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文档简介
合肥市新桥水厂工程可行性研究报告二00八年九月目录TOC\o"1-2"\h\z1.概述 11.1项目背景及建设必要性 11.2编制根据 71.3设计范畴及内容 92.概况 102.1新桥机场、水厂厂址概况 102.2自然条件 102.3供水工程现状及存在问题 112.4水厂供水概况 133.需水量预测及工程规模 143.1需水量预测 143.2预测成果 164.工程设计原则 174.1总体设计原则 174.2设计目的 175.水源论证 195.1供水水源 195.2水资源保障分析 216.工程方案论证 256.1供水系统方案 256.2取水口位置选取 266.3厂址选取 277.取水工程 297.1取水构筑物选型 297.2取水工程工艺设计 327.3原水输水管道设计 348.净水工艺方案 418.1原水水质特点分析 418.2出厂水水质原则分析 438.3净水厂工艺选取 458.4排泥水解决 498.5净水工艺参数拟定 508.6净水药剂选取和投加量 519.推荐方案工艺设计 539.1设计原则 539.2规模分组及工艺流程 539.3解决构筑物工艺设计 559.4水厂总平面布置 589.5配水管网设计 6110.建筑及构造设计 6410.1建筑设计 6410.2构造设计 7011.电气设计 7411.1设计范畴 7411.2供电电源 7411.3计算负荷及变压器容量 7411.4变配电系统 7511.5电能计量 7511.6无功补偿 7511.7电动机控制方式 7611.8综保系统 7611.9设备选型 7611.10防雷接地保护 7711.11照明设计 7711.12电缆敷设 7711.13计算机自控系统 7711.14安全消防办法 7812.投资估算及经济分析 7912.1投资估算和资金筹措 7912.2项目财务评价 8013.安全、卫生 8713.1卫生防护 8713.2劳动保护及消防 8714节能与节水 8814.1节能办法及能耗指标 8814.2节约药剂 8814.3节水办法 8915.项目实行筹划及劳动定员 9015.1项目实行筹划 9015.2劳动定员 9216.水源防护及环保设计 9316.1水源防护 9316.3环保设计 9516.4水土保持办法 9717.项目招投标规定及内容 9917.1概述 9917.2发包方式 9917.3招标组织形式 10017.4招标方式 10018.项目社会、经济及环境效益评价 10118.1社会效益 10118.2经济效益 10118.3环境效益 10119.供水安全保障 10219.1安全供水重要性 10219.2取水系统安全保障办法 10219.3水厂制水安全 10319.4输配水管网供水安全 10319.5供水水质安全保障办法 10320.结论与建议 10520.1重要研究结论 10520.2建议 10620.3下阶段所需资料 1061.概述1.1项目背景及建设必要性1.1.1项目背景合肥市是安徽省省会,位于江淮之间,巢湖西北岸,是全省政治、经济、教诲、科技、文化和信息中心。合肥市全市面积7498km2(含巢湖某些水域),其中建成区面积224.74km2,既有人口224万人。合肥机场是安徽省航空运送枢纽,重要运送设施,也是南京、上海、杭州等周边都市机场重要备降场地之一。作为国内中部地区重要省会机场、在服务本地区航空运送规定,进一步改进投资环境、吸引外资、增进地区经济发展中起到了重要作用。合肥新桥机场场址位于合肥市肥西县高刘镇,地处肥西、长丰和寿县三县交界,南通小庙镇,经高(刘)小(庙)路与312国道相连,东通长岗乡,与合(肥)寿(县)路相连,交通便利。高刘镇是肥西县西北重镇,省级江淮分水岭重点治理乡镇,合肥市11个小城乡建设试点镇之一。新桥机场距合肥市政府广场31.8km,方位角295°,场址面积7亩。即将新建新桥水厂则位于合六叶高速南侧杨郢,距新桥机场约3km。该地向北约500m与合六叶高速公路相接,交通条件良好。当前该区域内仅有一座高刘镇水厂,水厂始建于1989年,设计能力仅1000m3合肥新桥水厂工程设计总规模为5万m3/d,拟分两期建设,一、二期规模均为2.5万m3/d。本次设计涉及:取水工程、净水工程(含配套污泥解决系统)及输配水管网。净水厂按2.5万m3/d规模设计,厂区总平面按5万m3/d规模一次性规划布置,并区别一、二期用地。送水泵房、配电间、加氯加药间等土建工程按总规模一次性设计施工,工艺设备分期配套安装,综合楼、公用配套建筑等一次性设计施工。合肥市供水工程办公室是该项目业主单位。当前,本工程已完毕了项目建议书审批和用地选址审批等工作。1.1.2项目建设必要性(1)新桥机场作为合肥市政基本设施一种重要项目,对水质、水压及供水安全面均有严格规定。对保证新桥机场需求和改进该区域投资环境,提高人民生活质量,将起积极作用,对合肥市总体发展是十分必要。(2)随着高刘镇及周边如小庙镇等工业园区建设需要,需水量不断增大,供求矛盾日显突出,既有高刘水厂水量和水源已无法满足规定。因而,以新建水厂来解决高刘镇及周边工业园区供水问题就显得十分必要。(3)当前,农村人口饮用水还存有安全隐患,由于地表水污染、地下水有害矿物质超标及某些地区缺水,减少了农村居民生活质量。新桥水厂建设,可有效解决周边地区新农村饮用水问题。合肥市政府对此项工程十分注重,已请关于单位对原水进行了水质监测和水资源论证,合肥市发展和改革委员会于4月17日已批准立项。1.1.3重要研究结论㈠总体设计1.工程规模新桥水厂工程总规模5万m3/d,分期实行,一期:设计规模2.5万m3/d;二期扩建2.5万m3/d。2.水源新桥水厂水源取自新民坝枢纽。其水量能满足一期2.5万m3/d供水工程保证率规定,水质属国家地表水Ⅱ~Ⅲ类,从水质、水量及可靠性方面看,新民坝枢纽作为新桥水厂水源是适当。3.厂址净水厂厂址定于合六高速公路与规划机场迅速通道交口西南角杨郢,占地面积约80亩。4.出厂水水质及水压新桥水厂出厂水水质应达到国家12月发布《生活饮用水卫生原则》(GB5749-)。供水管网末梢压力不不大于0.20MPa;供水管网服务压力合格率95%,最高日最大时出厂水压为0.40Mpa。㈡工程方案设计1.水源工程通过多方案比较,水源工程推荐方案为:⑴取水口:采用箱式钢筋砼矩形头部,伸入库心约50m⑵引水管:采用二根D720×9钢管。水库常水位时可自流引水,枯水位时虹吸引水。⑶取水泵房:设在水库东北岸新民村,采用矩形泵房,卧式离心泵,一期设3台(2用1备)。泵站属水库沉没区,泵站高程按新民坝水库设计水位46.00m设计,并按水库1一遇校核洪水位48.16m校核。考虑风浪影响,泵站设计地面高程定为50.00m,泵房上层室内地面高程水源土建及引水管按5万m3/d规模一次建成,设备按2.5万m3/d安装。2.原水输水管道工程原水输水管道按2.5万m3/d设计,采用一根DN600球管,二期再铺设一根DN600球管,单根长度约4km。原水管出取水泵站后,沿新民村进村道路和规划机场连接线(方兴大道)西侧敷设,以避开民居,从东侧进入厂区。3.净水工程⑴净水工艺流程一期工程推荐采用平流沉淀池、普通快滤池为主体常规解决工艺,工艺流程见下图.一期净水工艺流程图=2\*GB2⑵排泥水解决工艺流程对沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水进行解决,沉淀池排泥水浓度较高,可直接脱水,上清液回收运用,沉淀污泥与排泥水在污泥塘中自然干化。脱水滤液排入方兴大道市政污水系统,泥饼外运妥善处置。排泥水解决工艺流程图=3\*GB2⑶重要构筑物设计参数1)反映沉淀池=1\*GB3①反映池 最大解决水量:1125m3 混凝时间:12min 速度梯度:90-20s-1=2\*GB3②平流沉淀池 设计流量:1125m3 水平流速:12mm/s 沉淀时间:1.5h2)普通快滤池设计滤速:v=8m/h总过滤面积:1滤池单元数:3单元面积:每格宽度6m,长度水冲洗强度:14L/s.m2冲洗时间:6.0min3)滤池反冲洗水箱滤池反冲洗采用冲洗水箱。水箱底长23.5m,宽54)清水池一期2.5万m3/d规模时设两座,每座清水池平面尺寸23.40m×23.40m,有效水深4.00m。总有效调蓄容积5)送水泵房土建按5万m3/d规模设一座,设备一期按2.5万m3/d规模设计。出厂水压为0.40MPa,时变化系数Kh=1.20。最高日最大时设计流量为1250m3/h。采用卧式离心泵,一期3台(26)加药间
混凝剂用液体碱式氯化铝(Al2O3含量10%),助凝剂用高分子聚丙烯酰胺(PAM),采用湿式投加,加药间设计参数为:①混凝剂平均投加率:4mg/l最大投加率:12mg/l最佳混凝及投加量选取依照烧杯测试成果拟定,在必要时可进行调节。②助凝剂用高分子聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂。平均投加率:0.2mg/l最大投加率:0.4mg/l7)加氯间用液氯,平均加氯率为1.5mg/l,最大投加率为2mg/l。4.设备选型原则上以国产为主,以节约投资,以便维修和运营管理。国产设备应选合资或进口技术优质产品,如水泵、电气设备等。(三)生产安全性、可靠性分析1.变配电系统厂区供配电系统按照两回路10kV电源供电考虑,保证安全可靠运营。2.防雷保护按照规范,变配电中心、送水泵房及取水泵房按第二类、其他建筑物按第三类防雷建筑物考虑防雷设计,在建筑物屋顶设避雷带作防直击雷保护。计算机自控系统及电气设备也考虑有完整防雷击办法。3.计算机自控系统近期暂不实行计算机自控系统,预留计算机通讯接口;远期采用开放计算机网络系统加流行通用组态软件及可靠PLC模块。系统配备和功能设计坚持全自动化原则。具备高可靠性、先进性、灵活性、实时性和安全性。(四)工程投资、成本分析及重要技术经济指标推荐方案重要技术经济指标序号项目一期常规解决1项目总投资(万元)43392年总成本(万元)725.73单位总成本(元/m3)0.954年经营成本(万元)518.875单位经营成本(元/m3)0.681.2编制根据1.2.1设计根据文献⑴《合肥市新桥水厂新建工程项目建议书》11月⑵《关于合肥新桥水厂工程项目立项函》计投[]148号⑶《合肥新桥机场预可行性研究报告》⑷《肥西县高刘镇总体规划》⑸《肥西县高刘镇工业园控制性详细规划》⑹《合肥市都市饮用水水源保护条例》(8月15日合肥市第十三届人大常委会第四次会议通过10月24日安徽省第十届人大常委会第五次会议批准)1.2.2采用重要设计规范与原则·给排水及暖通重要规范和原则⑴《都市供水水质原则》——建设部(CJ/T206-)⑵《生活饮用水卫生规范》——卫生部⑶《生活饮用水卫生原则》(GB5749-)⑷《饮用净水水质原则》(CJ94-)⑸《地表水环境质量原则》(GB3838-)⑹《都市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)⑺《室外给水设计规范》(GB50013-)⑻《室外排水设计规范》(GB50014-)⑼《建筑给水排水设计规范》(GB50015-)⑽《泵站设计规范》(GB/T50265-97)⑾《建筑设计防火规范》)()(GBJ16-87)⑿《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-)⒀《工业公司噪声控制设计规范》(GBJ87-85)⒁《都市给水工程规划规范》(GB50282-98)⒂《农村给水设计规范》(CECS82:96)⒃《农村供水工程技术规范》(SL310-)·建筑构造重要规范和原则⑴《民用建筑设计通则》(JGJ38-87)⑵《建筑构造可靠度设计统一原则》(GB50068-)⑶《工程构造可靠度设计统一原则》(GB50153-92)⑷《给水排水工程构筑物构造设计规范》(GB50069-)⑸《给水排水工程钢筋砼水池构造设计规程》(CECS138:)⑹《建筑构造荷载规范》(GB50009-)⑺《混凝土构造设计规范》(GB50010-)⑻《砌体构造设计规范》(GB50003-)⑼《建筑抗震设计规范》(GB50011-)⑽《构筑物抗震设计规范》(GB50191-93)⑾《建筑地基基本设计规范》(GB50007-)⑿《混凝土水池软弱地基解决设计规范》(CECS86:96)⒀《岩土工程勘察规范》(GB50021-)·电气、仪表重要规范和原则⑴《民用建筑电气设计规范》JGJ16-⑵《供配电系统设计规范》GB50052-95⑶《低压配电设计规范》GB50054-95⑷《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-92⑸《10kV及如下变电所设计规范》GB50053-94⑹《电力装置继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92⑺《电力装置电测量仪表装置设计规范》GBJ63-90⑻《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93⑼《建筑物防雷设计规范》()GB50057-94⑽《工业与民用电力装置接地设计规范》GBJ65-83⑾《工业与民用电力装置过电压保护设计规范》GBJ64-83⑿《电力工程电缆设计规范》GB50217-⒀《工业公司照明设计原则》GB50034-1.3设计范畴及内容1.3.1设计范畴本报告范畴涉及:取水工程、净水工程和输配水管网工程。1.3.2重要研究内容可研报告研究内容重要涉及:⑴设计指引思想及设计原则、设计阐明;⑵供水系统现状及存在问题分析、项目建设必要性、需水量预测及工程规模仿定、水源选取及取水口位置拟定、净水工艺方案比选、推荐工艺方案泵站及厂区总平面布置、竖向高程设计;⑶重要构筑物选型及工艺参数选用;⑷在进水水质浮现波动,高于或低于设计进水水质时,为保证出水达标拟采用办法和相应投资;=5\*GB2⑸水源水体及环保;=6\*GB2⑹安全、环保、节能;=7\*GB2⑺投资估算和项目经济分析。2.概况2.1新桥机场、水厂厂址概况合肥市位于安徽省中部,地理坐标:东径116°40′~117°52′,北纬31°30′~32°37′。新桥机场场址位于合肥市肥西县高刘镇,距合肥市政府广场正方位角约295°、距离31.8km,厂址面积7亩。新桥水厂位于合六叶高速南侧杨郢,距机场约3km。向北500m2.2自然条件2.2.1地形地貌新桥水厂厂址属江淮丘陵地带,江淮分水岭自西向东北横穿而过,地形岗冲起伏,区域标高在60m左右,地面高差不大。2.2.2地质条件该区域工程地质条件良好,地区地质构成为白垩系上统邱庄组,下段为灰紫色、浅灰色中厚层细粒岩屑砂岩、长石砂岩、细粒钙质岩屑砂岩、钙质粉砂岩,厚度不不大于1620m;上段为灰紫色、灰棕色砾岩、砂砾岩、粉砂质泥岩与细粒长石砂岩互层,厚度670m,地基承载力200~500kPa。依照钻探资料,肥西县白垩系广泛发育于金桥—官亭—上派河一线以北地区,厚度也许达到2.2.3气候该地区属亚热带湿润季风气候区,季风气候明显,四季分明。年平均降水量908.8mm,日最大降水量101.7mm。年最大积雪厚度15cm。年平均雷暴日数19.1d,年平均大雾日数24.6d。大雾时能见度不大于1000m日数为24.6d。全年无沙尘暴日。年平均气温16.0℃2.2.4水资源依照《安徽省水资源及开发运用调查评价(1956-)》,合肥市近年平均降水量962mm左右,近年平均地表水资源总量19.9亿m3,其中地表水19.5亿m3,人均占有地表水资源量593m3,亩均占有量仅551m2.2.5水系新桥机场属淮河流域,周边水系重要有:淠河总干渠渠尾新民坝枢纽,总干瓦东干渠首段,瓦埠湖。水库重要有小一型水库两座(宝教寺、塘小河),小二型水库两座(焦湖、余坝)。2.3供水工程现状及存在问题2.3.1合肥市供水现状合肥市供水工程始建于1954年,近50年来先后以南淝河、董铺水库、巢湖作为水源地,分别建了二座水源厂、六座水厂、二座加压站,供水能力达117万m3/d。各水厂设计供水能力详见表3-1。合肥市既有水厂一览表表3-1水厂名称水源供水能力(万m3/d)备注二水厂董铺水库15三水厂董铺水库20四水厂巢湖、董铺水库27.5五水厂董铺水库、巢湖50肥西水厂谭冲水库2双墩水厂蔡塘水库2.5合计1172.3.2高刘镇供水现状高刘水厂始建于1989年,设计能力1000m3/d,占地约5亩,员工11人。服务人口1100户,平均日供水700m3,水价2元/m3。共铺设DN150球墨管2800m,自应力砼管1400m,DN50(PE管)和镀锌管分布各街道,长约2.3.3供水重要存在问题⑴合肥市供水管网距新桥机场较远合肥合六路给水管已至金山加油站,管径DN600,管末端距新桥机场直线距离约20km,沿线无成形道路,不具备施工条件。四里河路DN600供水管已至与合淮公路交汇大杨镇,该地地形标高约40m,而机场标高在60m左右,沿环湖北路距机场约25km,需建多级增压站方可供到机场,其中鸡鸣山到合六叶高速段长约3km,需通过村庄,且小路弯曲,施工较困难。综上所述,由于合肥都市供水管网距新桥机场较远,施工难度较大,投资较高,且沿途维护较难。⑵既有高刘水厂已不能满足周边日益增长用水需求依照《肥西县高刘镇工业园控制性详细规划》,高刘镇是以商业贸易为特色贸、工、农一体化小城乡。位于高刘镇南侧五星村,合六叶高速公路高刘出入口处新建工业园区,规划用地1.593km²。建成后GDP可达4.5亿元。规划需水量约10000m3/d。而高刘水厂设计能力仅1000m3/⑶供水水质尚需提高,居民用水水质急待改进按现行《生活饮用水卫生原则》,虽然高刘水厂出厂水水质能满足规定,但按照《都市供水行业技术进步发展规划》,一类水司供水水质需提高到“欧洲共同体饮用水水质指令”原则。既有取水水源、供水设备都存在一定差距,一是优质水源局限性,取水点瓦东干渠重要为农业灌溉用水,二是供水管网老化,管材不抱负,使水质难以得到保证。2.4水厂供水概况2.4.1供水期限近期水平年;远期水平年。2.4.2供水范畴重要涉及:新桥机场用水;高刘镇区、小庙等地工业园用水;周边小庙镇、南岗镇等地新农村饮用水。2.4.3供水规模水厂总规模为:2.5万m3/d;水厂总规模为:5万m3/d。
3.需水量预测及工程规模3.1需水量预测3.1.1新桥机场需水量依照合肥机场迁建工程预可行性研究报告,新机场旅客吞吐量为315万人次/年,建设目的年()为950万人次/年,高峰日为33836人次。依照机场当前用水量记录并参照国内其她机场用水指标,预测目的年()设计最高日需水量约为1.2万m3/d,设计最高日需水量约为5000m33.1.2机场辐射区域周边需水量机场建成后,对改进该区域投资环境,提高人民生活质量,将起积极作用,周边用水量需求会大大增长。1、高刘镇镇区需水量高刘镇属肥西县明星镇,镇域面积193.5km²,人口9.2万人,辖2个街道居委会、21个行政村。城区面积7.6km²,其中:中部商贸区2.6km²,西部工业园区2km²,南部政务、东部文教、北部居住新区各1km²。根据《肥西县高刘镇总体规划》,镇区规划人口约2.5万人,规划4.5万人。依照《室外给水设计规范》(GB50013-)并结合本地用水状况,高刘镇最高日综合生活用水定额取180L/人·d,则最高日综合生活用水量高刘镇重要为综合生活用水量、浇洒道路和绿化等市政用水、管网漏损和其他未预见水量等。依照《室外给水设计规范》GB50013-,并结合高刘镇现状,浇洒道路和绿化等市政用水按综合生活用水量5%考虑,管网漏损水量按上述2项用水量之和10%考虑,未预见水量按上述3项用水量总和8%考虑。高刘镇镇区最高日需水量为5614m3/d,最高日需水量为高刘镇最高日需水量表(-)序号项目最高日需水量最高日需水量备注1综合生活用水量4500m8100m2浇洒道路及绿化等市政用水量225m4051×5%3管网漏损水量473m851m(1+2)×10%4未预见水量416m748m(1+2+3)×8%5合计5614m10104m2、长岗物流园用水量依照《肥西县高刘镇工业园控制性详细规划》,物流园拟建于机场东侧长岗乡,面积约1.593km2。依照高刘本地实际用水状况并参照国内有关物流园用水指标,长岗物流园设计最高日需水量约为2549m3/d3.1.3小庙工业园需水量小庙镇工业园位于肥西县北部,距合肥市区15km,北与高刘镇交界,距新桥机场2.5km。依照小庙镇政府提供资料,小庙工业汇集区规划面积7km²,首期启动依照《都市给水工程规划规范》并结合小庙镇实际用水状况,按入住率40%计算,单位工业用地用水量以0.16万m3/km2·d指标计算,高刘、小庙工业园区需水量约7360m3/d;单位工业用地用水量以0.40万m3/km2·d指标计,需水量约3.1.4周边新农村用水需水量周边小庙、南岗需解决农村饮水人口共约15000人。依照《农村给水设计规范》,取最高日生活用水定额90L/人·d,未预见水量和管网漏失水量按最高日生活用水量20%计,周边新农村工程需水约1620m33.2预测成果综上所述,新桥机场附近需供水约22143m3/d,需供水约48496m3/d。考虑机场建设辐射作用,新桥水厂供水规模按2.5万m3/d考虑,随着机场建成并达到设计吞吐量以及对周边经济辐射新桥水厂最高日需供水量表(-)序号项目最高日需水量最高日需水量1新桥机场需水量5000m1m2机场辐射高刘镇需水量5614m10104m3机场辐射长岗物流园需水量2549m6372m4小庙工业园水量7360m318400m35农村饮用水需水量1620m31620m36合计22143m348496m3
4.工程设计原则4.1总体设计原则⑴严格执行国家和地方现行有效规范和原则。⑵在满足工程建设目的前提下,既考虑设计方案技术先进性和经济、合理等因素,又依照条件和管理状况,使生产运营安全、可靠、便捷和低成本。⑶总体方案应体现都市当代化水厂水平。⑷根据工程建设规定和目的,设计方案将重点环绕如下几方面进行:=1\*GB3①新民坝枢纽水质现状及发展趋势分析;=2\*GB3②水厂出水水质原则分析;=3\*GB3③水厂一、二期净水工艺及预留远期深度解决工艺比选;=4\*GB3④水厂排泥水解决工艺比选及污泥最后处置建议;=5\*GB3⑤净水构筑物形式比选;=6\*GB3⑥水厂总体平面布局和水力高程安排;=7\*GB3⑦水厂重要建、构筑物构造方案、基本解决方案;=8\*GB3⑧水厂配电系统方案及自控系统方案;=9\*GB3⑨卫生安全、环保及节能办法;=10\*GB3⑩水源水体及环保;4.2设计目的4.2.1水量目的依照需水量预测,新桥水厂设计总规模5万m3/d,一期规模2.5万m34.2.2水质目的水质满足《生活饮用水卫生原则》(GB5749-)规定。排泥水经污泥塘自然干化后,泥饼含水率≤75%。滤池反冲洗废水经沉淀解决后上清液回收运用。污泥脱水滤液排入方兴大道污水管网。4.2.3水压目的供水管网末梢压力不不大于0.20MPa;供水管网服务压力合格率95%,最高日最大时出厂水压为0.40Mpa。
5.水源论证5.1供水水源5.1.1地下水源新桥机场厂址范畴内地下水不发育,在沿湖、低洼地区及某些天然河道旁,因土层裂隙较发达,或覆盖着河流冲积松散物质,有一定数量地下水,埋深普通在1-2m之间。不能满足用水量需求。5.1.2地表水源新桥机场周边有淠河总干渠渠尾新民坝枢纽(年蓄水量650万m3)、瓦东干渠、滁河干渠,水库重要是小型水库,有宝教水库、塘小河水库、董坝水库等,水系较发达。新民坝枢纽设计水位46.9m(渠首),水域面积亩,常年水深5m,年蓄水量650万m3,库水重要来自淠河干渠,水质较好,符合生活饮用水水源原则。瓦埠湖湖区南起白洋淀,北至钱家滩,长52km,东西平均宽5km。正常水位18.0m,水面积156km2,湖底高程15.5m,相应容积2.2亿m3。符合生活饮用水水源原则。滁河干渠底宽16-19m,流量15-30m3/秒,瓦东干渠底宽27m,引水流量76m5.1.3水源选取从上述水源资料分析可以看出,该区域地下水资源不适当作为新建水厂水源,地表水源中新民坝枢纽和瓦埠湖均可作为饮用水水源。方案一:从新民坝枢纽引水,新民坝正常水位46.0m,新桥水厂地形标高约60.0m,因而需建水源厂,将原水提高到水厂,原水压力约0.30MPa,水源泵房占地约3亩。因水源厂和净水厂高差不大且距离短,故输水管径可按经济流速拟定为DN600,需敷设一根DN600球墨铸铁管,长约4km(直线距离x1.1)。原水到达净水厂后经常规解决配送到管网,再送到顾客,出厂水压力约0.40MPa,净水厂占地约80亩,配水管DN600~DN100,长度约20km。劳动定员15人,工程总投资约3600万元,制水成本0.91元/m3。长处:可作饮用水水源;管线短,投资较少;单位制水成本最低;管网压力平均;供水设施较集中,便于维护管理。缺陷:新民坝库容较小,调蓄能力差;水质和水量受淠河干渠来水影响大,干旱年份容易和农业争水;须和水利部门协商以保证水库水位和库容。合肥供水集团与淠史杭总干渠有关领导已经协调,可保证新民坝枢纽来水量,以保证机场用水。方案二:从瓦埠湖取水,瓦埠湖正常水位18.0m,新桥水厂标高60.0m,需建水源厂将原水提高到水厂,原水压力约0.60MPa,水源厂占地面积约3亩。为保证原水安全可靠以及尽量减少沿程水头损失,需敷设一根DN800墨铸铁管,管长约40km,(直线距离x1.1)原水到净水厂后通过常规解决,再配送到管网,送到顾客,出厂水压力约0.40MPa,净水厂占地面积约80亩,配水管网从DN600~DN100,长度约20km。劳动定员15人,工程总投资约9300万元,制水成本约1.46元/m3。长处是:原水水质较好,水量足,可作饮用水水源;水源保证率高,干旱年份也可保持正常供水。缺陷是:管线长,投资大,单位制水成本高,收回投资难度大;原水管长期处在较高压力状态,易爆管;水源厂和净水厂之间无现成道路,原水管维护难度大;水源厂远离市区,管理困难;需要管理人员较多;瓦埠湖为浅滩,水位起伏较大。方案三:由合肥统一供水,两路供水到新桥机场。一路接蜀山DN500管,沿合六路经小庙到高刘,采用半途增压方式将自来水送到用水点,需敷设DN500球墨铸铁管约34km;另一路接四里河路DN600管,沿环湖北路经三十岗到高刘,采用半途增压方式将自来水送到用水点,需敷设DN500球墨铸铁管约30km。两处加压站规模均为1.5万m3/d,水泵扬程0.40MPa,每个加压站占地约3亩。劳动定员8人,工程总投资约7600万元,单位成本需在合肥既有综合成本基本上再增长0.10元,约1.39元/m3。长处:水质好,水量能满足发展需要;管理人员少;能增进管道沿线地区发展和人民生活用水需求。缺陷:工程投资较大,管线长且施工难度较大;管道维护和管理难度大;收回投资难;合肥水源重要来自六安淠河干渠,经解决后再将成品水送回几十公里,不经济。综上所述,咱们从工程、经济和运营管理等几种方面对上述三个方案进行比较,推荐从新民坝枢纽取水。5.2水资源保障分析5.2.1水量分析①新民坝枢纽工程新民坝枢纽,水库水重要来自淠河干渠,年蓄水量达650万m3,水质较好,符合生活饮用水水源原则。②淠河灌区工程以淠河灌区重要输水渠道——淠河总干渠水为水源。横排头水利枢纽是淠河总干渠控制工程,普通是依照干渠水位和上游来水调节干渠输水量,当干渠水位较高且上游来水较大,则适时关闭进水闸控制进水,使上游水通过老淠河下泄;当干渠水位较低且上游来水较小,则充分引水入渠。佛子岭、响洪甸水库是干渠上游重要蓄水工程,属近年调节水库,兴利库容9.50亿m3,其中佛子岭1.20亿m3,磨子潭0.6亿m3,响洪甸7.7亿m3。据横排头实测流量资料记录,近年平均来水量31.2亿m3,最大年引水量67.0亿m3(1991年),最小年引水量15.4亿m3(1967年)。③水量可靠性分析依照《合肥市新桥水厂新建工程水资源论证报告》,现状水平年及规划水平年调节计算分析及典型年和规划水平年引水量和用水量分析,95%保证率既有水源和规划水源能满足项目用水规定。97%保证率既有水源基本满足项目用水规定,但规划水源不能满足项目用水。对本项目而言,自淠河总干渠取水,其水源有如下几种特性:一是横排头引水流量大小由水量调度控制。水量调度是依照防汛、用水规定两方面拟定。枯水期引水量根据用水需求调度,与否满足引水需要取决于上游水库可供调度水量而定,因而,项目用水取决于上游水库能否满足水量调度需要。随着佛子岭、磨子潭水库除险加固工程建设,特别是白莲崖水库建成,新增库容4.53亿m3,增长兴利库容1.5亿m3。四库建成后淠河灌区灌溉供水发电调度运营方案将采用响、佛、磨、白四库联合。水库群兴利调度运营方式分三个层次:即用水库群与灌区塘坝、反调节水库、抽水补给站之间联合调度;水库群内聚合-分解补偿调度;白莲崖水库灌溉、供水、发电综合调度。通过科学调度,四库供水综合调节能力会有一定提高。二是响洪甸、佛子岭、磨子潭、百莲崖四库死库容总量为6.56亿m3,在97%干旱年份时可考虑动用四库死库容,可提高下游灌区供水能力。三是灌区输水工程完善配套建设以及灌区用水构造调节,也将大幅提高灌区用水保证限度。依照《安徽省淠史杭灌区续建配套与节水改造第一期工程项目可行性研究报告》,工程建设总体思路:通过灌区续建配套与节水改造、深化管理体制和运营机制改革,提高水资源运用效率,改进城乡供水条件,发挥综合效益,实现灌区良性运营,增进国民经济可持续发展。基本建设内容有灌区渠系及建筑物配套续建工程、水稻节水灌溉办法、渠道防渗工程、田间配套续建工程、节水管理技术、先进高效节水技术。第一期工程实行后,年均可节约灌溉用水7.6亿m3,其中工程续建配套可节约水量4.6亿m3,水稻节水技术可节水3亿m3,每年可向城乡增长供水量2.84亿m3。本项目一期工程设计最大取水流量为0.29m3/s,供水规模2.5万m3/d,年取水量912.5万m3。因而,在上述条件下,项目用水是可满足。并且省淠史杭总局、合肥供水集团曾于就淠河灌区向新桥水厂增长供水量问题进行了协调,并就供水原则、运营方式、计量方式、水费结算以及影响农业灌溉补偿方式等事项达到一致意见。因而,新民坝水库作为供水重要水源,其水量是能5.2.2现状水源水质分析及总体评价据~水质监测资料分析:新民坝以上现状水质Ⅱ~Ⅲ类。据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》(1989年7月10日国家环保局、卫生部、建设部、水利部、地矿部联合发布)第八条规定:在饮用水地表水源取水口附近划定一定水域和陆域作饮用水地表水水源一级保护区。一级保护区水质不得低于国家规定《地表水环境质量原则》Ⅱ类原则。第九条规定:在饮用水地表水源一级保护区外划一定水域和陆域作为饮用水地表水水源二级保护区。二级保护区水质不得低于国家规定《地表水环境质量原则》Ⅲ类原则,应保证一级保护区水质能满足规定原则。据《地表水环境质量原则》(GB3838-)规定,优于Ⅲ类水水域可合用于集中式生活饮用水水源地。据《安徽省城乡生活饮用水水源环保条例》(7月28日安徽省第九届人大常委会第二十四次会议通过)第三章第十四条规定:生活饮用水地表水源一级环保区水质合用国家《地表水环境质量原则》Ⅱ类原则;二级环保区水质合用国家《地表水环境质量原则》Ⅲ类原则。根据上述关于规定,项目用水水源水质符合规定。5.2.3设计最枯取水水位依照淠河总干渠瓦东干渠闸上历年最低水位系列记录,非灌溉期取水口处最低水位较低,接近渠道渠底高程。由实测取水口处过水横断面可知,取水口处渠道断面渠底高程为42.90m,为保证新桥水厂取水,取水工程设计最枯水取水位为43.90m。5.2.4防洪原则新民坝枢纽1一遇洪水位为48.16m,而新桥水厂取水泵站布置于新民坝枢纽西北岸,现状自然地面高程约49~53m。因而,取水泵站设计防洪原则采用48.16m。
6.工程方案论证6.1供水系统方案供水系统拟定在给水设计中最具全局意义。系统选取合理与否将对整个给水工程产生重大影响。供水系统选取应依照本地地形、水源、都市规划、水质及水压规定以及原有供水设施等条件综合考虑拟定。6.1.1水源系统依照《合肥市新桥水厂新建工程水资源论证报告》,项目水源重要受横排头上游控制,随着佛子岭、磨子潭水库除险加固工程实行,白莲崖水库建成,淠河灌区灌溉供水发电调度运营方案将采用响、佛、磨、白四库联合,供水综合调节能力会有一定提高。灌区输水工程完善配套建设及灌区用水构造调节,也将大幅提高灌区用水保证限度。分别用保证率95%、97%典型年份横排头(合并)上游实际来水,按横排头进水闸设计过水能力和新民坝以上总干渠槽蓄量进行调节控制。灌溉用水以95%、97%相应保证率从干渠取水,按罗管闸~横排头之间农业灌溉用水月分派比例分派到典型年各个调节计算时段中;工业用水、城乡综合用水、项目等用水按年用水量逐月均匀分派到调节计算时段中;罗管闸放水采用典型年实际放水;规划年合肥新增用水,根根总干渠调水规律逐月平均分派到灌溉期5~9月内。当上游来水不不大于灌区用水量时,需补充渠道槽蓄量,当补充水量不不大于渠道最大槽蓄量(4383万m3),多余水量作为弃水由滚水坝下泄入淮。当渠道槽蓄量达最小值(525万m3)上游来水仍不大于灌区用水量时渠道将缺水,上游淠史杭灌渠总局承诺渠道缺水时,可通过调度控制横排头、罗管闸和新民坝之间放水,以满足新桥水厂取水需求。6.1.2供水水压新桥水厂服务区域重要有新桥机场、高刘镇、高刘工业园及小庙工业园等。其中新桥机场地势较高,标高约69m~71m;高刘镇相对较低,自然地面高程介于38~45m;小庙工业园约50~53m;新桥水厂标高60m左右,送水泵扬程约40m6.1.3供水水质新桥水厂供水对象重要有机场、城乡居民、工业公司、公共建筑及市政顾客等。居民生活及公共建筑用水水质必要符合现行生活饮用水卫生原则。工业公司因产业性质差别大,很难区别其水质、用水量及分布区域。市政用水水质规定稍低,但顾客分散,单个顾客用水量小。故新桥水厂供水系统采用统一供水水质,即《生活饮用水卫生原则》(GB5749-)。6.2取水口位置选取水库取水口位置选取,普通依照下列基本规定,通过技术经济比较拟定:尽量接近重要用水区;位于水质较好地带;接近主流,有足够水深,有稳定岸边和良好工程地质条件;尽量不受泥沙、漂浮物、冰絮等影响;不妨碍排洪,并符合水库整治规划规定。就本工程而言,重要应考虑用水区域、水质、漂浮物和水深影响。6.2.1重要用水地区别析新桥水厂供水范畴重要有北部新桥机场,西北部高刘镇、高刘工业园,南部小庙工业园区域。因而,从重要用水区位置分析,水厂取水口应尽量设在新民坝枢纽西北岸。6.2.2水质分析依照~水质监测成果:新民坝以上现状水质为Ⅱ~Ⅲ类。据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》(1989年7月10日国家环保局、卫生部、建设部、水利部、地矿部联合发布)第八条规定:在饮用水地表水源取水口附近划定一定水域和陆域作为饮用水地表水水源一级保护区。一级保护区水质原则不得低于国家规定《地表水环境质量原则》Ⅱ类原则。第九条规定:在饮用水地表水源一级保护区外划定一定水域和陆域作为饮用水地表水水源二级保护区。二级保护区水质原则不得低于国家规定《地表水环境质量原则》Ⅲ类原则,应保证一级保护区水质能满足规定原则。据《地表水环境质量原则》(GB3838-)规定,优于Ⅲ类水水域可合用于集中式生活饮用水水源地。据《安徽省城乡生活饮用水水源环保条例》(7月28日安徽省第九届人大常委会第二十四次会议通过)第三章第十四条规定:生活饮用水地表水源一级环保区水质合用国家《地表水环境质量原则》Ⅱ类原则;二级环保区水质合用国家《地表水环境质量原则》Ⅲ类原则。根据上述关于规定,项目用水水源水质符合规定。6.2.3水深条件依照新民坝枢纽水下地形图,库心处接近主航道,库底高程较低,水较深,便于取水头部设立,可减少泥沙吸入量。从水深条件分析,取水头部应尽量设在库心处。6.3厂址选取6.3.1水源厂厂址选取从新民坝枢纽引水,因水厂主供水为机场方向,水厂建在高刘镇杨郢附近,新民坝水库正常水位为46.00米,规划净水厂标高约60m,新桥机场标高约70m,因而须建水源厂提高原水到水厂,依照取水口位置选取,水源厂拟建在新民坝枢纽西北岸新民村,南北长约75m,东西宽约45m。6.3.1净水厂厂址选取依照《合肥市新桥水厂新建工程项目建议书》,新桥水厂净水厂厂址选在合六高速公路与规划中机场迅速通道交口西南角杨郢;南北长约270m,东西宽约200m,规划占地总面积80亩。净水厂选址重要基于如下几方面因素考虑:1、供水服务区域为机场,高刘镇、长岗等,并和城乡区域供水相呼应;2、交通便利;施工、运营和维护以便;3、工程地质条件良好;4、用地条件好。拟选厂址场地宽敞,适当长远发展;5、不占良田。用地基本为荒地,无农田、房屋或有少量水塘、菜地征地和地基解决费较低为佳,符合国家少占和不占良田政策。经现场察看,初定四个位置:分别位于合六高速公路与规划中机场迅速通道交口杨郢、应岗、何小郢、张郢。以上四方案经建委、规划、土地等部门协调,初步定在杨郢,距机场直线距离约3km,距新民坝枢纽直线距离约3km。当前,厂址方案已关于部门批准。因而,本报告维持该选址不变。
7.取水工程7.1取水构筑物选型据新民坝枢纽设计资料,设计洪水位48.16m,最低枯水位43.90m,水位最大变幅5m;取水头部库底自然高程42.90m,最枯季节取水水深仅1.0m。7.1.1取水口依照新民坝枢纽工程及水文地质状况和类似工程实践经验,较适当固定式取水构筑物取水头部有两种形式可供选取:⑴箱式取水头部箱体为钢筋砼构造,侧面设立进水窗口并安装拦污格栅,引水管进一步箱体内取水。对规模较大箱式取水头部,箱体宜采用预制构件,提成几某些在岸上制作完毕浮运至取水点,再在水下拼装就位;基本用钻孔灌注桩。箱体下库底局部挖深3米,箱体嵌入库底与灌注桩连接。该形式合用于取水量较大、取水点水深不太深、河床较稳定、含砂量少状况。⑵桩架式取水头部普通采用钢管桩或预制钢筋混凝土管桩,将桩打入河床,在框架周边采用格栅围护,防止漂浮物进入。合用于河床较稳定、河床地质宜打桩、枯水位水深较深和水位变化不大状况。⑶优缺陷比较:见表7-1。依照取水点位置和水下地形图,拟建取水头部所处位置水深约1.0~4.0m。枯水位状况下取水点水深仅1.0m,水深较浅。依照引水管进水口沉没水深、悬空高度等应满足其关于水力条件设计规定,采用桩架式取水头部难以满足此规定,而箱式取水头部可满足此水力条件规定。可见,只有箱式取水头部较为适合。取水头部型式比较表7-1箱式取水头部桩架式取水头部长处⑴耐久性好,防冲撞能力强、安全性高;⑵对枯水期水深较浅河道取水有利;⑶对河道、航道影响小。⑴构造简朴、施工以便;⑵巡视以便、维护、除草容易。缺陷⑴清渣、维护不便。⑴对行洪有一定影响;⑵不适应于枯水期水深较浅取水;⑶耐久性相对较差。7.1.2引水管⑴引水形式选取引水管有自流管和虹吸管两种。取水泵站自然地面高程49m~53m,鉴于新民坝枢纽常年水位不高,为减小引水管埋深,节约工程投资,推荐采用虹吸引水方式。普通状况下可自流引水,仅在水库水位较低时,才用虹吸引水,采用双管引水,取水安全可靠性有保证。⑵进水管数量、管径选取水源工程设计总规模为5万m3/d,一期工程2.5万m3/d。考虑8%水厂自用水,总取水量达5.4万m3/d,一期工程取水量2.7万m3/d。进水管一次实行,从取水安全可靠性考虑,保证事故时70%取水量,宜设2根进水管。并留余地,建议采用2根D720×9钢管,满负荷运营时设计流速为1.14m/s;一期工程设计流速0.57m/s,虽流速偏小,但原水含沙量小,不易沉淀,必要时两管可交替运营,避免淤积危险。7.1.3取水泵房取水泵房涉及泵型选取、泵房形式及泵房布置等。⑴水泵泵型选取取水泵房惯用水泵类型有离心泵、斜流泵和潜水泵。优缺陷比较如下:a、离心泵离心泵是给水工程中广泛采用一种水泵,特点是流量、扬程合用范畴广,构造简朴、体型轻便、效率较高,其中大型水泵效率高达86~91%,且其使用寿命长、安装检修以便、维护工作量相对较小。缺陷是泵房间与吸水井要分开,泵房施工较复杂,土建投资较高,泵房占地面积较大。b、潜水泵水泵直接安装在集水池内,不需要吸水管道,泵房占地面积小。缺陷是效率较低,扬程范畴较窄,在水位变幅较大状况下,大流量潜水泵不能适应扬程变化,易浮现故障、使用寿命相对较短,设备安装、维护较复杂。c、斜流泵与潜水泵房类似,水泵安装在集水池内,不需要吸水管道,泵房占地面积小,电机不沉没于水中,安全性较潜水泵高。斜流泵性能与离心泵相似,能适应流量、扬程变化,水泵效率较高,达80%以上,但较离心泵效率约低2~3%。立式斜流泵需要较长进水流道,设备安装规定和难度高、检修时需拆除电机后抽轴,工作量较大。经综合分析,推荐采用卧式离心水泵。依照我院设计经验,结合各类水泵实际运营状况和本项目详细状况,本工程选用卧式离心泵是适当。⑵水泵数量及重要技术参数分析选取水源工程设计规模5万m3/d,一期2.5万m3/d。一期设3台(2用1备),对水量变化适应性较强。依照上述分析,取水泵配备如下:①一期2.5万m3/d时,安装3台600m3/h水泵,2用1备;②二期取水规模增长到5万m3/d时,通过改造水泵来增长流量。⑶水泵选取选泵原则选泵一方面要满足最高取水工况时流量和扬程规定;平均流量时,水泵应在高效区运营;在最高与最低流量时,水泵应能安全、稳定运营。水泵特性曲线高效范畴应尽量平缓,以适应各种工况流量和扬程规定。水泵选取须考虑节能,除选用高效率水泵外,还应考虑运营工况调节。水泵选用应近、远期结合,远期可增长水泵台数或换装水泵。水泵选取依照前述水泵数量配备,对水泵扬程进行计算,成果如下:3台水泵:Q=600m3/h、H=依照选泵原则,针对流量、扬程,250S39型号水泵流量和扬程较适当。⑷水泵运营工况分析采用调速装置变化水泵转数,可使水泵工作时特性曲线更符合管路特性曲线。水泵采用调速不但可减少能量损失、提高水泵效率,并且有助于水泵启动、改进水泵汽蚀现象,特别合用于河流水位变幅大取水泵房。但水泵调速装置费用较高。鉴于水库水位受上游来水和下游放水限制,水位变化较大,因而,推荐采用水泵变频调速。⑸泵房形式优化和选取本工程选用卧式离心泵,干式安装,相应泵房形式有圆形和矩形两种。矩形泵房比圆形泵房便于水泵及管路布置;且泵房筒体深度仅11.3m,圆形泵房无经济优势。矩形泵房避免了圆形泵房布置较复杂局限性,因而推荐采用矩形泵房。7.2取水工程工艺设计涉及取水口、引水管、取水泵房及取水泵站总平面设计。7.2.1取水规模取水总规模5万m3/d。取水头部、引水管按5万m3/d设计,一次建成,取水泵房土建按5万m3/d设计,一期工程设备按2.5万m3/d规模安装。7.2.2取水头部取水头部按5万m3/d一次设计施工。设计最枯水位43.90m。采用侧面进水方式。为减小头部体积,节约投资,沿取水头部四周开窗取水。窗口设进水粗格栅,过栅流速0.3m/s,以尽量减少漂浮物进入。进水窗口上缘高程为44.50m,下缘43.80m,距库底0.90m,以减少泥砂进入。取水头部尺寸为5.65×2.3×2.65m7.2.3结合井结合井由进水室(含检修闸门)和吸水井合建而成,以以便泵房检修。为保证过栅面积,便于格栅布置,结合井平面采用矩形。考虑取水头部已设一道粗格栅,此处采用格网。栅条间距50mm,以保护取水泵,过栅流速0.8m/s。结合井尺寸10.3×5.5×7.6m,按5万m37.2.4取水泵房依照取水形式比较,推荐取水泵房采用矩形,水泵采用卧式离心泵。取水泵房按5万m3/d规模建,设备按2.5万m3泵房为地下式钢筋砼矩形泵房,泵房进口上层平台标高为50.30m,内地坪标高43.00m,泵房井筒深11.30m。取水泵房平面尺寸18.7×6.水泵机组设立如下:①一期2.5万m3/d时,安装3台600m②二期规模增长到5万m3/d时,通过改造水泵来满足取水规定。水泵抽真空起动,以减小泵房深度,节约投资。另设小型潜水泵2台用于排除泵房内少量渍水。泵房上部设起重量2t电动单梁桥式起重机1套,以以便泵房维护。由于水泵进出水管径较大,考虑采用电动蝶阀以减轻工人劳动强度,同步提高取水安全性。7.2.5 水源厂平面及高程设计水源厂布置于新民坝枢纽西北岸新民村,现状自然地面高程约49~53m。取水泵站设计防洪原则采用1一遇洪水位48.16m。考虑风浪影响,水源厂设计地面高程定为50.00m。水源厂占地面积5.1亩。泵站出入口正对新民村村级道路,并以此路作为与新桥水厂联系通道。7.2.6 水源厂规模及分组一期水源厂重要构(建)筑物规模及分组状况表9-1序号构筑物规模及分组备注1取水头部5万m32吸水井2.5万m3/d3取水泵房土建5万m3/d;设备2.5万m3/d4职工值班宿舍5机修间6仓库7.3原水输水管道设计7.3.1输水规模新桥水厂设计总规模5万m3/d。一期2.5万m3/d,原水输水管道按2.5万m3/d规模设计。考虑水厂自用水8%,设计输水量2.7万m3/d(0.32m37.3.2原水管线走向水源厂在新民坝枢纽边,与新桥水厂相距约4000m。原水管出泵站后沿新民村村级道路和方兴大道进入厂区。依照现场踏勘,道路东南侧民居较多,且紧靠道路,因而,原水管沿道路西北侧敷设。管道沿线现为菜地,场地较开阔,可采用大开挖施工,管道施工及维护较以便。7.3.3管材比选=1\*GB2⑴管材特点在输配水工程中,管材选取普通要依照工程规模、重要性、管道工压、输水距离、工程进度及工程地形、地貌、地质状况,本地管材生产状况与使用习惯、能源价格等,进行技术、经济、安全等综合比较后拟定。
由于各地地形、地质、气候等自然条件不同,经济条件与管材应用历史状况也不同,而每项工程都具备其特殊性,因而输配水工程管材应用也是多元化。某种管材在一种地方、一种工程选用,有其经济技术方面合理性,而在另一种地方、另一种工程就不一定合理。依照我院输配水工程设计经验,特别是这几年引进大量新型管材和新生产工艺,管材优化选取尤为重要。大型长距离输配水工程大都在钢管、球墨铸铁管、预应力砼管与预应力钢筒砼管、玻璃钢管等管材中选取。
①钢管
钢管(SP)是一种广泛应用管材。都市供水用钢管常选用Q235B钢板制作,具备良好韧性,管材及管件易加工。但钢管刚度小,大口径管易变形,衬里及外防腐规定严,焊接工作量较大。
②球墨铸铁管
球墨铸铁管(DIP)在生产工艺中通过熔化、脱硫、球化解决,预解决、离心锻造及退火解决等工艺,管材具备良好韧性和耐腐蚀性。无论在海水和不同土壤中均优于钢管,其电阻抗比钢管大三倍。
球墨铸铁有接近钢管性能。耐压强度比钢管高。由于管内壁涂有水泥砂浆,长时间使用后,流量和流速变化不大。同步,可自由选取各种厚度管子和管配件配套,可用各种橡胶圈柔性接口,具备可伸缩性和曲折性,适应基本不均匀沉陷。因此能适应各种地质条件。采用滑入式和机械柔性接口方式施工,以便快捷,能适应各种施工条件(涉及管内施工作业),接口作业完毕,可及时回填,节约时间。
球墨铸铁管惯用防腐做法是:在内表面衬水泥砂浆,外表面喷锌再涂沥青。依照实际使用经验,球墨铸铁管埋设在腐蚀性较强土壤中易腐蚀穿孔,因而管外壁须喷锌后作防腐涂层或用塑料薄膜包裹才干达到抱负使用年限。
③钢筒混凝土管
钢筒混凝土管全称是钢筒预应力混凝土管(简称PCCP管)。是在带钢筒(薄钢筒厚度约1.5mm左右)砼管芯上,缠绕一层或二层环向预应力钢丝,并作水泥砂浆保护层而制成管子。
PCCP管半柔性接口承担不均匀沉降所引起接口处应力集中比柔性接口大,故管道基本及管腔回填,比一阶段、三阶段预应力管规定严,普通在较硬沟底作砂垫层。管基土质特别差,管基解决费用较大,技术上规定均匀沉降较困难。
PCCP管能承受内水压力高、埋土深度大。由于是复合管材,承受内水压力可达2-3MPa,最高可达5MPa。由于预应力钢丝可多层重叠,故也可适应较大深度埋土。
PCCP管可适应腐蚀性土壤恶劣环境,在普通性土壤中敷设,由于砼、砂浆使钢筒四周受高碱性环保,钢材处在钝化状态,可以减缓腐蚀。若埋在腐蚀性强土壤中,普通管外壁应作防腐解决,必要时将管体间钢筒端面用导线连接在一起,以牺牲阳极阴极保护办法进行更好保护。
④玻璃钢管
玻璃钢管(RPM)是以液态不饱和聚酯作固化剂,用玻璃纤维作增强材料制造复合管道。当管径较大时,为减少树脂用量,既减少成本又保证管道刚度和承压能力,在生产时掺入适量石英砂,则成为夹砂玻璃钢管(RPM),按生产工艺不同,又分为离心浇铸夹砂玻璃钢管(采用短切玻璃纤维,离心浇铸成型)和缠绕夹砂玻璃钢管(采用长纤维缠绕成型),两种工艺生产玻璃钢管特性相近,当前大多引进国外技术设备生产。
给水用RPM管用食品卫生级不饱和树脂作致密内衬层(厚约2mm),能起到良好防渗入和防腐蚀作用。中间玻璃钢构造层用长玻璃纤维作环向和交叉缠绕,聚酯树脂固化。对DN>600mm管道,在两玻璃钢构造层之间作树脂夹砂层。构造层起强度保证作用,其厚度依照管径和承压级别拟定
虽然RPM管壁厚相对管径是较薄(P=0.6MPa,DN1200管,壁厚仅19.6mm)但由于玻璃钢强度高,加之从管道受力分析考虑缠绕和夹砂工艺,使RPM管环向刚度大,普通为5000N/m2,最高可达10000N/m2以上,因而可用作承受内外压力埋地管道。
⑵管材水力特性比较a.在相似水力条件下,同管径RPM管比钢筋砼管及钢管、铸铁管过水能力大40%-60%;
b.在相似水力条件下,DN700RPM管与DN800铸铁管过水能力相称;自DN800起RPM管比大一号钢筋砼管及钢管、铸铁管过水能力大5%-23%;
c.在相似水力条件下,管径越大RPM管比同管径钢筋砼管及钢管、铸铁管过水能力大得越多。
=3\*GB2⑶运送及施工DIP管、PCCP管由于自身重量较大,本工程大多为淤泥质粘土地质条件,须对软土地基进行必要解决,相应增长了施工费用及周期。SP管由于自身整体性较好,对地基基本不需做特殊解决。RPM管由于管重小,对地基解决规定也较低,但需增长埋深满足抗浮规定。
除钢管外另三种采用橡胶圈柔性接口管材,对地基不均匀沉降,需通过接口借转角适应,其适应能力有限。钢管虽为刚性接口,但因钢材自身变形能力强,接口强度高,有较好整体性,对地基不均匀沉降适应性较强。此外,采用柔性接口管道虽然管材自身使用寿命较长,但其接口严密性受橡胶圈质量限制,橡胶圈老化、损坏年限也许远不大于管材使用寿命,从而产生接口漏损。同步,柔性接口管道不能通过接口传递延管线接力,在转弯、分支、末端等处需设立支墩、拖拉墩,也相应增长投资。
SP管、DIP管具备较好抗外力破坏能力,PCCP管、RPM管相对较差。RPM管对回填土料及回填密实度规定相对较高。
RPM管道具备较好耐腐蚀能力,无需采用防腐解决办法。SP管耐腐蚀能力较差,必要进行有效防腐解决。DIP管及PCCP管由于其材料特点有较好耐腐蚀能力,但由于地表水仍具备一定腐蚀性,依照管线各段水文条件,仍需分段对管道外壁实行相应防腐蚀解决。
=4\*GB2⑷安全性SP管腐蚀后普通是穿孔渗漏,不易发生爆管事故,管道渗漏后修补也较其她管材容易。其她管材爆管后普通需换管段,因而维修工期较长。
因而,针对本工程特点,综合管材材料、接口性能等因素,管道安全性由好至差排列依次为SP、DIP管、PCCP管、RPM管。
在实际应用中,除采用上述技术经济比较外,管材选取还受诸如管材制造质量、管径大小、施工条件、地质状况、施工质量、穿越障碍物多少、顾客使用经验、维护能力、抢修速度等诸多因素影响。普通以为,当输水管管径不不大于DN1600时,可选用钢管或钢筒混凝土管(PCCP),当输水管管径在DN1200-DN1600之间可选用钢管、预应力钢砼管(PCP)或玻璃钢管(RPM),当输水管道管径不大于DN1200时,可选用球墨铸铁管。针对本工程,为保证输水安全性,结合合肥供水集团使用习惯和丰富施工经验,推荐原水输水管采用球墨铸铁管。7.3.4管径拟定一期工程输水管道按2.5万m3/d设计。采用球墨铸铁管,输水距离较短,发生事故率很小。万一发生事故,清水池调蓄容积较大,供水安全性较高。二期还将增设一根球墨铸铁管,双管输水,可保证原水输水安全。原水管设计管径DN600,满负荷流速1.11m/s。二期增长一根DN600管。7.3.5管道防腐材料拟定⑴内防腐材料选取
当前输配水工程中球管惯用内防腐材料有水泥砂浆和高分子涂料。高分子涂层防腐效果较好,但成本较高,施工规定也较高。本工程在水泥砂浆衬里与高分子涂料之间综合比选。
水泥砂浆衬层是最常用管道内涂层,是在球管内壁均匀涂抹一层水泥砂浆保护球管,依照口径不同,涂层厚度也不同,口径越大涂层越厚。为克服老式水泥砂浆衬里缺陷,在水泥砂浆中加入一定量高分子聚合物就成为聚合物砂浆,这已在国内石油工业输水上有较多应用。对球材表面解决规定较低,合用已发生腐蚀旧管,且有良好耐蚀、抗渗、抗裂性能,较强粘结力及适应球材变形能力。
高分子涂料一次成膜很薄,涂装只需二底二面,四道即可。涂装方式不局限于刷涂、依照现场需要滚涂、喷涂均可,施工速度快、效果较好。综合比较,考虑到高分子涂料形成涂层较薄,防腐寿命难以保证,且价格较贵,而水泥砂浆涂衬防腐效果稳定可靠,有近年实践经验。因而,球管内防腐推荐采用水泥砂浆防腐涂衬。
⑵外防腐材料选取
埋地金属管道腐蚀重要有电化学腐蚀、化学腐蚀、微生物腐蚀,其中电化学腐蚀是腐蚀最重要形式。引起电化学腐蚀重要因素有:金属管自身电化学不均匀性(成分、结晶方式、组织、氧化皮等)及周边土壤介质物理化学性质不同,形成无数个微观腐蚀原电池,腐蚀就发生在原电池阳极部位。金属在土壤、淡水中腐蚀,重要是氧去极化因素在起主导作用。当土壤中存在硫铁细菌时,会加剧金属腐蚀。本工程管道防腐采用外防腐绝缘涂层保护办法。
由于沥青类涂层属于逐渐裁减产品,三层PE、环氧粉末、胶粘带、丙烯酸环氧聚氨酯涂料防腐成本较高,本工程不考虑采用。此外煤焦油瓷漆由于在国内应用经验较少,国内产品质量尚待检查,采用进口产品又较贵。
由于不同类防腐涂料所能合用土壤条件并不一定相似,对于埋地管道防腐材料选取应考虑各地土壤特性。针对环氧煤沥青涂料缺陷,完全可以通过加强涂装、运送、安装等过程质量管理得到主线改进。综上所述,外防腐拟选用喷锌加环氧煤沥青涂料作为本工程输水管道外防腐材料,防腐级别为普通级二布三油;内防腐采用水泥砂浆涂衬。
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