鱼种基地产业转型升级项目-提水管道设计说明

提水管道设计说明一、工程概况小渡镇鱼种基地产业转型升级项目为鱼类养殖项目，项目位于潼南区小渡镇，本次新建提灌站主要解决鱼种用水问题，用水水源为青云水库，青云水库现状有De160取水管道。本工程主要建设内容为：新建泵站一座（建筑面积17.55m2），新建De200PE100级(1.0MPa)管道362m，De160PE100级(1.0MPa)管道61.9m，De100PE100级(1.0MPa)管道115m，新建逆止阀井2座，新建排气阀井2座，新建控制闸阀井3座，新建取水池1口。本工程提水为两条线路，分别为：1.于鱼种基地南面新建泵站，拟采用青云水库现状De160取水管道引水至新建泵站，新建泵站内置管道加压泵（ISW100-200B，功率15KW，设计流量113m3/h，设计扬程32m），将水提至北面高处鱼塘（高程251.20m），延伸De160PE1.0MPa管道61.9m，De100PE100级(1.0MPa)管道115m。2.鱼种基地最南面鱼塘新建取水池，内置潜水泵（潜水泵150QY160-32-22，功率为22KW，设计流量160m3/h，设计扬程32m），新建De200PE1.6MPa管362m，扬水至本次新建的厂区水池内。二、主要规程规范（1）《水利工程建设标准强制性条文》（2020版）；（2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）；（3）《防洪标准》（GB50201-2014）；（4）《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》（SL654-2014）（5）《室外给水设计标准》（GB50013-2018）；（6）《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS193：2005）；（7）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；（8）《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规范》（CECS141：2002）；（9）《埋地塑料给水管道工程技术规程》（CJJ101-2016）（10）《泵站设计标准》（GB50265-2022）；（11）国家、行业规定的其他规程、规范。三、工程级别与设计标准（1）工程等别和建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2017）中4.7.1节的规定，对于设计流量＜1.0m3/s的供水工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。经复核，本工程泵站最大水流量为0.044m3/s，小于1.0m3/s。输水管道建筑物级别均为5级，泵站的建筑物级别为5级。（2）洪水标准依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2017）表5.5.1和表5.5.2的规定，灌溉和供水工程5级永久性水工建筑物的设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为20年一遇。因此，确定本工程输水管道的建筑物级别为5级，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为20年一遇。（3）抗震设防烈度工程场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。依据《水工建筑物抗震设计标准》（GB51247-2018）规定，建筑物抗震设计烈度为Ⅵ度，据规范不进行抗震计算。（4）建筑物合理使用年限根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》（SL654—2014）中表3.0.2的规定，本工程等别为V等的灌溉和供水工程，工程合理使用年限为30年，永久性水工建筑物级别为5级，建筑物合理使用年限为30年。（5）建筑物合理使用年限水工建筑物设计应根据其所处的环境条件和合理使用年限确定。在满足稳定、强度、变形、渗流等要求外，还应满足《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》SL654-2014规定的耐久性要求。合理使用年限为≤50年的水工结构，根据所处的环境条件，配筋混凝土的耐久性基本要求见下表。配筋混凝土的耐久性基本要求环境类别混凝土最低强

度等级最小水泥用量（kg/m3）最大水胶比最大氯离子含量（%）最大碱含量（kg/m3）一C202200.601.0不限制二C252600.550.33.0三C253000.500.23.0（6）钢筋保护层最小厚度钢筋保护层最小厚度满足规范SL654-2014第4.2.4条的规定：混凝土保护层厚度设计值不应小于钢筋的公称直径，同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍；以及4.4.4条中表4.4.4规定的最小厚度，如下表所示：混凝土保护层最小厚度单位：mm项次构件类别环境类别一二三四1板、墙202530502梁、柱、墩303545603截面厚度不小于2.5m的底板及墩墙/405065（7）最大裂缝宽度混凝土构件正截面的表面最大裂缝宽度计算值不应超过规范SL654-2014表4.2.6规定的限值，如下表所示：混凝土构件表面最大裂缝宽度限制和裂缝控制等级环境类别钢筋混凝土结构预应力混凝土结构最大裂缝宽度限值（mm）裂缝控制等级裂缝计算宽度限值（mm）一0.4三0.2二0.3二/三0.25一/四0.2一/五0.15一/四、主要建筑物设计（1）泵站建筑物设计泵房为砖混结构，建筑面积17.55m2。电气设备柜布设在泵房内。泵站建筑结构设计详见“泵站建筑设计说明”、“泵站结构设计说明”，此处不再重复阐述。（2）泵站设计扬程的选定本次涉及两处提水管道，共用一个泵站。1#提水管道为已建鱼池至鱼种基地（一期），2#提水管道为新建本站至高位水池。1#提水管道总长362.07m，设计流量160m3/h，取水口最低高程233.00m，管道末端高程249.45m，沿线最大高程255.35m。经过管道管道水力计算（详见1#提水管道水力计算成果表），管道总水头损失8.11m，沿线最大高程处总水头损失4.93m。因此1#泵站到沿线最大高程处计算所需扬程为255.35-233.74+4.93=26.54m；到管道末端计算所需扬程为249.45-233.74+8.11=23.82m。因此1#提水管道计算所需扬程为26.54m。2#提水管道总长281.93m，设计流量113m3/h（原管道自流来水量），利用原φ160钢管220m，De160PE100级(1.0MPa)管道61.9m。新建分水口高程240.50m，管道末端高程251.20m。经过管道管道水力计算（详见2#提水管道水力计算成果表），管道总水头损失7.59m，因此2#提水管道计算所需扬程为251.20-240.50+7.59=18.39m。为了降低水泵设计、制造成本，本阶段推荐选用近年来制造经验成熟、性能良好的水泵及配套电机的定型产品。结合水泵制造厂家提供的资料，经选型，1#提水管道水泵型号为150QY160-32-22（提水泵站装机功率为22KW，设计流量160m3/h，设计扬程32m），2#提水管道水泵型号为ISW100-200B（提水泵站装机功率为15KW，设计流量113m3/h，设计扬程32m）。水泵运行工作时长为8h，机组采用软启动方式。（3）水锤预防措施当水泵停机时，会发生水锤效应，为了保证水泵和管道的正常长久运行，在水泵出口段均安装De150YF742H-10C水锤预防阀。（4）输水管道设计1）管道水力计算①沿程水头损失计算管道沿程水头损失hf按有压管道公式计算下式计算：式中：②局部水头损失为简化局部水头损失hj计算，取沿程水头损失的15%计算。总水头损失h损：h损=hf+hj③管径计算管径计算公式：式中：Q——设计流量（m3/s）；V——管内流速（m/s）；D——管道内径（m）。2）管道水力计算结果管道水力计算成果详见下表。表5.6-4管道水力计算成果表管段名称区间桩号（km+m）长度L（m）管材及压力等级（Mpa）管道外径De（mm）管道壁厚(mm)管道内径(mm)流速v(m/s)总水头损失h(m)起点管内水压（m）末端管内水压（m）末端管中心高程（m）末端自由水头（m）起点终点1#提水管道BK0+000.00BK0+219.92219.92PE管（1.0）20014.7170.61.944.93265.74259.81254.355.46BK0+219.92BK0+362.07142.15PE管（1.0）20014.7170.61.943.18254.35251.17248.452.722#提水管道新建泵站新建管道起点220Φ160钢管16061471.826.88272.50265.62250.7014.92XK0+000.00XK0+061.9361.93PE管（1.0）16011.8136.42.12.16265.62263.46250.2013.26（5）管道敷设设计工程输水管道敷设型式主要为埋地敷设，建筑物主要为埋管。管道埋设分为土基段埋设断面、基岩段埋管断面和穿公路段埋设断面3种型式。1）管道覆土项目区冬季气温较高，不需要考虑防冻处理。在无交通要求的区域，管顶覆土深度不宜小于0.7m，在基岩风化层上埋设时，管顶覆土深度不应小于0.5m；穿越道路、农田或沿道路铺设时，管顶覆土深度不宜小于1.0m。本项目管道大多沿农田和道路铺设，因此，本项目管顶覆土深度对于农田和沿道路铺设段按不小于1.0m设计。2）管道基础管道基础铺设垫层，垫层厚度0.1m，垫层材料分情况铺设：对于管道基础为基岩或硬质基础段，管道基础采用中粗砂垫层料；对于管道基础为覆盖层段，管道基础采用细粒土料当作垫层，但是对于基础含水量较大的农田段，垫层料应采用中粗砂垫层料。3）管沟开挖、回填管道沟槽开挖底宽应满足《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-2008）对不同管材、管径开挖底宽的要求，以利于管道铺设、接头连接操作要求。开挖边坡坡比按临时边坡考虑，沟槽开挖放坡系数据实际地质情况参照地勘报告建议值和《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）相关约定予以调整。管沟开挖分耕植层和土层分别开挖堆放，开挖的耕植层应作为本段的耕植层回填。管沟回填需分层进行并作夯实处理，管沟开挖土料可作为回填材料，对于农田、菜地等部位应先回填保护层，再回填耕植层。沟槽回填必须分层夯实，每层厚度不大于0.3m，管道两侧及管顶以上0.5m范围内，应逐层轻夯压实，回填材料应对称运入槽内。回填材料不得含有有机物、淤泥以及直径大于25毫米的硬物。水压试验前，除接口外，管道两侧及管顶以上0.5m应先回填。试压合格后及时回填其他部分。4）管道基础处理本次设计的输水管道埋管部分基础持力层为稳定土层或基岩，承载力不低于90Kpa，施工时应减少对原土的扰动，同时应杜绝因排水不良造成对地基土的扰动，对局部承载力不满足设计要求的地段（如鱼塘、农田），视地质情况拟采取以下措施进行加固处理。①局部超挖或发生扰动时，超挖深度不超过0.5m时，换填块碎石。②槽底地基土含水量较大（如遇淤泥），深度不超过1.0m时，挖除淤泥后采取配块碎石换填处理；当淤泥较厚深度超过1.0m时，采用抛填片块石进行处理，抛填片块石应自中间开始向四周展开，将淤泥挤出，当抛入的片块石高出槽底0.5m后再进行碾压，碾压时先周边再中间，直至块石不再下沉为止。5）管道试压①管道试压。管道安装完毕后，应进行水压试验，试压前应做好堵板、后背、加压设备和进排水管路等准备工作。②管道浸泡。试压管段注水后，在无压状态下静置不少于24小时。③管道水压试验的分段长度不宜大于1.0km，对中间设有附件的管道，水压试验分段长度不宜大于0.5km。④PE管管道试验压力为1.6Mpa。⑤管道强度试验及严密性试验步骤按GB50268-2008进行。（6）管道接口型式PE管采用热熔接头。（7）管道防腐本工程采用管道主要为PE管，PE管均按照管道生产国家标准，在生产厂内完成内、外防腐。施工安装及运输过程中应采取保护措施，避免防腐层破裂、脱落。新建取水池1#提水管道为潜水泵取水，已建鱼塘底部未做硬化处理，为了保证潜水泵正常取水，需新建C25钢筋砼取水池。取水池净空尺寸1.0×2.0×1.0m（B×L×H），池壁底板厚度均为25cm，底板基础采取抛石挤淤措施，基础承载力不低于100kap。（9）附属建筑物设计1）排气阀井在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，设置自动排（进）气阀门，以防通水时发生气堵，并在管道检修放空或产生水锤时进入空气，保证排水畅通，避免出现负压。一般情况下，每隔1.0km左右设置进气排气阀。排气阀安装在闸阀较高的一端。本工程共设置排气阀门2个（复合式排气阀（De25CARX-10））。排气阀门井采用砖砌结构，参《国标图集05S502》采用定型设计。2）控制闸阀提水管道设置控制闸阀2个（De200Z40HY-10）。控制闸阀井采用砖砌结构，参《国标图集05S502》采用定型设计。（10）电气主接线泵站的供电电源均利用厂区配电房进行配电，设计详见电气专业部分。（11）自动化控制泵站采用微机自动和手动两种监控方式对泵站进行控制。水泵控制柜（含控制模块）两套，分别控制各提水管道。五、主体工程施工（1）泵站施工1）土石方开挖土方开挖采用1.0m³反铲挖掘机开挖，石方开挖采用小型机械破碎锤破碎开挖，严禁采用爆破的方式施工。土石方开挖有用料堆放在附近平缓地带平整，同时做好水土保持措施。2）现浇钢筋砼现浇钢筋砼主体工程施工工艺如下：施工准备→材料采运→加工→模板、钢筋制安→砼拌和→运输→浇筑振实→养护→拆模→养护→检查验收。施工程序：基础开挖，选用的地基应满足设计的承载能力、稳定和变形的要求，凿平至设计高程，并请监理工程师现场检验；架设钢筋、模版；合格后方可浇筑砼。混凝土采用0.4m3搅拌机现场搅拌，人工胶轮车转溜槽、溜筒直接入仓，人工架立模板，人工平仓，插入式振捣器捣实。混凝土浇筑后立即进行养护。在养护期间，使混凝土表面保持湿润，防止雨淋、日晒和受冻。对混凝土外露面，待表面收浆，凝固后即用草帘等物覆盖，并经常在模板及草帘上洒水，洒水养护的时间，应不少于7天。（2）输水管道施工1）沟槽开挖与回填具备机械开挖条件地段采用机械开挖，人工清理沟槽，不具备机械开挖条件的地段，采用人工开挖；机械开挖时，应在设计槽底标高以上预留20cm余量，由人工清理找平到设计高度；管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土原则采用就近开挖土体，不得含有碎石、砖块、有机物、垃圾等；回填土应分层夯实，每层厚度0.2～0.3m，管道两侧及管顶0.5m以内的回填土必须人工夯实，当回填土超出管顶0.5m时，可使用小型机械夯实，每层松土厚度为0.25～0.4m；管道试压合格后的大面积回填，应在管道内充满水的情况下进行，管道敷设后不宜长时间处于空管状态，采用机械回填土时，机械不得在管道上方行驶施工中开挖损坏原有地面、护坡或其它建筑物，应按原标准恢复；施工除按本设计要求外，还应遵照国家现行的各有关规范。2）管道运输与安装本工程的管道直径均不大，均采购成品。PE管的连接采用热熔连接，应由供货厂家提供技术指导，按厂家要求进行连接，应采用专用连接工具；管道连接结束后应进行接头外观质量检查，不合格者必须返工。3）沟槽回填管道安装完毕后进行水压试验满足设计要求并经隐蔽工程验收后，采取原位土石方直接回填。管道两侧土应对称回填，以防管中心线偏移，回填土时要求分层夯实，每层200～250mm，管道两侧和管顶以上50cm范围内填土，应采用轻夯压实，回填土压实度应满足设计要求。回填时槽底至管顶以上50cm范围内，不得含有机物及大于50mm的砖、石等硬块。4）试压与验收管道严密性及强度试压必须以水为介质采用水压试验法试验；试压前应对系统进行充水浸泡，浸泡时间不应小于12小时，管道充水后对管线各连接点进行检查，如发现渗漏应及时进行排除。水压试验静水压力不小于管道工作压力的1.5倍，持荷时间不小于30分钟，本工程输水管线较长，应考虑分段试压，试压段管顶以上回填土高度泵宜小于50cm；试压结束后，迅速使管道泄水降压，降压量为试验压力的10％～15％，每隔3分钟记录一次管道剩余压力，记录10次（30分钟），若30分钟内管道压力有上升趋势，则试压合格，若无上升趋势，需继续观测，90分钟内压力下降不超过0.02MPa，则试压合格，不合格需采取处理措施后再组织试压。管道试压合格后，应及时回填，对整条管道进行冲洗和消毒，冲洗时应保证排水管路畅通安全；管道应该通过竣工验收合格后，方可投入使用，隐藏工程应经过中间验收合格后，方可进行下一工序。施工除按本设计要求外，还应遵照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）进行施工。（3）交叉建筑物施工由于工程区农村公路网较为密集，输水管道布置不可避免的存在多次横穿公路的情况，管道穿越公路主要为一般农村道路。对于管道穿越一般农村道路，考虑到其车流量相对较小，且多为单车道，可直接进行断路施工。断路施工时段（初步估算约为1天），需在该路段两头岔路口作绕道标示，以提示相关车辆绕道行驶。施工前应征得相关道路权属方（如交委、村委会等）的同意，并编制相应的专项施工方案报相关部门批准后方可进行施工作业。（4）机电设备及金属结构安装机电设备包括水泵机组、供电系统、检修排水等机电设备。水泵安装的施工工艺如下：基础检验→水泵安装就位→检测与调整→润滑与加油→试运转。（1）水泵安装施工套筒安装并检查合格后进行水泵安装及管线安装，将水泵用吊车吊装就位，调整机座水平、高程及滑动轨道垂直度偏差，达到设计要求后紧固螺栓，进行管线安装。（2）进水管、出水管及其配套管件等设施安装：水泵机组安装好后，可进行钢管及其配件的安装，其工艺流程如下：设备材料进场→支架制作安装→管道预制组对→管道试验。（3）润滑与加油：检查水泵的油杯并加油，盘动联轴器，水泵盘车应灵活，无异常现象。（4）试运转：打开进水阀门、水泵排气阀，先点动水泵，检查有无异常、电动机的