顶山144km玻璃钢供水管道工程设计总结（3）(1)(2)

　　2.6.1 排气阀设置

　　水在输水管道运行时，实际上是水气两相流。因此在长距离输水管道设计时，应依据输水管道的纵向布置，分析研究计算可能出现的不同工况下水的流动状态，选择合适的位置(一般在驼峰处)布置一定数量的排气阀，在管线的水平段，排气的问题更突出，因此在设计时一般人为的把管线布置成一个高点，设置排气阀，而且水平距段根据经验设置。排气阀的选择也很重要，因为管道中运行时，水在管道中的状态很复杂。根据国外水锤研究者提供气水两相流可分为六种流态，即层状流、波状层、段塞流、气团流、泡沫流、环状流，由于水流流态的复杂性，也就产生了排气的困难，因此除了确定排气阀的合理数量，合适位置，对排气阀种类与性能也应充分重视。
    根据多个工程的调查情况，排气阀过多会造成管理上的困难及增加投资，过少会影响管道进排气，造成工程事故。很多资料介绍排气阀应600~1000m设置一处，在多次研究、咨询的基础上，确定本工程共布置1.0~1.6mpa dn80排气阀89处，距离最短的相距700m，最远的相距3000m，平均1.62km一处。

　　考虑到水源地未设置净水装置，所有排气阀底部与闸阀连接处加装了缓冲阀，防止杂草等堵塞气阀，根据市场调研情况选择复合式进排气阀，大孔用于强排，平时微量排气靠小孔实现，材质为球墨铸铁。

　　2.6.2 分水、排水阀井设置

　　在管道每隔5公里设一处分水阀井，管道上设立分水井的目的：一方面为施工单位分水之用；另一方面在管道检修时，能利用井内的阻断阀截断水流；再一方面出现事故时可以紧急关闭。分水管直径一般为输水管直径的1/3，分水阀直径等同分水管直径。主管直径dn=400，排水阀直径dn=150，全线共布置31处分水阀井。阻断阀门采用法兰式手动蝶阀，材质为球墨铸铁，分水阀门采用法兰式手动闸阀，后接水表计量，阀门材质为球墨铸铁。

　　管道的低凹处应设泄水管及排水阀井，管道上设立排水井的目的：一方面在冲洗管道时能把管内沉淀杂物、泥沙冲刷排净；另一方面在管道检修时，能把管内存水放空。泄水管宜接至沟底或低洼处，当不能直接排出时，应设集水井，用水泵将水排走，泄水管直径一般为输水管直径的1/3，排水阀直径等同泄水管直径。主管直径dn=400，排水阀直径dn=150。分水阀门采用法兰式手动闸阀，阀门材质为球墨铸铁。排水阀井根据地形需要共设置62处。

　　2.6.3 跨河建筑物

　　管道在118＋000处穿越渠道，渠宽24m，为防止管道振动，设计采用钢桁架桥通过，跨径26m，宽度1.2m，渠道两侧设钢筋砼桥台，玻璃钢管采用岩棉保温处理。

　　2.6.4 跨路保护

　　本工程与各种永久道路、临时公路相交处共17处，对于永久公路及汽车荷载超过汽－20标准的，均采用钢套管穿越，减少干扰，避免隐患，确保运行安全。对于临时路口及小车通过的，采取加固次管区的办法，即将该段管道次管区及机械回填部分全部采用人工分层回填夯实，直至地面。

　　2.6.5 管道连接件及其他

　　玻璃钢管道在实际使用当中需要与各类管道、阀门、钢制件、水池等进行连接，各种连接件如法兰、弯头、大小头等均可以采用玻璃钢手工糊制生产，也可采用钢制件。根据类似工程调查情况结合管道维修、运行等，确定管道与阀井的连接件全部采用钢制件。少量弯头、对接部分采用手工糊制，并按设计压力1.5倍加强处理。

　　本工程设计1.24m长连接钢短管（一头承口、一头插口）共186个，连接钢三通93处，手工糊制dn75三通89处，各种不同转角弯头75处，平糊对接接头30处。

　　3 水压试验及接口小压试验问题

　　3.1 水压试验

　　《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程》cecs129－2001及《给水排水管道工程施工及验收规程》gb50268－97均规定：管道安装后应尽早进行水压试验，每次水压试验长度不宜超过1km。具体到工程而言，对于长距离供水工程由于受地形限制，管道设计一般随自然坡度及采用埋地式设计，有些地段同一压力等级连续长7～10km，有些地段一个压力等级可能只有不到1km。水压试验的目的是验证管道的渗水量是否符合规程要求以及检验管道的总体质量，水压试验分段长度应结合管径、水源点、地形条件、土壤条件、堵头位置等综合考虑。顶山供水工程管径dn350~dn400、设计压力0.6~1.6mpa，全长144km，经研究后设计在技术要求中明确指出水压试验分段长度一般3～5km，最大不超过10km。施工当中，经设计、监理、施工单位认真研究分析，根据堵头位置、压力等级确定了现场分段试压长度，其中部分管段分段试压情况见表5，经过详细周密的计算分析、准备，各分段均一次试压成功，经运行未发现任何问题。

　　表5                  顶山供水工程部分管段分段试压情况

　　因此对于中小型管道，分段长度可以适当放大，但必须要有详细周密的措施保证，防止出现管道变形、接头错位等问题。

　　3.2 接口小压试验

　　采用双“o”型橡胶密封圈连接的玻璃钢管道，承插口的两道密封圈之间留有一定的孔隙，通过在两道密封圈之间安装打压嘴进行压力检测可以很快发现接头安装的是否正确，俗称“小压试验”。小口径管道施工一般均不做要求，通过水压试验来验证安装的正确性。但通过对本工程流沙段的实施发现，由于受安装工人的素质影响，个别管道安装仍然受人工、气温影响较大，因此对于地形起伏较大、气温变化剧烈（比如沙漠地区）、穿越交叉建筑物等地段，最好坚持安装后立即进行小压试验，以保证整个管道安装之后的气密性，避免返工，影响工期。

　　后记：

　　本文简要的介绍了顶山长距离供水管道工程在设计应用当中遇到的几个问题，并结合实际情况提出了解决方案。长距离供水管道工程设计较为复杂，其管材选择、断面布置、进排气阀设置、水锤防护、连接形式、阀井设施布置与城市供水有较大差别，均需要进行认真、细致的研究，与已建类似工程进行比较及针求专家意见是非常有效的措施，比如本工程排气阀布置、分段试压等均与规范有所不同，但经过仔细分析、计算、选择，参考类似工程取得的经验，实践证明措施是有效的。

　　顶山供水工程2001年9月份开工兴建，2002年8月份实现通水，有效施工期仅6个月，月平均开挖、安装、回填24km，分段试验完全合格，系统试压一次通过，运行至今未出现任何质量问题，主干管网上各类控制蝶阀、进排气阀、闸阀等运行状况良好。高峰期间为施工区域持续供水7500m3/d，有效地保证了顶山至三个泉施工区段的生产、生活用水，为该工程主体工程顺利实施提供了可靠保障。

　　参考文献 （科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
[1] 岳红军编，玻璃钢夹砂管道，科学出版社，1998年
[2] 新疆永昌复合材料有限公司，玻璃钢管、罐工程设计手册，1999年

　　[3] 新疆水利厅，新疆农村改水防病工程设计大纲，1995年

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