0.4MPa，设计压力0.6MPa。该段倒虹吸主要包括PCCP管道、镇墩和进排气阀、进人孔及放空系统等建筑物。2〕设计依据①根本资料《湖北省鄂北地区水资源配置工程生产性试验工程EPC总承包招标文件》《鄂北地区水资源配置工程生产性试验工程的设计报告》及批文〔湖北省开展和改革委员会《省开展改革委关于鄂北地区水资源配置工程生产性试验工程的批复》鄂发改审批效劳【2014】378号〕②设计依据的主要技术标准〔不限于〕《水利水电工程初步设计报告编制规程》〔SL619-2013〕；《防洪标准》〔GB50201-94〕；《水利水电工程等级划分及洪水标准》〔SL252-2000〕；《调水工程设计导那么》〔SL430-2008〕；《水闸设计标准》〔SL265-2001〕；《溢洪道设计标准》〔SL253-2000〕；《灌溉与排水工程设计标准》〔GB50288-1999〕；《灌溉与排水渠系建筑物设计标准》〔SL482-2011〕；《给水排水管道工程施工及验收标准》〔GB50268-2008〕;《水工挡土墙设计标准》〔SL379-2007〕；《埋地钢质管道阴极保护技术标准》〔GB/T21448-2008〕;《预应力钢筒混凝土压力管设计标准》〔AWWAC304〕；《预应力钢筒混凝土管》〔GB19685-2005〕；《水工混凝土结构设计标准》〔SL191-2008〕；《水工建筑物荷载设计标准》〔DL5077-1997〕；《水工建筑物抗震设计标准》〔SL203-97〕；《水利水电工程边坡设计标准》〔SL386-2007〕；《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计标准》〔SL654-2014〕；《给水排水工程埋地预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程》〔CECS140-2011〕；《城镇供水长距离输水管〔渠〕道工程技术规程》〔CECS193-2005〕；《建筑地基根底设计标准》〔GB50007-2011〕；《建筑地基处理技术标准》〔JGJ79-2012〕；《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕；《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕。3〕工程等级和标准①工程等别、主要建筑物级别和相应洪水标准a、输水工程建筑物试验性工程起止点桩号55+181~60+181，是鄂北工程的一局部，工程规模与鄂北工程规模相同，为Ⅱ等大〔2〕型。主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级，设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用200年一遇。b、水系恢复建筑物试验性工程管道沿线无大的河流，只与六干渠及六干渠二支渠交叉，输水管道从渠道下面穿过。在管道施工回填完毕后，恢复干渠功能，干渠的规模和等别不变。c、跨渠交通桥本工程一般采用上跨或下穿立交跨越现有县道以上公路。跨渠交通便桥为等外级。与试验性工程交叉的均为村村通道路，在输水管道施工完工后恢复交通功能。②抗震设计标准工程区位于秦岭褶皱系南缘。南部为扬子准地台，区域稳定性较好。根据《中国地震动参数区划图》〔GB18306—2001〕，工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震根本烈度为Ⅵ度。本工程的抗震设防烈度为6度，可不进行抗震计算，采取适当抗震措施。③技术标准和主要设计允许标准a、管道等建筑物本工程范围内全线为土基。管道、镇墩、进排气阀井及放空阀井属2级建筑物，抗滑稳定平安系数大于1.5，抗浮稳定平安系数大于1.1。在各种计算情况下，平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍；闸室基底应力的最大值与最小值之比按2.0来控制。阀井为2级建筑物，平安超高设计取0.5m，校核取0.4m。b、管道根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计标准》〔SL654-2014〕，PCCP管道结构设计使用年限为100年。PCCP结构平安等级取二级〔严重〕。裂缝控制等级为一级。混凝土强度等级不小于C50，砂浆保护层强度不低于M45，砂浆保护层厚度不小于20mm；钢筒厚度不小于1.5mm；PCCP管预应力钢丝采用冷拔钢丝。4〕线路轴线选择试验性工程线路在二广高速以东至白河右岸区间内，整体布置该段线路时，考虑穿越焦柳铁路、G55高速和G207省道的难度，并考虑周围其他专项设施的影响，线路在襄州区黄集镇大王家村北部穿焦柳铁路后向东南偏转27.8°，在襄州区黄集镇泰山村附近与G55二广高速公路、G207公路立交；随后线路避开樊庄水库，在水库北侧和中王村之间穿过，在古驿镇余沟村南侧向东南偏转12.4°至白河西岸。线路沿线布置时尽量减少移民占地、避开水库及专线设施等。根据上述总布置，试验性工程线路轴线已确定：自桩号55+181起，沿SE65.9°方位向东南延伸，在桩号56+650附近穿越引丹六干渠后，沿樊庄水库北侧的杨庄村和引丹六干渠之间继续前行，然后在桩号57+757处向东北偏转13.3°后延伸至中王庄村南侧的桩号59+517处，接着再向东南偏转34.6°，沿樊庄水库东侧前行0.664km到达工程终点桩号60+181。5〕建筑物型式主要对输水管道的管材和管道止推结构型式分别进行比拟。①管材比选管道结构型式主要是管材的选择。从管材的水力学性能、技术性能、地基适应性、经济性等多个方面进行综合比选。a、管材选择原那么管道平安可靠，施工便利，维护量小；管道材质符合饮用水卫生标准；管道有较强的抗腐蚀能力；管道经济实用。b、管材比拟本工程具有高水头、长距离、大口径、等别高等特点。结合国内已建工程的应用情况，本次选择PCCP管、钢管和玻璃钢夹砂管作为本工程的备选管材。Ⅰ〕水力学条件分析钢管采用内涂层防腐时糙率为0.009~0.011，PCCP管糙率为0.011~0.0125，玻璃钢夹砂管糙率为0.009~0.011，在同等管径的情况下，玻璃钢夹砂管和钢管的过流能力较强，PCCP管过流能力稍低。Ⅱ〕技术性能方面GB/T19685-2005中PCCP管道直径最大为DN4000mm，工作内压最大为2.0MPa，覆土深度最大为10m；GB/T21238-2007中玻璃钢夹砂管最大直径为DN4000mm，工作内压最大为2.5MPa，未列最大覆土深度。根据国内工程应用情况，大口径玻璃钢夹砂管应用少见，且生产质量良莠不齐；PCCP生产所用材料为普通建筑材料，生产过程中质量易于控制；考虑本工程特点和技术特性，对于承受外压能力方面，PCCP管较大，钢管及玻璃钢夹砂管次之，因此，从技术性能方面，优先选用PCCP管。Ⅲ〕地基适应性及回填料要求本工程中管道沿线主要为粘土、壤土，从就地取材回填的原那么上考虑，三种管材均适用，但钢管和玻璃钢夹砂管回填料要求较PCCP管高。Ⅳ〕抗腐蚀性能方面PCCP管及钢管受地下水及场地土的腐蚀性影响，需采取一定的防腐措施，管道造价增加。玻璃钢夹砂管本身耐腐蚀能力强，不存在额外防腐措施。Ⅴ〕施工及维修方面。PCCP采用承插接头，接口方便，但单节管长、管径大，管道较重，吊装和搬运相对困难；钢管现场焊接工作量大，且对施工场地要求较高；玻璃钢夹砂管单管长度长，接头较少，自重小，装卸和搬运相对容易，但因刚度较小，回填夯实的要求较前两种高。从定期维护检修考虑，钢管维护费用较高，PCCP管次之，玻璃钢夹砂管维护简单。从施工及维护方面，三种管材各有优缺点。Ⅵ〕管材造价以输送相同流量为前提，不同管材管径代换，钢管和玻璃夹砂管管径3.6m，PCCP管径3.8m，综合估算管材及安装费，钢管较PCCP管增加约0.7万元/m，单米价格最高，玻璃夹砂管较PCCP管增加约0.4万元/m。经综合考虑技术可行性、适应性、施工难易度、运行管理和经济性等因素，本工程以PCCP作为推荐管材。②管道止推形式比选在压力管道方向改变处由于管道内水的水流方向发生改变会对管道产生不平衡推力，为防止管道接头拉开，需对推力进行充分限制。抵抗推力的途径通常有两种：依靠管道自重、上覆土重及管内水重共同产生的摩擦力；依托支撑配件的土的被动土压力。假设摩擦力和土的被动土压力缺乏以平衡推力，那么必须设置止推装置。根据本段管道沿线地形特点及布置，共有6处转弯段管，其中平面转弯管2处，转角34.6°、13.26°；纵向向下弯管2处，纵向向上弯管2处，最大转角为1.39°。为了到达工程设计合理、运行平安、管理方便、节省投资和节约空间资源，对不同弯管处进行止推结构形式比选。管道的止推形式通常主要有①小转角的接头、②限制性接头、③镇墩以及④前几种止推形式的组合等形式。经计算分析比拟，并结合管顶覆土厚度等因素，管道的止推措施采用混凝土镇墩。6〕工程总布置试验性工程主要建筑物有沟埋式PCCP、镇墩、进排气阀井、检修进人孔和放空设施等。试验性工程各建筑物布置服从工程总体布局，并满足其功能要求。①管线布置a、平面布置试验性工程线路平面总长5.0km，由二广高速东侧桩号55+181〔x=3582530.1777，y=496724.7445〕起，沿SE65.9°方位向东南延伸2.576km后到达樊庄水库北侧桩号57+757处，向东北偏转13.3°后延伸至桩号59+517，再向东南偏转34.6°沿樊庄水库东侧前行0.664km到达工程终点桩号60+181〔x=3580676.4686，y=501272.2591〕。管线在平面上共转2次弯，转弯半径按15m控制。b、纵剖面布置根据试验性工程区地形及地质条件，纵剖面布置以线路尽可能顺直、减少开挖与回填及管顶最小覆土深度控制2m为原那么。线路纵剖面起点管道中心高程125.30m，水平延伸264m后在桩号55+445.66处以0.54°向下转角延伸至桩号56+606.20处〔此处管道中心高程114.40m〕，再以0.54°向上转角并延伸至桩号59+600〔此处管道中心高程114.73m〕，而后以1.38°向下转角并延伸至桩号59+986.76〔此处管道中心高程124.08m〕，此后以1.39°向上转角并延伸终点60+181〔此处管道中心高程124.09m〕。管线在纵剖面布置上共转4次弯。c、横剖面布置试验性工程采用3根DN3800mm的PCCP管并排同槽埋设。根据管道安装、管基回填及施工要求，三根管道中心距为6.0m。管间净距1.6m〔因管壁厚度不一致而略有差异〕，两侧管外宽度均为0.8m，开槽底宽18.0m。管道铺设在未经扰动的原状土地基上，管基计算支撑角90°，设计支撑角120°。根据管基沿线的地形地质条件和埋深，采用三种典型的横断面布置方式：Ⅰ〕普通开挖段普通开挖段指管道开挖深度小于14.6m的管道段，管槽基底算起，开挖深度小于8.0m的管段临时开挖边坡为1：1，开挖深度大于8m的管段临时开挖边坡1：1.5，每8.0m设一级2.0m宽马道。管顶覆土回填至原地面高程，回填顶部为耕植土。管道穿越塘堰地段，管顶覆土2.0m，在开挖边界外每侧向外延伸2.0m宽作为管道保护范围。Ⅱ〕高开挖段高开挖土方段指管道开挖深度大于14.6m的管道段，临时开挖边坡为1：1.5，从管槽根底算起8.0m处设置一级马道，马道宽2.0m。管身采用C25混凝土外包，外包最小厚度为50cm，外包混凝土底宽17.4m，高5.4m，在PCCP上半周与混凝土接触面间设厚度为4mm的SBS改性沥青卷材，管顶覆土回填至原地面高程，回填顶部为耕植土。Ⅲ〕跨渠段本段管线与引丹六干渠和六干渠二支渠立体相交，管线顶部位于渠底，交叉部位采用PCCP结构外包混凝土，外包尺寸同Ⅱ〕，渠道在外包混凝土顶部进行恢复。穿渠道管段分别为56+616.3~56+686.3和59+535.8~59+562.5〔内含1.662m的配件管〕，共计长度100m。②镇墩布置本段管道沿线共布置6处转弯管，其中平面转弯管2处，转角34.6°、13.26°，经计算均需设置镇墩；纵向向下〔上〕弯管4处，最大转角为1.39°，经计算不需要设置镇墩。管道在转弯处均采用钢制配件，钢管承受内水压力，因钢管管径较大，承受外压能力低，全部外荷载由钢管外侧的包封C25砼承当，管顶覆土深均小于8.0m，除与放空管结合布置的3#镇墩包封砼厚度采用1.0m，其余采用0.5m；此类墩体归类到镇墩中。弯管处的镇墩总数量共6个。为确保输水主管道在运行及检修时平安，沿线布置附属设施，本段通排气阀井7处，其中1处在平面弯管段，2处在纵向向下弯管处，其余4处在平直管段；放空设施1处，放空管在转角0.54°的纵向向上弯管处。与通排气阀管、放空管相通的主管道采用三通钢制配件，除4处三通配件管道结合前述弯管处的镇墩一起布置外，其余直管段的4处布置在钢制三通配件外包封C25砼的镇墩处。综上所述，镇墩数量共有10个。③管道附属设施布置a、进排气阀布置管道中进排气阀的功能主要是在管道充水阶段排出管内空气；在运行阶段，排出管内水体携带的微量空气，防止管内气囊对水流阻碍，防止空蚀；管道放空或事故检修时进排气阀为管道补气，防止管道产生负压。进排气阀一般布置在管道凸点处、立面转弯处及管道末端。参照类似工程经验，本阶段进排气阀在管道凸点处设置，在管线平缓段按照每500~800m左右设一处充〔排〕气阀井，每处单管配置两个进排气阀。本工程进排气阀共计7处。b、检修进人孔布置根据《给排水设计手册第三册〔城镇给水〕》中输配水管渠布置的一般要求：重力输水管渠应根据具体情况设置检查井。参考类似工程经验，试验段检修进人孔根本按每2.0km设置一处，并结合进排气阀井布置。本工程全线检修进入孔共计3处。c、放空设施布置放空设施布置在管线下凹部位，一般接近河道、渠道或水库。根据72km倒虹吸附属设施布置，在本试验工程内有一放空设施，位于桩号56+611处的管线下凹部位，管道放空至樊庄水库。放空设施主要包括主管连接管、放空阀井、消能井及尾水渠三个局部。为防止倒虹吸管道局部检修时全线断水，放空系统按单管单控设置，可单管翻开，亦可实现多根管道同时放空。放空系统与输水管道退水口段混凝土镇墩衔接，镇墩段长11.0m，混凝土强度等级C25，主管道上半周与镇墩混凝土接触面设垫层。放空优先考虑自排方式，在排不净的情况下采用抽水泵进行排水。DN1000放空管分别从输水主管道的底部引出至阀井，阀井内设置3套手电两用检修和工作阀组，放水管经检修阀、工作阀后，接并联钢管入湿井，经湿井消能后，在井壁下游墙体的高程119.5m处通过自流出水口，将水排入水渠，再引至放空系统旁的原渠沟，最后汇入樊庄水库；在无法自流时翻开位于湿井内的抽水泵，通过埋置于自流口左侧的钢管将水抽排入渠。7〕主要建筑物设计①PCCP管糙率确实定目前国内已建工程中，大口径PCCP管糙率一般在0.011~0.0125之间。对全长72.08km的倒虹吸压力管段选取0.011、0.0115、0.012和0.0125等不同糙率进行管道水力计算，糙率每增加0.0005，水损增加约1.2m，约8%。考虑到管道接头较多，管件生产工艺及长期运行等不确定因素，本阶段糙率按照0.012取值。②管道结构设计试验性工程线路平面总长5.0km，管道由PCCP和配件管组成，其中PCCP长14.64〔4.88×3〕km，其他为配件管。a、管道内水压力本段管道工作压力取0.4MPa；根据CECS140-2011,设计压力取为工作压力的1.5倍，即0.6MPa；根据《给水排水管道工程施工及验收标准》〔GB50268-2008〕，管段试验压力取工作压力的1.5倍，即0.6MPa。b、管道覆土厚度管道管顶覆土一般回填至原地面高程，厚度范围为2.0~9.0m。管道结构设计时，覆土厚度分级越细，工程造价越小，但覆土厚度等级过多会增加管型，为管道生产和安装带来不变，增加模具和安装费用。本次设计管线长度较短，初步采用一种管芯厚度进行设计，采用的覆土等级分别为4m和8m。因覆土厚度大于8m的管段所占比例很小，本次设计在覆土大于8m时采用混凝土外包PCCP的结构型式，混凝土内部PCCP结构采用覆土4m的管道结构。c、管道结构PCCP分为两种类型：内衬式管〔LCP〕和埋置式管〔ECP〕。本工程管道直径3800mm，采用接头为双胶圈的埋置式预应力钢筒混凝土管〔PCCPDE〕。管道每节长5m，采用双胶圈钢制承插式接头。插口钢环设两个凹槽，O型胶圈填充于凹槽内。管道接头有适应微量变形的能力，每节管接头允许最大变形转角为0.5°。为防止管口钢制承插口腐蚀，生产后先进行防锈处理，管道接头安装完毕后需对内外接缝进行处理。本工程根据实际情况采用刚性和柔性两种做法。刚性接口用于大局部管段，其做法为在内、外接缝内填充水泥砂浆。柔性接口用于地基变化或镇墩与管道相接易产生不均匀沉降的部位，其做法是在缝内填充聚乙烯低发泡闭孔板，外侧用聚硫密封胶封堵。根据覆土厚度分级进行结构计算，初步拟定本段管道采用两种管型，结构参数见表.5-1。表.5-1PCCP管型参数表管型工作

内压

〔MPa〕覆土

厚度

〔m〕混凝土

强度等级缠丝

层数管芯

厚度

〔mm〕钢丝

直径

〔mm〕管材

壁厚

〔mm〕缠丝

面积〔mm2〕Ⅰ0.44C55130073322732Ⅱ0.48C55232073664310③管道开挖及回填设计管道开挖、回填分普通开挖PCCP直埋段、高挖方和跨渠混凝土外包PCCP段及配件管外包混凝土段。a、普通开挖PCCP直埋段普通开挖PCCP直埋段指管道开挖深度小于14.6m的管道段，普通开挖段总长4590m。从管槽基底算起，开挖深度小于8.0m的管段临时开挖边坡为1：1，开挖深度大于8.0m的管段临时开挖边坡1：1.5，每8.0m设一级2.0m宽马道。管底20cm采用人工开挖至设计高程。本段3根DN3800mm的PCCP管并排同槽埋设，根据管道安装、管基回填及施工要求，三根管道中心距为6.0m，管间净距1.6m〔因管壁厚度不一致而略有差异〕，两侧管向外预留外宽度均为0.8m，开槽总底宽18.0m。管道铺设在未经扰动的原状土地基上，管基计算支撑角90°，设计支撑角120°。管沟回填一般采用开挖的合格渣料，回填料中剔除树根、杂草、垃圾等有机物，不允许有大颗粒石块等不合格材料。管沟回填分为五个区域：Ⅰ区为管道中心线以下的区域，回填材料为原状土，压实度≥95%，回填区不得有大于50mm的石块，底部铺设20cm厚原状土后压实，待管道安装就位后再填充两侧弧形根底，靠管壁侧掖脚难以密实部位回填中粗砂，其他部位为原状土；Ⅱ区为管道腰线至管顶以上50cm、管外侧50cm以外至开挖边线的区域，回填材料为原状土，压实度≥90%，回填区不得有大于150mm的石块；Ⅲ区为管道腰线至管顶以上50cm、两侧管外50cm以内的区域，回填材料为原状土，压实度≥90%，管顶外壁120°范围内不压实，回填区不得有大于50mm的石块；Ⅳ区为管顶以上50cm起至原始地面〔管顶覆土1.65m以下〕以下50cm的区域，回填材料为原状土，压实度≥85%，回填区不得有大于500mm的石块；Ⅴ区为Ⅳ区以上50cm的范围，回填料为耕植土，不压实；考虑管道的压实情况，回填时预留沉降工程量。在同一分区内回填时，由3根管道形成的四个小区域应同时上升，回填总高差不超过20cm。管线沿线最小覆土厚度按照2.0m控制；穿越塘堰地段回填宽度至槽顶开口线外各向两侧延伸2.0m作为管道保护范围。b、高挖方和跨渠混凝土外包PCCP段Ⅰ〕高挖方混凝土外包PCCP段高挖方段指管道开挖深度大于14.6m的管道段，共计长度200m〔内含5m长配件管〕，高挖方段桩号55+950.18~56+150.151。管槽临时开挖边坡1：1.5，管槽基底算起8.0m处设置一级马道，马道宽2.0m。管道根数、间距及开挖底宽同普通开挖段。管身采用C25混凝土外包，外包最小厚度为50cm，外包混凝土底宽17.4m，高5.4m，在PCCP上半周与混凝土接触面间设厚度为4mm的SBS改性沥青卷材。管沟回填压实度要求同普通开挖段，回填分区与普通开挖段略有不同。外包混凝土顶部以下的回填区为Ⅱ区，外包混凝土顶部以上回填分区同普通开挖段。Ⅱ〕跨渠混凝土外包PCCP段本工程管线与六干渠和六干渠二支渠立体交叉，管线从渠道底部穿过。穿六干渠渠道桩号为56+616.3~56+686.3，空间长度为70m；穿六干渠二支渠桩号为59+535.8~59+562.5〔内含1.662m的配件管〕，空间长度为25m，两段长度共100m。管道根数、间距、开挖底宽和边坡同普通开挖段。穿渠时采用PCCP采用外包混凝土结构型式，外包尺寸同高开挖段。管沟回填要求同普通开挖段，回填分区同高开挖段。因管线由渠道底部穿过，管道回填后按原规模恢复。跨渠道PCCP外包砼，与一般PCCP管道采用柔性连接，再柔性连接一节PCCP管后，其余管采用刚性接头。c、配件管外包混凝土段管线沿线布置有镇墩、进排气阀、检修进人孔和放空阀。在这些部位及非整数管节的连接部位均采用配件管。配件管包括直管配件、三通配件和弯头配件，总计17处，空间总长120.166m。配件管采用Q345钢板，壁厚20mm，内外设置钢筋网，并喷5cm厚的M45水泥砂浆保护层。考虑到管径较大，采用PCCP管外包C25砼以承受全部外荷载。除与放空管相接的主管道外包封1.0m厚外，其余包封厚度均为50cm。配件管与PCCP采用承插方式连接。除与配件管连接的PCCP连续两节采用柔性接头外，其他PCCP间接头均采用刚性接头。管道根数、间距、开挖底宽和边坡同普通开挖段。管沟回填要求同普通开挖段，回填分区同高开挖段。④镇墩设计镇墩分两大类：一类是单独布置，共2个，即水平转角处的8#镇墩和纵向向上转弯处的9#镇墩；另一类是结合阀井管布置的三通镇墩，共8个，其中7处与通排气阀结合布置，分别为1#、2#、4#、5#、6#、7#和10#镇墩，另1处与放空管结合布置，为3#镇墩。a、单独镇墩该类镇墩共2个，8#镇墩的管道轴线水平转角34.6°，通过计算需要设置镇墩来止推；9#镇墩的管道纵向向上转角1.38°，属于在钢制配件外包封砼镇墩。此类镇墩以8#镇墩为代表进行介绍。8#镇墩中心桩号位于59+521.42处，约呈扇状，起点桩号59+507.02，终点桩号59+535.82，内侧直线长21.58m，外侧折线长36.8m，沿管轴线方向的墩体中心尺寸28.8×22.8×6.8m〔轴向长×宽×高，下同〕，采用三级配C25砼，镇墩外侧布设钢筋网，为加大钢管与混凝土之间的连接，在管道转弯处加翼环，在钢管末端设置止推环。为防止因镇墩砼与管道荷载不同而造成两者沉降不同步，在钢管上半周与镇墩接触处设一层4mm厚的SBS改性沥青油毛毡，以减少管道损坏。镇墩处主管道内径DN3800，管道中心高程114.72m，镇墩底部高程110.82m，顶部高程117.62m，镇墩四周回填土至地面高程119.89m，埋深9.07m，开挖坡比1：1.5〔其他镇墩埋深为6.7～12.74m，开挖坡比采用1:1或1:1.5〕，回填土压实度同管道外包砼段。镇墩坐落于粘土层上，为防止因镇墩沉降造成与上下游侧的管道夹角过大，引起平安事故，对镇墩根底先进行夯实，再铺设C15砼垫层；因镇墩根底开挖在上下游侧管道底部形成的超挖区，先回填砂砾石后再铺设连接管道垫层和管道，回填砂砾石长度根本按一节管长控制。b、三通镇墩三通镇墩分为与通排气阀井结合的镇墩和与放空管结合的镇墩。Ⅰ〕与通排气阀结合布置的镇墩此类镇墩共有7个，以1#镇墩为例进行讲述。1#镇墩位于桩号55+445.66处，根据地形和管线布置，管道在此纵向向下转弯，转弯角度0.54°；据通排气阀布置原那么，在此凸点处设置通排气阀，管道采用三通配件，因转角较小，只需在配件外包封砼。镇墩结构尺寸满足自身稳定、应力要求即可。主管道内径DN3800，管道中心高程125.3m，镇墩基底高程122.8m，顶面高程127.8m，镇墩外侧回填土至地面高程129.50m,回填土压实度同管道外包砼段。钢管外包封砼强度等级C25〔三级配〕，厚度按照0.5m控制，结构尺寸5.0×17×5m，镇墩外侧设钢筋网。镇墩根底超挖和根底处理同上。主管道的钢管顶部开口接通气管，上部通气阀井设计详见“附属设施设计”。Ⅱ〕与放空管结合布置的镇墩该镇墩共1处，为3#镇墩。3#镇墩位于桩号56+606.2处，管道在此纵向向上转弯，转弯角度0.54°；此镇墩与放空设施的放水管相接。管道采用三通配件，因转角较小，只需在配件外包封砼。镇墩结构尺寸满足自身稳定、应力要求即可。主管道内径DN3800，管道中心高程114.4m，镇墩基底高程109.0m，顶面高程117.5m，镇墩外侧回填土至地面高程119.05m,回填土压实度同管道外包砼段。镇墩砼等级、结构尺寸及根底处理同1#镇墩。主管道的钢管底部开口接放空管。⑤附属设施设计a、进排气阀井〔含进人孔〕设计本次生产性试验工程全长5km，共设置进排气阀井7处，其中人孔、进排气阀结合井3处，共9个阀井；单独设置的进排气阀4处，共12个阀井。进排气阀井均是结合镇墩布置，本节主要阐述阀井设计，下部的镇墩局部详见”镇墩设计”。Ⅰ〕人孔、进排气阀结合井布置〔弯管段〕此类井分别布置在倒虹吸管平面和纵向转弯处，共3处，9个阀井。下面以5#镇墩处的人孔、进排气阀井结构布置作典型设计。5#镇墩位于线路桩号57+746.24~57+771.12，根据线路布置，此处为平面转弯，转弯角13.26°。该段主管道内径Φ3800，采用钢管加包封的型式，包封混凝土强度等级为C25，钢管上半周与包封混凝土接触面间设厚4mmSBS改性沥青油毛毡。管轴线高程114.53m，该处回填地面高程124.28m，井筒顶部高程124.58m。回填土压实度同管道外包砼段。人孔、进排气阀结合井布置是在每根主管道的钢管上部开孔接Φ700钢管作为进人孔，进人孔钢管顶部高程118.13m处设法兰，侧面对开Φ300孔安装2支DN300进排气阀。在主管道钢管的包封混凝土顶部预留插筋，现浇C25钢筋混凝土进排气阀井筒，井筒内径2.0m，壁厚0.4m；三个井筒中心间距为6.0m。井筒口盖板为C25预制钢筋砼，盖板设Φ700进人孔和Φ500的通气管。为方便安装、检修，井壁对应人孔位置设钢爬梯，为保证下井平安，爬梯外设护笼。井底设30×30×30cm的集水坑。Ⅱ〕单独设置的进排气阀井〔直管段〕此类井分别布置在倒虹吸管直管段上，共4处，12个阀井。下面以4#镇墩处的进排气阀井结构布置作典型设计。4#镇墩位于线路桩号57+076.27~57+081.27。该段管道主管内径Φ3800，采用钢管加包封的型式，包封混凝土强度等级为C25，钢管上半周与包封混凝土接触面间设厚4mmSBS改性沥青油毛毡。管道轴线高程119.12m，该处回填地面高程129.36m，井筒顶部高程129.66m。回填土压实度同管道外包砼段。直管段进排气阀井布置是在每根主管道的钢管上部开孔接Φ500钢管，钢管顶部高程122.72m处设法兰，侧面对开Φ300孔安装2支DN300进排气阀。在主管道钢管的包封混凝土顶部预留插筋，现浇C25钢筋混凝土进排气阀井筒，井筒内径2.0m，壁厚0.4m。井筒上部结构同人孔、进排气阀结合井。b、放空系统设计本试验工程段内有1处放空设施，位于输水线路与六干渠相交处的上游段、桩号56+611处。放空采用自流排水与强排抽水相结合的方式。放空系统与输水管道退水口段的钢制管件包封混凝土镇墩衔接，包封混凝土强度等级C25，主管道钢管上半周与镇墩混凝土接触面设一层厚4mm的SBS改性沥青油毛毡垫层。包封段长11.0m，以保证主管道退水口处的稳定。放空优先考虑自排方式，在排不净的情况下采用抽水泵进行排水，经计算，需设置DN1000的钢管分别从输水主管道的底部并排向下引出，经弯管段后再水平引至阀井，放空管中心高程距离主管道中心下3.95m，放空管与阀井连接，阀井内设置3套PQ940H-10-DN1000型手电两用检修和工作阀组，阀井为现浇C25混凝土方井，井内尺寸9.0×10.6m，底板坐落于粘土层，底板高程106.86m，井顶较樊庄水库校核洪水位高0.24m〔蝶阀吊物孔较洪水位高0.44m〕，高程120.5m，阀井底板厚度2.0m，边墙底部厚度1.5m，顶部厚度1.2m，顶板为板梁结构，在垂直电动阀处设置2.0×4.58m吊物孔，顶板主梁尺寸1.0×1.5m，次梁0.3×0.5m，板厚0.2m。在阀井下游左侧设置楼梯与地面相通，楼梯井顶部设置4.9×3.6m房屋以防止外水顺楼梯间进入阀井；蝶阀井底设置2.0×1.5×1.5m的集水井。放水钢管经检修阀、工作阀后，并联接入DN1000mm钢管，再通过DN1000mm钢管接入湿井，经湿井消能后，在井壁下游墙体的高程119.5m处设3.0×1.0m的矩形自流出水口，湿井的水经自流入排水渠，再引至放空系统旁的沟河，最后汇入樊庄水库；在无法自流时翻开位于湿井内的两个抽水泵，通过埋置于自流口左侧的钢管将水抽排入渠。湿井为现浇C25钢筋混凝土方井，井内尺寸4.58×7.6m，与阀井间墙厚1.0m，湿井与阀井为整体结构，底板厚2.0m，底部高程108.85m。井底板至自流孔底部高差14.56m，消能井总高度17.76m，井壁及底板80cm厚均采用抗冲耐磨强度等级为C35的钢筋混凝土。消能井进水管口距离底板50cm，管口焊接法兰盘后采用8根底脚螺栓与底板固定，为减小高速射流对井底的冲刷并增加消能效果，在消能井结构设计中增设了井底消能锥，井底与井壁增加腋，并在井壁环向设置消能墩。阀井顶部高程123.36m，顶板厚0.2m。出水渠首底板高程120.06m，为宽3.0m、纵坡1%的U型槽，下接1:3的泄槽段，然后与11.3m长消力池相接，再经26.9m长的出水渠与原沟渠衔接。为防止抽排的水回流入井，出水管的管口置于出水渠泄槽处。⑥防腐设计根据现行国家标准规定，并参照已建工程经验，结合本工程PCCP管道埋设环境情况，对PCCP管道及构筑物进行阴极保护。a、PCCP管道防腐涂层方案根据管道寿命、四周土壤类型以及造价等因素，选择环氧煤沥青作为PCCP管防腐涂层。按照《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐层技术标准》〔SY/T0447-96〕要求，对PCCP管防腐层进行设计和生产。为保证PCCP管防腐层在强腐蚀土壤中长时间不遭到破坏，适当增加防腐层面漆层数，干膜厚度要求不应小于0.8mm，防腐等级选用特加强级别，防腐年限与PCCP管设计寿命相匹配。b、PCCP管道工程阴极保护方案本工程除在PCCP成品管砂浆保护层外涂刷环氧煤沥青层防腐外，还在管道全线采取阴极保护措施。Ⅰ〕标准和标准《埋地钢质管道阴极保护技术标准》〔GB/T21448-2008〕《埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护》〔GB/T28725-2012〕《阴极保护管道的电绝缘标准》〔SY/T0086-2003〕《钢质管道外腐蚀控制标准》〔GB/T21447-2008〕《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》〔GB/T21246-2007〕《锌-铝-镉合金牺牲阳极》〔GB/T4950-2002〕《预应力钢筒混凝土管》〔GB/T19685-2005〕Ⅱ〕阴极保护方案比选阴极保护技术可分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种方法。经分析比拟，强制电流法需要外部电源、管理工作量大、对周围构筑物有干扰，PCCP管纵向电阻大〔相对钢管而言〕保护范围小、保护电流分布不均，另外保护电位控制要求严格，易造成过保护，引起析氢发生破坏，参照南水北调等工程的实践，本设计选择了牺牲阳极方案。Ⅲ〕埋地PCCP管道阴极保护设计根据管道外防腐层种类、设计使用寿命，并借鉴国内外埋地PCCP工程的成功案例中的相关工程经验，选择本工程中的最小阴极保护电流密度为0.3mA/m2。通过从阳极电位、土壤电阻率、阳极使用年限及经济性以及PCCP管道平安性考虑，本阶段初拟牺牲阳极材料选用ZR-1型带状锌合金牺牲阳极，其规格为25.4×31.75mm。经计算，试验段阴极保护需要8支ZR-1型带状锌合金牺牲阳极，阳极带分8处布置，每两处为一组，分布于由3根管道形成的管侧四个回填土区域内，锌带距离管道外壁0.5～1.0m，锌带周围铺设一层横截面积为0.8×0.8m的牺牲阳极填包料将阳极包裹，阳极填包料用足量的水浸泡。Ⅳ〕测试桩分布位置设计本试验段设置11处测试桩，布置在排气阀、放空设施及两端。每处测试桩均设置埋地极化探头，沿管道圆周分布6支极化探头，用于对管道圆周电位分布的测试。同时，为检测输水主管与支管之间的电绝缘情况，在金属支管处引测试电缆至测试桩。测试桩现场安装时应尽可能调整测试桩的位置，以“方便测试，便于管理”为原那么。Ⅴ〕埋地PCCP管道阴极保护系统的设备装置电绝缘装置为防止杂散电流的干扰和PCCP管道阴极保护电流流失，在被保护管道的首末端、分支处安装绝缘装置进行电绝缘。跨接电缆〔电连续性〕埋置式PCCP管道在制作时，沿着混凝土管芯纵向安装薄钢带，薄钢带位于预埋锚具附近，薄钢带的横截面积为20×2mm，其长度宜以两端分别与混凝土端面平齐为准。薄钢带接触环向预应力钢丝的一面，其两侧的直角作圆滑过渡〔倒角〕，然后在薄钢带外侧缠绕环向预应力钢丝。在管子制成后，将两块连接钢板分别焊接在承口钢环和插口钢环上，连接板呈直角形，宽为80mm，水平局部的长度为100mm，焊接在钢环上的垂直局部的长度以高出水泥砂浆20mm为宜。连接钢板在承、插口钢环上的焊接位置与薄钢带的距离需小于200mm。PCCP管道在制作时，应采用VV0.6/1KV-1×25mm2的铜芯电缆将薄钢带与连接钢板跨接〔预应力钢筋与钢筒电连接〕，采用VV0.6/1KV-1×25mm2的铜芯电缆将相邻连接钢板的水平局部进行跨接〔相连两节PCCP管道的电连接〕，焊接方法采用铝热焊，焊接完毕后去除焊渣；电连续可靠后，对焊接部位进行外表处理和防腐〔环氧煤沥青〕及水泥砂浆保护层修复。连接钢板的垂直局部的间隙和水平局部均应做防腐处理〔环氧煤沥青〕并使用水泥砂浆保护，到达原防腐等级标准。每节埋地PCCP均压电缆本工程3条PCCP管道并行同槽铺设，属于同一个阴极保护系统，需进行安装均压电缆，每间隔1.0km〔间隔200节管道〕采用VV0.6/KV-1×25mm2测试电缆测试电缆采用VV-0.6/1KV-1×6mm2的铜芯电缆，测试电缆焊接在连接钢板的水平局部，测试电缆需留有一定的余量，严禁将均压电缆直接焊接到预应力钢筋上，焊接完毕后去除焊渣，检查焊接可靠后，应对焊接部位进行外表处理和防腐〔环氧煤沥青〕及水泥砂浆保护层修复。Ⅵ〕管道构筑物阴极保护系统的设计管道构筑物阴极保护主要指镇墩处的配件阴极保护设计，配件钢管内外喷砂浆保护〔三通的主管与支管焊接〕，将PCCP管和配件钢管通过电缆跨接后，配件钢管〔三通的含支管〕的阴极保护就可以与PCCP管统一设计，不必再单设阴极保护。为防止杂散电流的干扰和PCCP管道阴极保护电流流失，在三通配件的支管和主管连接处安装绝缘法兰进行电绝缘。镇墩混凝土中的钢筋需与钢管的电绝缘，应满足相关标准要求，PCCP管道不应与其它任何金属构筑物电导通。c、阴极保护工程的验收根据GB/T28725-2012中规定作为验收标准，即阴极保护装置投入运行，测量测试桩处管道的保护电位值满足100mV极化形成/衰减准那么或-1000mV〔相对于CSE〕准那么。d、架空线路对阴极保护影响评估经过查勘，沿试验段管线有两回220kV、一回10kV架空线路，其中两回220kV架空线与管道几乎平行布置，平行距离到达5km之多，最近处距离PCCP管边线仅40m左右，PCCP管道可能会受到交流干扰影响，交流电会导致阴极保护电流密度增加，引起保护电位移动，从而影响阴极保护效果。基于以上情况，需根据杂散电流情况，采取交流排流措施，本阶段暂时拟定交流排流装置1套。待管道建成后，对PCCP管道沿线进行交流杂散电流干扰测试，假设杂散电流干扰不符合国标中关于杂散电流的规定，那么需继续追加排流措施，排除交流干扰至满足国家相关标准的要求。⑦工程平安监测为有效监控PCCP管道工程在施工期和运行期的工作状态，保证工程施工及运行平安，在本试验段设置以下监测内容。压力管道试验段工程监测内容主要包括PCCP输水管道内水压力监测、PCCP管预应力钢丝应力应变及管芯混凝土温度监测、管道接头变形监测、管道环向位移监测、管道渗漏监测、管道及配套设施覆土压力监测、PCCP管道与典型镇墩、进排气阀接头变形监测、压力钢管应力应变监测、管道及配套设施外部变形监测等。a〕管道内压监测为观测管道沿线压力分布，在试验段共布置7个管道内水压力监测断面，每个断面分别布设3支管道压力计。管道压力计安装在进人孔的盖板上或排气阀的接头段，由控制室设置的可编程控制器PLC负责采集管道内水压力数据，并将数据信息上送至PC机。b〕管道预应力钢丝应力应变及管芯混凝土温度监测为了准确掌握预应力钢丝在承载过程中的应力应变情况，选取2节管道作为观测断面，每节管道沿轴向共布设四个监测断面。在PCCP管制作过程中，将光纤光栅应变计直接粘贴在预应力钢丝上，用来量测预应力钢丝应变变化，在每个断面间隔90°布置4支光纤光栅应变计和一支光纤光栅式温度传感器用于应变环境修正。c〕管道环向位移监测在PCCP管道中间部位分别选取两个监测断面，每个监测断面在下部每间隔45°布置一支环向位移计，共计28支环向位移计。d〕管道接头变形观测分别在PCCP管与PCCP管接头、PCCP管与钢管接头部位各选取2个监测断面，共计4个监测断面。每个监测断面布置10支纵向位移计〔中间管道2个，两侧管道各4〕，以监测管道接头的变形情况。e〕管道渗漏监测在桩号59+995处布置1个典型断面进行渗漏监测。渗漏监测断面共布置4支渗压计、两套测压管。f〕管道及配套设施覆土压力监测在管道段根据不同的覆土厚度分别选取两个监测断面监测管道覆土压力，每个监测断面布设10支土压力计；在进排气阀、放空阀和典型镇墩处各选取一个监测断面，进行覆土压力监测；共计5个监测断面。g〕PCCP管道与典型镇墩接头、进排气阀接头变形监测在PCCP管道与典型镇墩接头及接头附近共选取4个监测断面，共布置9套三向测缝计用以监测接头X、Y、Z三个方向的位移。在PCCP管道与进排气阀接头共选取3个监测断面，共布置3套三向测缝计用以监测PCCP管道与进排气阀接头X、Y、Z三个方向的位移。h〕压力钢管应力应变监测在平面最大拐弯桩号57+525.95处压力钢管的外外表布置3支钢板计，用以监测压力钢管的应力应变情况。i〕管道及配套设施外部变形监测在沿线管道共选取8个监测断面，每个断面布置2个沉降测点，用以监测管道施工期的沉降变形。在典型镇墩顶部布设3个水平位移及垂直位移综合测点，在外围布置6个工作基点。外表垂直位移测点与水平位移测点布设在一起，测墩共用。在所有的放空阀和进排气阀顶局部别布置2个沉降测点，用以监测进排气阀和放空阀的沉降变形。综合标点及工作基点均为混凝土墩式结构，顶部安装强制对中底盘。用双频GPS接受机进行水平位移监测，沉降监测用水准测量法进行，工作基点高程由附近水准点按二等水准测量引测，综合观测标点和沉降观测标点高程由工作基点按三等水准测量引测。j〕管道电腐蚀监测管道全线除在PCCP成品管砂浆保护层外侧涂刷环氧煤沥青绝缘层外，为了形成对PCCP管道沿程的阴极保护，沿主管道线沟槽里铺设8根加工成型的锌缆作为牺牲阳极，并用特制的化学回填材料包裹锌缆，再用铜芯导线把阳极电缆连接到PCCP管道上。同时把试验设备安装到每个管道的排气阀井及其它附属建筑物的进人位置上。监测设备及方法详见“防腐设计”。.6机电及金属结构〔1〕水力机械1〕设计内容根据试验段布置及各部功能及平安需要，水力机械专业初步设计内容为有压输水管线上的管道泄水系统、进排气阀等设备的选型及设备布置工作。2〕设备选型试验段有1处泄水系统，管道内的水放空至附近的樊庄水库。试验段泄水阀可采用的阀门型式有偏心半球阀、闸阀、蝴蝶阀等，通过比拟，试验段泄水阀采用阀门型式偏心半球阀。排水泵扬程约为10m，选用3台200WQ400-13-30型潜水排污泵，采用自动耦合式安装，2台工作1台备用，非检修期水泵吊离集水井库房内存放，自排时间小于48h。阀室集水井排水泵选用2台80WQ40-15-4型潜水排污泵1用1备，采用移动式安装，非检修期水泵吊离集水井库房内存放。5km试验管线上设置7处DN300复合式进排气阀，每管每处设置2台，配置相应的检修阀。3〕设备工作方式a、放空系统本段压力管道较长，管道故障检修量较大，为便于检修管道，在输水管低洼处设置放空系统，由于自流排水不能完全排除管道内积水，管道放空系统采用自排与泵排相结合的方式。放空系统工作时开启相应主管道的泄水工作阀，流道内存水通过自排管排至排水消能井，自消能井侧上部溢流口流至排水渠，当渠内水位与输水主管内水位齐平时，再通过设置在湿井内的2台潜水排污泵将存水排至排水渠内。在阀井内的3条放空管上设置压力表，在并联管上设置DN200进排气阀；在阀井侧壁上设置玻璃管水位计，用以观察井内水面位置；井底设置渗漏井，采用潜水泵排出阀室内部渗漏水。b、进、排气阀为满足管线在启动、检修和正常运行时的进排气要求，根据管线纵断面的起伏特征，结合水力过渡过程分析计算结果，在试验段管线上设置7处复合式高速排气阀组，每处单管设置2台DN300复合式进排气阀，进排气阀的功能主要是在管道充水阶段排出管内空气；在运行阶段，排出管内水体携带的微量空气，防止管内气囊对水流阻碍，防止空蚀；管道放空或事故检修时充排气阀为管道补气，防止管道产生负压。〔2〕电气1〕工作内容试验段桩号为56+611处放空系统的放空阀配电。2〕电源根据放空阀设置原那么，运行时间较少，且可方案，故不设固定电源，检修时采用柴油发电机临时供电。3〕用电负荷及柴油发电机容量选择①负荷统计负荷统计见下表.6-1。表.6-1用电负荷表序号名称数量单台负荷〔kW〕最大运行负荷〔kW〕1放空阀3332水泵230603水泵1444风机2125照明3②柴油发电组容量选择按最大负荷、稳定负荷和起动电动机时发电机母线允许电压降分别计算发电机容量，综合考虑各因素，选择容量200kW的柴油发电机满足运行和启动要求。③电气设备布置柴油发电机和配电箱都采用移动式，运行是架临时帐篷。电缆也采用临时敷设。照明采用临时安装。〔3〕金结1〕工作内容本试验段的金属结构主要内容为输水管道配件及水压试验封头。输水管道配件系指非PCCP管型式的管段，主要包括：合拢管、弯头及三通管件〔含连接人孔、排气阀和放空阀的出口管件〕。根据管线总体布置，这些开孔管件分为直管配件、三通配件、弯头配件。为满足管道安装后的水压试验要求，需在管道端头设置水压试验封头，水压试验封头设计在此节阐述。2〕配件设计①直管配件指用于管道布置时长度缺乏标准长度的短管或者PCCP管之间的合拢管。直管配件采用钢管制作，管道主材选用Q345C，钢管内径均为φ3900mm，钢管承当内压，壁厚初选为20mm。钢管外壁设置加劲环，与包封混凝土之间设置弹性垫层。直管配件两端各焊接一个双胶圈用的承插口钢环，与PCCP管的承插口钢环相连接，钢环材料为Q345B，壁厚20mm。②三通配件本试验段附属设施的进人孔、进排气阀或者放空排水管等位置，采用T型三通配件，共有8套。三通配件采用钢管制作。三通配件主管直径均为DN3800mm，支管直径根据功能不同，分别为DN1000mm、DN700mm和DN500mm。a、主管直径DN3800mm，支管直径DN1000mm的T型岔管该三通配件位于桩号56+611处、与放空设施相接的3#镇墩内。钢管内径φ3900mm，钢管长11143mm，管线在此有一个转角0.54°、半径15m的转弯，考虑转弯角度很小，不设置弯管，采用两个斜口管对焊连接，以完成管道的转弯。根据有关规定以及计算结果，钢管壁厚初选为20mm。钢管外壁设置加劲环，两端各焊接一个双胶圈用的承插口钢环，与PCCP管的承插口钢环相连接。钢环材料为Q345B，厚度为20mm。此管件只承受内压，外压由包封混凝土承当。三根主管底部均设有一根放空排水钢管，钢管依次排开，间距3m，钢管垂直下弯再经90°转弯后伸向主管同一侧，与放空阀相连接。放空排水钢管内径φ1000mm，主材选用Q345C，壁厚初定为10mm。三根排水钢管长度不一,其末端采用法兰与放空阀相连接。主管开口处因管壁材料减少、强度削弱，需要加固，根据设计计算采用贴边补强型式，在主管与支管开孔周边均设置贴边补强板。b、主管直径DN3800mm，支管直径DN700mm的T型岔管该三通配件共有3处，主要用于进人孔及进排气阀相结合的镇墩内。3处三通配件主管的长度、转弯角度均不同，但进人孔以及进排气阀支管的大小、型式根本一样，下面仅以1处为例进行表达。在桩号57+757处，输水管线平面转弯13.3°，转弯半径15m，管线长约24879mm，此处设有进人孔及进排气阀。由于转弯角度较大，因此管线中间段采用弯管，弯管分三节组成，与两端的直管相连接，进人孔及进排气阀布置在直管段。钢管内径为φ3900mm，主材选用Q345C，钢管壁厚初选为20mm。主管钢管外壁设置加劲环，加劲环间距2000mm。三通配件两端各焊接一个双胶圈用的承插口钢环，与PCCP管的承插口钢环相连接。钢环材料为Q345B，壁厚20mm。进人孔及进排气阀设置在主管的顶部，与主管垂直布置。进人孔钢管内径φ700mm，主材Q345C，壁厚初定为10mm，长约1000mm。进人孔钢管接一φ700×φ700×φ300的异径四通，在异径四通的顶端接公称直径φ700的法兰盖，作为进人孔的盖板。异径四通两侧接两个φ300的进排气阀。由于输水管道的压力为0.4MPa，因此进人孔盖板即法兰盖公称压力统一选择为1.0MPa。主管开口处因管壁材料减少、强度削弱，需要加固，采用贴边补强型式，在主管开孔周边均设置贴边补强板。c、主管直径DN3800mm，支管直径DN500mm的T型岔管该三通配件共有4处，均位于进排气阀的镇墩内，主管两端以承插口的型式与PCCP管相连。4处三通配件的钢管直径、长度、壁厚以及进排气阀布置型式均一样。内包钢管长度为5m。顶部设置进排气阀。钢管内径φ3900mm，主材Q345C，壁厚20mm。主管钢管外壁设置加劲环，加劲环间距2.0m。进排气阀设置在主管的中部，与主管顶部垂直布置。进排气钢管内径φ500mm，主材Q345C，壁厚初定为10mm，长约1000mm。进排气钢管接一φ500×φ500×φ300的异径四通，两端接两个φ300的进排气阀。在异径四通的顶端接公称直径φ500的法兰盖，法兰盖公称压力为1.0MPa。主管开口处因管壁材料减少、强度削弱，需要加固，采用贴边补强型式，在主管开孔周边均设置贴边补强板。③弯头配件弯头配件共有两处，均位于主管线转弯的镇墩位置。1#弯头配件管转弯角度34.6°，转弯半径15m，管线长20.946m。包在镇墩混凝土内部。管道外壁设置加劲环，加劲环间距2.0m。2#弯头配件管转弯角度1.38°，转弯半径15m，管线长5m。因转弯角度小，因此在转弯处采用斜口钢管对焊连接而成。管道外壁设置加劲环，加劲环间距1.5m。两处弯头配件钢管内径均为φ3900mm，主材Q345C，壁厚20mm。钢管两端各焊接一个双胶圈用的承插口钢环，与PCCP管的承插口钢环相连接。3〕水压试验封头引水管道在安装过程中需要进行水压试验,需要用封头来封堵试验段的管道以利于进行水压试验。根据标准《压力容器封头》GB/T25198-2010相关规定，选用以内径为基准的椭圆形封头EHA型封头，公称直径DN3900mm，封头厚度24mm，材料为Q345C。根据使用需求,设置两个封头。4〕防腐为了防止管道发生腐蚀，并产生光滑的内外表，减少水力损失，增大输水能力，同时提高配件的刚度，输水管道钢管配件的内外均采用焊接钢丝网，用水泥砂浆衬砌，内、外侧砂浆保护层厚度均为50mm。进人孔、进排气管及放空排水管等采用喷锌防腐，喷锌防腐方式：外表经喷砂处理后热喷锌防腐，底层采用热喷锌防腐，干膜厚度为160μm；封闭底漆为环氧清漆，干膜厚度为30μm；中间漆为环氧云铁防锈漆二道，干膜厚度为100μm；面漆为丙烯酸聚氨脂一道，干膜厚度为50μm；涂层总厚度为340μm。〔4〕通风本试验段需要设置通风设备的是放空系统处的泄水阀井，阀井为地下式结构，配备2台移动式风机，以便安装维修人员工作时使用。.7消防设计本试验段需要设置消防设备的是泄水阀室，阀室为地下式结构，根据设备组成及功能，设置化学灭火器，以实现消防需要。.8施工组织设计〔1〕总体目标：产品合格，通过主管部门的审查；配合完成施工期施工组织及验收。〔2〕工作内容1〕配合水工专业进行水工建筑物方案设计的进一步优选。主要是输水管道管材的进一步优选。2〕配合勘测、试验部门做好地质勘探、地形测量、建筑材料调查及相关试验工作。主要是PCCP管芯所用的粗细骨料调查、颗分、物理力学指标检测、混凝土配合试验、生活用水水源调查及检测、生产用水水源调查及检测、供电电源点调查及负荷要求、供电方案等。3〕配合概算专业进行工程投资概算。4〕配合移民专业进行移民、征地实物指标调查、征地范围调查等。包括场内施工道路、PCCP管厂、安装施工营地、临时堆土场及施工辅助设施等。5〕配合水土保持专业做好水土保持设计。6〕配合环境影响评价专业做好环境影响评价。7〕配合防洪专业做好防洪影响评价书。8〕调查工程的施工条件，包括对外交通条件、地形场地条件、地质条件、水文气象条件、供水条件、供电条件、建筑材料供给条件及质量评价意见、灌区运用条件、当地可供机械设备修配条件、通航要求、业主对工程建设的意见等。9〕调查工程区河流、渠道等水系分布情况，研究涉河、涉渠建筑物的型式，施工要求等，提出施工导截流标准、导流方式、导流建筑物设计、导流建筑物施工、基坑排水及临建工程量。主要包括引丹灌区六干渠和港沟河。10〕调查天然建筑材料的分布、质量、储量及物理力学指标，根据本工程的特点及相关标准规程要求，提出建筑材料选用标准，对调查勘探的建筑材料做筛选、试验、混凝土配合比等试验工作，确定符合工程要求的料场，提出开采运输方式及占地要求等。主要是PCCP管芯混凝土原材料调查，按相关标准规程要求，管芯混凝土粗骨料可以采用人工碎石或卵石，石子的最大粒径不应不大于30mm，且不得大于混凝土层厚度的2/5。石子的质量要求应符合GB/T14685的规定，其含泥量不应大于1%。细骨料宜采用中粗砂；保护层水泥砂浆宜采用细砂。砂子的质量要求应符合GB/T14684的规定，其含泥量不应大于1％。11〕确定主要建筑物的施工方法、施工程序及主要施工机械。提出主要工程的施工技术要求。主要是PCCP管材的生产、沟槽土方开挖、PCCP管运输和安装、附属设施施工、管道打压试验、防腐施工和土方回填等。12〕计算进场物资运输量、运输强度，提出场外交通运输要求，确定场外交通方案。进场物资主要有管道生产加工设备、砂石料、安装机械设备、生活物资等。13〕计算场内交通运输量，提出场内交通运输要求，确定场内交通方案，包括场内交通布局、等级标准、方案设计及临建工程量等。场内运输的主要任务是土方开挖、管材运输和土方回填等。14〕确定主要施工辅助设施的建设规模及运行要求，包括PCCP管厂、供电系统、供水系统、供风系统、钢筋加工、模板加工保养等。15〕提出详细的土石方平衡及临时占地成果。16〕提出施工总布置方案。包括场内道路、PCCP管厂、供水系统、供电系统、供风系统、取土场、弃渣场、临时堆土场等。17〕根据相关标准规程规定、业主对工程建设工期要求、施工导流方案、主体工程施工方法、施工总布置方案等，分析各项作业的合理施工时间，提出施工总工期目标。进行详细的施工进度安排，提出各阶段进度节点目标。按业主要求，施工总工期为12个月。18〕提出主要技术指标，包括工程量汇总、机械设备汇总、主要工程的施工强度、主要建筑材料用量及分年度方案、劳动力总人数、总工时等。.9建设征地与拆迁安置〔1〕总体目标提出满足初步设计深度要求的设计成果。〔2〕工作内容1〕复核占地及影响范围；2〕对因范围变化引起的实物变化进行补充调查；3〕复核征迁安置区环境容量，落实征迁安置去向，编制农村征迁安置规划设计文件；4〕进行专业工程复建初步设计；5〕编制征迁补偿投资概算；6〕编制征迁迁建进度和年度投资方案；7〕编制征迁安置规划设计章节报告。.10环境保护设计〔1〕设计目标工程污染物达标排放，工程所在区域环境质量满足相应功能区要求，全面落实环境影响评价及批复中相应环保要求。设计深度到达《水利水电工程环境保护设计标准》〔SL492-2011〕和《水利水电工程初步设计报告编制规程》〔SL619-2013〕标准要求。〔2〕设计内容本阶段设计内容主要为根据工程设计深度进一步细化。全面落实工程环境影响评价及其批复中提出的环保要求，根据现场情况和环保要求，提出不同环保方案进行方案必选，选出投资较省、环境友好的最优方案。主要环境保护措施设计包括：1〕生态环境措施设计；2〕水环境保护措施设计，包括生活污水、拌合废水、机械冲洗废水；3〕声环境保护措施：包括固定噪声源噪声控制、流动噪声源噪声控制以及环境敏感点的声环境保护；4〕环境空气保护措施；5〕地下水环境保护措施；6〕固体废物处理措施；7〕振动防护。.11水土保持设计〔1〕总体目标根据主体初步设计内容，复核方案报告书的防治责任范围、防治目标及总体布局，细化完善各区水土保持措施设计，计算水土保持投资。〔2〕设计内容简述水土保持方案报告书主要内容、结论及批复情况；根据主体工程初步设计情况复核水土流失防治责任范围、损坏水土保持设施面积、弃渣量、防治目标、防治分区和水土保持总体布局，对其中调整内容说明原因；确定水土保持工程设计标准，按防治分区，逐项进行水土保持工程措施设计和植物措施设计；计算水土保持工程量，细化水土保持施工组织设计；开展水土保持监测设计，提出水土保持工程管理内容；编制水土保持投资概算。附图包括：水土流失防治责任范围及措施总体布局图；分区水土保持措施设计图，包括管道作业带防治区、PCCP管厂防治区、施工场地及施工便道区的工程措施设计图、植物措施设计图、临时工程设计图；水土保持监测点位布置图。.12劳动平安与工业卫生〔1〕总体目标根据主体初步设计内容，分析各种危险因素及其影响危害程度，并采取相应措施，满足阶段深度要求。〔2〕工作内容1〕根据鄂北地区水资源配置工程的工程特点，以及5公里试验段工程设计方案、施工方法等，对地震、泥石流、雷电等自然灾害、洪水、机械伤害、电气伤害、火灾和爆炸及其他危险有害因素对工程影响及危害程度进行了分析，并采取相关平安防护措施。2〕针对工程中防噪声、防振动、防尘防污，防水防潮、通风及温湿度控制、饮水平安、环境卫生及平安卫生等工业卫生环节采取相应措施。3〕对平安工程设计防范措施实施后的预期效果进行评价。.13节能设计〔1〕总体目标分析工程施工期总体能耗，优化设计理念和施工工艺与设备。〔2〕工作内容1〕能源供给、消费情况及节能目标工程全年能源消费对湖北能源消费增量的影响大小。2〕施工期能耗种类、数量分析和能耗指标本工程临建及主体工程施工机械设备主要以油耗设备和电耗设备为主。其中土石方开挖和填筑工程以油耗设备为主，混凝土浇筑工程既有油耗设备又有电耗设备。在施工组织设计中选择经济高效的施工技术方案，将节能降耗落实到施工材料、设备、工艺等技术措施上，降低工程造价，提高企业综合效益。3〕主要节能降耗措施①根据工程施工特点，合理安排施工工序，优化施工设备选型配套，以提高设备利用率，发挥设备效率。②在施工布置中，按照运距最短，运行合理的原那么进行施工场区布置，以降低施工过程中的能耗，到达节能的目的。③节约水利资源，施工生产及生活用水尽量做到重复利用。④施工组织设计中对土石方开挖和填筑进行平衡优化设计，做好开挖料的利用，尽可能直接利用开挖料进行回填，节约机械使用台时，节约油料消耗。⑤施工组织设计中要合理利用混凝土模板，提高模板的周转次数，节约制造模板的施工附属企业的能耗。⑥施工组织设计中，用电施工机械尽量采用网电，少用柴油发电机组，并积极采用高效设备，提高供电效率，降低设备运行费用，减少能耗。合理选用导线材料和截面，尽量按经济电流密度选取导线截面，并优化线路布置方案，进一步降低线损。⑦在资源合理配制、平衡的根底上，尽可能缩短各单项工程施工工期及总工期，以减少施工辅助设施能耗。4〕节能效果评价从设计理念、施工组织设计等多个方面进行优化设计，选用符合国家政策的先进节能设备。在施工组织设计中，合理选用节能型施工机械，并合理安排了工期和施工秩序，符合我国固定资产投资工程节能设计要求。

.14工程管理设计〔1〕工程管理体制鄂北地区水资源配置工程涉及老河口市、襄州区、枣阳市、随县、曾都区、广水市和大悟县等7个县〔市、区〕。湖北省人民政府成立鄂北地区水资源配置工程建设管理局，负责工程的建设与管理。鄂北地区水资源配置工程管理局面向社会提供公益效劳，按照政府确定的公益效劳价格收取费用，不具备自收自支条件。根据各通知意见要求，鄂北工程管理局属于公益二类事业单位。管理局行政隶属湖北省人民政府，资产权属省人民政府，管理局下设县〔市、区〕级管理机构，负责各区段工程的建设、管护和运行调度。鄂北工程水源为丹江口水库，取水口拟由丹江口水利枢纽工程管理单位统一管理，工程运行服从汉江水资源统一调度管理。本次生产性试验段〔桩号55+181～60+181〕地处襄州区，襄州管理处定员19人标准，实施期拟按6人定员。〔2〕工程运行管理本工程为鄂北地区水资源配置工程的一局部，工程管理应结合全线工程管理进行。〔3〕管理范围和保护范围本试验段的建筑物型式主要为倒虹吸，倒虹吸工程管理范围为地面建筑物边线外2m，回填段倒虹吸边线外5m。保护范围为建筑物以外50m。工程管理范围，是指全部工程和设施的建筑场地和管理用地。这一范围内的土地，在工程建设前期通过必要的审批手续和法律程序，划界确权、明确管理单位的土地使用权。工程保护范围，是为防止在临近工程的一定范围内从事危及工程平安而划定的平安保护区域。在工程保护范围内，应做好水源保护，严禁设置排污口，禁止从事影响工程运行、危害引水工程平安的爆破、打井、采石、取土等活动和违章建筑，严禁私设取水口、障碍，严禁破坏取水、配水和计量设施，保障工程平安有序运行。〔4〕工程管理设施与设备鄂北地区水资源配置工程西起丹江口水库清