千阳县城区供水管道工程初步设计

千阳县城区供水管道工程初步设计

千阳县城区供水工程

初步设计

目 录

第一章 概况 4

1.1项目概况 4

1.2 设计依据 6

1.2.1 编制依据 6

1.2.2 业主提供当地资料第二章 城镇概况 7

2.1 地理位置 7

2.2 地形地貌 7

2.3 气象条件 7

6

2.4 水文 7

2.5 工程地质 7

2.6 水文地质 8

2.7 现有供水设施现状 8

2.7.1 供水工程现状 8

2.7.2 存在问题 9

2.8 城市供水规划 9

2.8.1 人口规划 9

2.8.2 供水规划 9

第三章 工程规模 10

3.1 工程设计范围、供水对象 10

3.2 需水量 10

3.3 取水工程规模 12

3.4 由水源地至水厂的输水管道工程规模 12

3.5 由配水厂至城区管网的输水管道工程规模 12

第四章 水质及水压要求 17

4.1 供水水质 17

4.2 供水压力 17

第五章 水源选择 18

5.1 水源地现状 18

5.2 水源选择 18

5.3 水源地保护措施 18

第六章 给水系统 20

6.1 供水系统 20

6.2 输配水方案 20

第七章 工程设计 21

7.1 取水方案 21

7.2 水源地建设 21

7.3 配水厂设计 21

7.4 配水管网设计 22

7.4.1 管线布设原则 22

7.4.2管材选择 22

7.4.3 管网布置 23

7.4.4 管网水力计算 23

7.4.5 管道压力设计 24

7.4.6 管道埋深 24

7.4.7 管道穿越 24

7.4.8 管道敷设 24

7.5 管道结构设计方案 24

7.5.1 埋地管道结构设计说明 24

7.5.2 埋地管道沟槽开挖要求 24

7.5.3埋地管道回填要求 24

7.5.4 埋地管道制作要求 25

7.5.5埋地施工注意事项 25

7.6 管网施工 25

7.6.1 开挖条件 25

7.6.2 管道基础 26

7.6.3 管道的连接 26

7.7 管网压力检测系统 30

7.7.1 设计原则 30

7.7.2 管网测点布置指导思想 31

第八章 施工进度安排 32

8.1 工程实施计划编排原则 32

8.2 项目进度安排 32

第九章 施工建设准备 33

9.1 工程概况 33

9.2 施工管理 33

9.2.1 建立工程项目管理机构 33

9.2.2 组织施工队伍 33

9.3 施工预算 33

9.4 工程管理 33

9.5 施工准备 34

9.6 施工方案及节约措施 34

9.6.1 施工方案 34

9.6.2 节约措施 35

9.7 质量保证及安全措施 35

第十章 环境保护 36

10.1环境保护依据 36

10.2主要污染物分析 36

10.3 环境影响因素 37

10.4 环保措施 37

10.5 环境评价 38

第十一章 劳动保护 39

11.1 主要危害因素分析 39

11.1.1 自然危害因素分析 39

11.1.2 生产危害因素分析 39

11.2安全卫生防范措施 39

第十二章 节能 42

12.1项目能源消耗种类分析 42

12.2节能措施 42

12.3节地措施措 42

12.4节水措施措 42

12.5节材措施措 43

第十三章 消防 44

13.1 编制依据 44

13.2 遵循的主要设计规范 44

13.3 消防消防 44

第十四章 组织机构及人力资源配置 14.1 组织机构 45

14.2 人力资源配置 45

14.3 施工管理的职责 45

45

第十五章 结论和建议 47

15.1 结论 47

16.2 建议 47

第一章 概况

1.1项目概况

1、项目名称

千阳县城区供水工程初步设计

2、项目主管单位

千阳县水利局

3、项目实施单位

千阳县自来水公司

4、 编制单位

中北工程设计咨询有限公司

5、 建设项目

千阳县城供水水源管道工程的水源地位于水沟镇,距千阳县城20公里。通过输水管道工程将供水引入县城,设计供水规模4438m3/d,铺设DN300的球墨铸铁管供水管,管道长度25652.18km。主要工程量详见下表:

主要工程量统计表

名称 单位 数量 规格

清水池 座 2 600 m3

检修车间 座 1 .8m2

化验及消毒室 座 1 50.4m2球墨铸铁管 米 25652.18 DN300

检修阀门井 座 31 Φ2000

水源泉室 座 2 4.3×3.6m矩形构筑物

6、项目建设的重要性及迫切性

(!)、缓解供需水量矛盾的需要

县城是全县政治,经济,文化、商贸,信息中心,在新的经济发展大潮中,县城对全县经济发展和社会进步的中心带动和辐射作用将更加凸显。但是县城目前供水设施严重滞后于其他

基础设施建设,现状供水需求矛盾已非常突出,2012年,县城供水区实际需水量为8700 m3/d,水厂生产能力为4800 m3/d,另外由于配水管网管径过小、老化严重,部分管网己无法正常使用,导致漏水率达到30%以上,供水系统已严重不能满足县城正常生产生活需要以及县城发展的需要。由于缺水量巨大,许多工业企业纷纷自备井,来缓解用水的供需矛盾。

因此,急需建设千阳县城供水水源管道工程,增加水厂的供水量,缓解千阳县城目前的供需水量矛盾,满足千阳县城居民生活和城市发展的需要。

(2)、保障供水安全的需要

千阳县城原有供水管网为单一水源,供水的保证率由于使用期较长,供水管道出现不同程度的老化,破损、漏失严重,容易爆管,供水保证率较低。且由于前期管网设计及建设时为树状管网,部分地区官网压力低,管网的老化、爆管等现象严重影响了当地居民的正常生产生活,因此,对千阳县的供水管网建设已成为当务之急。

(3)、完善基础设施建设,实现经济的持续发展

近年来,随着千阳县城市化进程的快速推进,县城区域不断扩容和人口数量的快速增长,县城区内的基础设施配套压力越来越大,尤其是县城内的集中供水设施己经不能满足当地群众日常生活的用水需求。县城供水设施存在的问题,已严重制约县城经济快速发展,影响县城居民的生活质量。也将对实现和全面完成《千阳县国民经济发展十二五\"计划和2020年远景目标》构成影响。因此,对千阳县城供水水源管道工程的建设是满足千阳县城区域经济建设和社会发展的需要,也是提高城区居民生活水平、促进千阳县城区城市化发展的需要。

1.2 设计依据

1.2.1 编制依据

(1)《室外给水设计规范》(GB50013-2006)

(2)《城市给水工程项目建设标准》(建标【1994】574)

(3)《建筑给排水设计规范》(GB50015-2003)

(4)《城市居民生活用水量标准》(GB/T50331-2002)

(5)《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ41-91)

(6)《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)

(7)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)

(8)《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93)

(9)《建设工程项目管理规范》(GB/T50326-2001)

(10)《公共建筑节能设计标准》(GB501-2005)

(11)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)

(12)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)

(13)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

(14)《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)

(15)《建筑防火设计规范》GBJ50016-2006

(16)《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)

(17)《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-90)

(18)《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)

(19)《城镇供水厂运行、维护及其安全技术规程》(CJJ58-94)

(20)《市政公用工程设计文件编制深度规定》建质【2004】16号

(21)《全国市政工程投资估算指标》

1.2.2 业主提供当地资料

(1)《千阳县城总体规划》(1999-2020)

(2)千阳县县城给水现状图,现状给水水源井技术资料

(3)千阳县县城地形图(1:1000)

(4)《千阳县供水水源管道工程可行性研究报告》

(5)《千阳县供水水源管道工程可行性研究报告批复文件》

第二章 城镇概况

2.1 地理位置

千阳县位于关中西部,宝鸡市北郊。西连陇县,南靠宝鸡市陈仓区,东与麟游、风翔县接壤,北与甘肃省灵台县毗邻。距宝鸡市区38km。境内南北长45km,东西宽40km,土地面积996km2,耕地面积41.6 万亩,占陆地面积的28%。 全县辖6 镇5 乡,98 个行政村,3 个居民委员会,600 个村民小组,截止2008 年,共有人口13.09万人,其中农业人口10.68 万人,非农业人口2.41万人。城区规划总面积8.16km2,城区总人口3.16 万人不含流动人口。

县城地势西南、东北两部高,中间低平。东北为千山山脉,海拔800-1500m;西南为陇山山地,海拔710m~1000m,中间系千河谷地和黄土台源,海拔710~800m。地势明显由西南、东北两部向千河河谷倾斜。境内河流以千山为界,分属渭河和泾河两个水系。千山南麓主要河流千河自西向东南注入瀑河。境内流长30km。县境内水资源丰富,自产水资源多年平均总量 17723.81万m3,其中地表水资源总量12371.00万m3,地下水资源总量5352.81 万m3,全县共有水库14座,总库容1546.5万m3。

2.2 地形地貌

千阳地势南北高、中间低、呈马鞍形,千河横贯东西,将千阳分割成两部分,南北残原丘陵对峙,南属陇山山脉,中间为千河河谷阶地。海拔高度710.00~1545.50m,相对高差

835.5m。南北丘陵山区以\"梁\"\"峁\"和沟谷组合而成,\"梁\"峁\"起伏连绵,顶部较为平坦,顶部以下地面坡度逐渐增大,坡度在 7°~35°之间,农耕地相对集中,坡地以下地面急转成陡坡,坡度均在35°以上,形成深浅不一的沟谷。主要山脉南有箭苔岭,且以\"梁\"为主;北有千山山脉,以\"峁\"为主,山区总面积781.9km2,占全县总面积的78. 46%。千河北岸的黄土残塬被草碧、夜又木、冯坊河等大小河流切割,形成大小不等的U块塬面,最大为南寨塬,面积20km2,最小为罗家店源,仅2km2,塬面窄小,相对高差50~160m之间;千河南岸亦有残塬20多块,一般面积不足1km2,全县塬区面积174.7km2,占全县总土地面积的17.5%。境内山岭起伏,丘陵连绵,沟壑纵横,台塬残碎,谷川狄长,河流湍急,为其地貌特点。地势从西南、东北两侧向千河谷地倾斜。地貌明显分为山、塬、川三部分。

千阳县在大地构造位置上属中朝准地台,鄂尔多斯台向斜的西南边缘,全县大致分为箭苔岭地垒、千河地堑,千山隆断等三个次级构造单元,构造变形以断裂为主,褶皱为辅,尤其上更新以来的西北向断裂组合决定了本区断决构造及其隆起与陷区,也决定了地层的出露状况及地貌特征。

县城属河谷阶地区,平均海拔729m,分为四个地貌单元:

1、 河漫滩区西关滩地,阶面宽0.3~1.5km,前缘高出河床0.5~7.0m,由砂质粘土及砂卵石组成;

2、一级阶地区西关及宝平公路沿线两边,阶面宽0.2 ~0.5km,前沿高出河床5~l0m,由砂质粘土及砂砾石组成;

3、 二级阶地区城内、西关各阶地台地,阶面宽0.5~2.5km,前缘高出河床20~30m,以8%坡度向千河倾斜,上覆黄土6~20m,加一层古土壤;

4、 三级阶地区西关等地区,阶面宽0.3~1.0km,前沿高出河床60~70m,以4%坡度向千河倾斜。上覆黄土5~50m,加5 层古土壤。

县城大部分地区位于我国汾渭地震带与南北地震带的交汇复合部位,地震烈度为7°。

2.3 气象条件

千阳县属暖温带半湿润的性季风气候。冷、暖、千、湿四季分明。冬季冬长雪少,干燥寒冷;春季温暖湿润,降雨渐多;夏季炎热,降水不均;秋季气候凉爽,阴雨连绵。

1960~2000年千阳县平均气温为11.8℃,最热月7月,月平均气温24.5℃,最冷月1月,月平均气温-1.6℃,年极端最低温度-20.6℃,出现在91年12月28日,极端最高温度40.5℃,出现在66年6月19日。多年平均无霜期197天,最大冻土深度为410mm,平均冻土深度276mm。

千阳县年平均降水量 1.1mm,最大降水量 924.3mm,最小413.8mm,最大偏差值510.5mm,多年平均偏差值为105.4mm,相对变率平均为 15.9%,自然降水有明显的季节性特点,时空分布极不均匀。在空间分布上,年降雨量由南向北递减,南部山区为751.4mm,中部川原地区为653mm,北部山区最少,约为591.1mm。年蒸发量为1203.4mm,相当于年降水量的1.84 倍。

2.4 水文

千阳具境内以千山山脉为界,分属径、渭两大水系,岭南径流汇入渭河支流千河,岭北径流汇入泾河支流高崖河。全县境内流域面积在l0 km2以上的河流14条。岭北高崖河入甘

肃省达溪河后汇入泾河,境内流长30km,流域面积160.6 km2。年径流量1914.4 万m3。岭南千河属渭河一级文流,发源于甘肃省张家川回族自治县唐帽山南麓石庙梁,因流经千山脚下故称千河,呈西-东南流向,经陇县横贯千阳县川塬区,再经风翔县、陈仓区,至陈仓区城关冯家咀注入渭河,全长152.6km ,千阳县境内流长28km,流域面积835.86km2 ,平均流量12.9m3/s,年径流量4.08 亿m3。

2.5 工程地质

1、水源工程地质条件

水源工程地处塬、坡、川地貌特征较为明显。虽地貌组成单元比较复杂,但其地质基础属同一构造单元,即河谷阶地区,上覆黄土5~50m。

区内地下水位埋深较深,无管道抗浮稳定问题。

工程区地质基础属同一构造单元,即河谷阶地区,上覆黄土5~50m。供水工程项目区位于千阳县城区以西,千河南岸地区。该区从地貌单元上属黄土覆盖的千河宽谷区和千河二、三级阶地,阶面宽0. 5-2. 5公里,前缘高出于河水面10-20米,区内平均海拔770-880米,以2-4度向千河河床倾斜。千河谷地阶地比较发育,一般可见二、三级阶地组成黄土台塬。项目区主要分布在干河南岸二级和三级阶地上,阶面微倾北东,由于受汛期流水作用的侵蚀和强烈切割,故冲沟、三支沟发育,导致阶地台面比较破碎。组成阶地的物质上部为黄土类土夹2-3层古土壤层,下部为?积洪积砂卵石层。

该工程水源水沟河位于千阳县境内干阳岭北麓,主要地层为自垩系-株罗系的碎屑岩类及第四系松散堆积层,大部分岩土致密,整体性良好。引水枢纽及输水干渠为已成工程,沿水

沟河右坡面布设,长度1.9公里,该范围内地层地质主要由下更新统黄土状亚粘土及坡积土组成,土体结构疏松,大孔隙和垂直裂隙发育,具有较强的湿陷性。

2、输水管道工程地质条件

输水管道工程位于千河东、西两岸。管线在河流一、二级阶地及河漫滩均有布设,千阳县有四种地貌形态,即河漫滩、河谷阶地、黄土台塬、基石山区。按含水岩组及富水性条件又分为松散岩孔隙水,碳酸岩裂隙?岩溶水。

碳酸岩裂隙?岩溶水。分布于千阳岭北麓的基石山区。按岩性又可分为两个含水岩组:

奥陶、震旦纪灰岩次贫水岩组:单位涌水量20-30立米/日,富水性较差,分布在千阳南山区。

奥陶、寒武纪砂岩,灰岩极贫水岩组:单位涌水量10.0立米/日。分布于千阳北山区。富水性较差。

管线经过地区跨越河漫滩、河谷阶地、黄土台塬三种不同工程地质单元,其中Q42al、Q3eol的岩土工程地质特性与前述大致相同。全新统早期冲积砂砾石层(Q4lal)杂色,稍密一中密,粒径大于1 5.0毫米的砾石含量大于50%,充填物以中粗砂为主,砂砾石层上部一般都夹有一层0.3-1.5米厚的砂层透镜体,砂砾石层由上向下颗粒明显变粗,砂砾石层厚度大于3.5米,重型动力触探击数N63.56.0-l 6击。一级阶地表大多覆盖1.5-3.0m砂壤土,

一级阶地阶面宽50-200米,区内承压水埋深在40?130米以下。

2.6 水文地质

千阳县属半湿润带水文地区,有三种地貌类型即河谷阶地,黄土台源,丘陵沟壑区。按含水岩组特性及地下水赋存条件,可划分为松散岩孔隙水,碳酸盐裂隙-岩溶水二类。

松散岩孔隙水:分布与广阔塬区和河谷川道,潜水含水层为第四系上更新统和全新统冲积砂砾含水岩组,下部为第四系中上更新统和下更新统洪积砂砾含水岩组,按水动力特性埋藏条件可以分为潜水和承压水两类。

岩溶水:分布于南北基岩山区,按岩性分为两个含水岩组:奥陶纪、震旦纪。灰岩次贫水含水岩组,单位涌水量20~30 m3/d.m。奥陶纪、震旦纪。砂岩、灰岩极贫水含水岩组,单位涌水量10m3/d.m。

2.7 现有供水设施现状

2.7.1 供水工程现状

千阳县县城供水工程(沈家庄配水厂),始建于1973 年,配水厂包括水源机井6眼,800 m3,蓄水池2座、300 m3蓄水池1座及办公、检修、化验等附属设施,水厂占地面积8.3亩,设计生产能力4800m3/d。随着县城建设区不断发展,配水网管网亦不同程度地延伸,目前共铺设输水管道1.8km,配水管道24.3km,管径DN75~DN300mm, 管材主要为铸铁管和部分PE 管。2008 年自来水供水覆盖面积4.3 km2,由于配水管网漏失严重,输水干管口径过小,年实际总供水量仅为8l万m3。

2.7.2 存在问题

(1) 县城目前供水设施严重滞后于其他基础设施建设,现状供水需求矛盾突出。水厂生

产能力远远达不到县城区实际需水量。

(2)配水管网管径过小、老化破损严重,部分管网己无法正常使用,导致漏水率达到30%以上。

(3)很多工业企业纷纷靠自备井水源饮用潜层水,水质得不到保证,危害居民身体健康。

(4)目前县城区域不断扩容,人口数量也快速增长,现状管网的覆盖程度严重不足。

(5)县城原有供水管网为单一水源,供水的保证率和可靠性较低。

(6)地下水缺乏统一管理和使用,水资源及财力浪费严重。

(7)千阳县供水系统不能满足千阳县总体规划的要求,滞后于城市经济和社会发展。

2.8 城市供水规划 根据《千阳县县城总体规划》(1999-2020),县城建成区将达到8,1Km2,规划人口将达到3.9万人。

第三章 工程规模

3.1 工程设计范围、供水对象

根据千阳县县城总体规划,到2020年县城建成区将达到8.1km2 ,居住人口将达到3.9万人。根据《室外给水设计规范》GB50013-2006,结合当地发展情况确定供水工程设计年限为10年,即供水水源管道工程的计算基准年为2010年,设计年限到2020年。

供水范围涉及供水人口3.9万人。

3.2 需水量

1、综合生活用水量

根据《规范》中规定,因本项目区位于陕西省宝鸡市千阳县,确定为二区,最高日综合生活用水(包括居民生活用水和公共建筑用水)定额为150~240L/人?d,根据当地国民经济和社会发展、水资源充沛程度、用水习惯,在现有城市用水现状的基础上,结合城市总体规划和给水专业规划,本着节约用水的原则,以及根据《城市居民生活用水量标准》(GB/T50331-2002),陕西省居民生活用水量标准为70-140L/人?d,经过综合分析后,本设计将最高日综合生活用水定额确定为140L/人?d。

故本项目区的综合生活用水量=(140×39000)/1000

= 5460.00m3/d

2、工业用水量

工业用水量是指工业企业在生产过程中,用于制造、加工、冷却、净化和洗涤等方面的用水量,其中包括工业企业内部职工的生活用水量。

工业用水量的预测是一项复杂的工作,涉及到区域工业企业的发展计划、工业结构、技术水平和节水水平等问题,其需水量预测方法一般采用万元产值定额法。根据本地区工业类型、分析现状用水资料并结合工业高效节水型发展的趋势,确定千阳县城万元产值用水量为45m3/万元。

依据《千阳县国民经济和社会发展“十五”计划和2010年规划纲要》确定目标:到2010年该地区工业产值将达到0.68亿元;到2020年工业产值将达到1.21亿元。

故本项目区的工业用水量=1.21×10000×45m/365

= 1492.00m3/d

3、浇洒道路和绿地用水量

根据《规范》中规定,浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤条件确定,浇洒道路用水定额可按浇洒面积以2.0~3.0L/ m2?d计算;浇洒绿地用水定额可按浇洒面积以1.0~3.0L/ m2?d计算。

本项目区中的喷洒道路面积为232000 m2,浇洒绿地面积为109600 m2。取浇洒道路用水定额为2.0L/ m2?d,浇洒绿地用水定额均为2.0L/ m2?d。

故本项目区的浇洒道路和绿地用水量=(232000×2.0+109600×2.0)/1000

=683.20m3/d

4、管网漏损量

根据《规范》要求:“城镇配水管网的漏损水量一般可按上述用水量之和的10%~12%计算,当单位管长供水量小或供水压力高时可适当增加。”

本次设计中取管网漏损率为10%。

故本项目区的管网漏损水量=上述用水量之和×10%

=(5460+1492+683.20)×10%

=763.52m3/d。

5、未预见用水量

根据《规范》要求:“未预见水量应根据水量预测中考虑难以预见因素的程度确定,一般可采用上述用水量之和的8%~12%。”

未预见用水量=上述用水量之和×10%

=(5460+1492+683.20+763.52)×10%

=840.00m3/d

6、 消防用水量

消防用水量的设计按统一时间的火灾次数为2次,一次灭火用水量为35L/S,消防灭火延续2小时计。

Q6=(35×2×2×3600)/1000=504m3

消防用水长期储存于清水池,随时备用,所以不计入设计规模。

7、总用水量

城镇供水规模为水厂最高日供水量,应为综合生活用水量(包括居民生活用水和公共建筑用水)、工业企业用水量、浇洒道路和绿地用水量、管网漏失水量和未预见用水量之和。

即供水规模(最高日供水量) 综合生活用水量 +工业企业用水量+浇洒道路和绿地用水量 + 管网漏失水量及未预见用水量。

故本项目供水规模为9238.72m3/d

8、设计秒流量

各供水对象均采用全日供水,每日供水时间为24h。

故最高日平均时流量=供水规模/24

=384.95m3/h。

根据《规范》规定:城市供水的时变化系数、日变化系数应根据城市性质和规模、国民经济和社会发展、供水系统布局,结合现状供水曲线和日用水量变情况化分析确定。在缺乏实际用水资料的情况下,最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.2~1.6。

时变化系数取1.5。

故最高日最大时流量=最高日平均时流量×时变化系数

=384.95 ×1.3

=577.42m3/h

=160.40 L/s

3.3 由水源地至水厂的输水管道工程规模

千阳县县城现状供水生产能力为4800m3/d,按远期考虑,还需补充4438m3/d的供水能力,才能保证远期用水量的需求。

因此,取水工程规模定为供水能力4438m3/d。本工程设计将在水沟水源地建设配水厂以供县城及沿线用户用水。

3.4 由配水厂至城区管网的输水管道工程规模

由配水厂至城区管网最高时输水量为66.78L/s。

第四章 水质及水压要求

4.1 供水水质

为保证人民的身体健康,生活饮用水水质应达到《生活饮用水水质标准》GB5749-2006规定的要求。

可研报告中分析调查本工程水源地原水的水质较好,大肠杆菌略微超标,其他各项均符

合生活饮用水卫生标准,因此本工程将配套建设水源原水的灭菌 消毒设施。

4.2 供水压力

干管事故情况下,水压在管网最不利点需满足2?5层建筑的用水要求,即达到24米以上的服务水头。

消防采用低压制,即在消防时,水压在最不利点处服务水压不小于10m。

第五章 水源选择

5.1 水源地现状

千阳县县城供水工程(沈家庄配水厂),始建于1973 年,工程包括水源机井6眼,800m3水池2座、300m3水池1座及办公、检修、化验等附属设施,占地面积8.3亩,设计生产能力4800m3/d,为千河下潜水。由于受条件的制约,现状水源地的水资源量已趋饱和,急待寻找新的水源地以解决千阳县县城用水的供需矛盾。

5.2 水源选择

根据《千阳县供水水源管道工程可行性研究报告》,参考《千阳县水沟镇集中供水工程设计》和千阳县水文地质报告。综合分析认为,本工程水源采用水沟河的源头??帽儿山的三眼泉。三眼泉为一泉群,在平面位置上呈三角形分布。位于上游的1号泉在地形切割严重的山崖下出露,距北侧的2号泉相距35m,两泉基本呈南北方向排列,3号泉位于1号泉的东侧,两泉相距20m。

三眼泉流构成了水沟河的源头。该泉水属于一裂隙岩溶上升泉,地下水补给来源以大气降水及上游含水层的侧向补给为主。泉水流量30240 m3/d,可开采量为27463 m3/d,流量较大,属次炭酸岩裂隙水岩组中的富水地段。经过长期观测:1#泉流量0.08 m3/s,2#泉流量0.15m3/s,3#泉流量0.12 m3/s。根据千阳县疾病预防控制中心所作的检验报告,水沟镇水源水所检项目符合《生活饮用水卫生标准》。同时,项目区没有工业污染,今后也主要是以人饮为主,不会对水质产生大的影响,水质也是完全有保证的。

该水源地的供水量除满足当地远期用水量1520 m3/d外, 尚余25943m3/d的富余水量,可完全满足远期县城供水的用水需求。

因此,所选水源的水质及水量均能满足要求。

5.3 水源地保护措施

根据水资源保护规划,对水源地提出以下保护措施:

1、对新水源的水资源要严加保护,严防污染。必须将水源区水资源保护纳入当地水行政主管部门统一监管,建立区域地下水监测系统,适时监控区域地下水开采量与开采范围,以保证地区水资源的可持续利用和经济发展的需水要求。

2、对于拟用水单位必须按计划用水,考虑到水资源的可持续发展利用条件,不可随意加大开采量。加强《水法》的教育和宣传工作。在水源地及其附近不得从事破坏深层冻土层活动。

3、设立监测点,对水源地及其周围的水位、水质要严密监测,发现异常水应即刻向主管

部门报告。

4、在水源地的一定范围内建立卫生防护带。此项工作应有供水单位与卫生、环境保护、等部门商定后,报批准公布,并在防护带设置固定的告示牌。

5、在输水管材选择和输水管施工方面要特别注意防漏问题。

6、设立水资源管理机构。对水资源实行全面规划,统一管理,计划开发,合理分配。组织有关水资源开发、利用、规划等各项可研工作的协作、监督、检查有关水资源法律、法令的实施情况。

第六章 给水系统

6.1 供水系统

近远期,整个千阳县县城为一个供水区。供水规模为9238.72m3/d。

县城仍保留城区旧的给水系统,对水沟泉水源地的配水厂进行改扩建,新增供水能力4438m3/d,新建管道主要为县城用户的输配水系统,多余水量输送至现状沈家庄水厂进行补给和储备。

6.2 输配水方案

根据可研报告确定的输水方案较为经济可行。因此本次设计沿用此方案,具体为:从水沟泉配水厂开始敷设DN300管道,向西绕至安化寺附近穿越铁路后过千河,沿河堤防护林铺至千阳县县城,沿宝平路至西城巷交汇处往北过体育场后接入沈家庄水厂,管线总长25652.18

米,设置检查井31座,穿越铁路和高速公路时,利用公路时采用顶管施工;穿越河流时采用在永久性公路桥上架设。

第七章 工程设计

7.1 取水方案

现状水源地由两条PE250的输水管将水自流引入配水厂,因此,只需对水厂进行扩容改造,就可满足供水要求。

配水厂的设计规模按同时满足县城供水和周围群众生产及生活用水考虑,供水量为4438m3/d。水厂的自然地面标高为866.22,远高于县城不利点地面标高,两者相差近100米,考虑20公里输水管线,可采用重力供水方式为县城提供水源。

7.2 水源地建设

新建两座泉室,每座泉室占地面积15.5m2,钢筋混凝土结构,,抗震设防烈度为7度,设计使用年限50年。泉室长、宽为4.3×3.6m矩形构筑物,浆砌块石砌筑,泉室内自下而上设置3层滤层,第一层粒径4?8mm,厚300mm,第二层粒径20?30mm,厚300mm,第三层粒径60?100mm,厚300mm。通风管采用DN160PE管制作,高1.2m溢水管采用DN300PE管制作,出水管采用PE300制作。盖板采用Ⅰ级预制空心楼板,长3.6m,宽0.6m。

7.3 配水厂设计

配水厂利用原有水沟水厂进行扩建改造,利用原有的办公用房,对检修、化验、消毒等设施进行改造,同时增加清水池的建设。

1、清水池

根据《室外给水设计规范》GB50013-2006的规定,清水池的容积按供水量的10%-15%计算,由于沈家庄配水厂建有1900 m3的水池,因此,本工程清水池按配水厂供水量的12%计算,清水池总容积为600 m3 ,设一个600 m3的清水池。

2、检修、化验、消毒用房

检修车间为长、宽为12.0x5.4米的条形建筑,建筑面积.8平方米,化验、消毒用房分设,各为长、宽为6.0x4.2米的条形建筑,建筑面积50.4平方米。

配水厂建设主要工程量见表6-1。

名称 数量 单位 备注

清水池 2 座 600 m3

检修车间 1 座 .8m2

化验、消毒用房 1 座 50.4m2

7.4 配水管网设计

7.4.1 管线布设原则

(1)根据工程目标,执行“全面规划、分期实施,逐步到位的工程建设原则”;

(2)根据农村供水面广、分散的特点,管网采用树枝状布置;

(3)在保证供水安全的前提下,结合地形条件,沿黄土残垣、梁峁的延伸方向,分支、分片布置管网,以较短的距离将水供给各用水点,以减少管道穿越沟壑和减小投资;

(4)管网布置应兼顾行政区划,在适当的位置预留出水口,本着节水、节能、高效、安全、便于管理。

(5)避免建筑物拆迁,少占农田、减少穿越原有工程设施,便于施工、运行和维护。

7.4.2管材选择

给水工程中,管道的建设占投资比重很大,且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例很多,所以在管材选择时,必须结合工程的实际情况,综合考虑管材的技术性能及主要特性,根据国内生产、使用情况,给水安全性,维护管理方便等因素进行分析确定。目前,国内使用较多且可适用本工程的几种管材为钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢夹砂管和高密度给水塑料管UPVC和PE管。各种管材的优点、使用条件、造价比较如下:

(1)钢管

钢管是在给水工程中得到广泛应用的一种管材,其优点是能承受很高的内水压力,运行安全可靠,施工敷设方便,适应性强,接口形式灵活,管道渗漏量较少,单位管长重量较轻,可用来埋设穿越各种障碍。

钢管的缺点是造价较高,耐腐蚀性较差,除内外壁均需做常规防腐处理外,在诸如盐酸地

这样的不良地段时尚需要考虑采用特殊防腐措施。

(2)预应力钢筋砼管

预应力钢筋砼管是国内目前在给水工程应用较多的一种管材,按制造工艺的不同,可分为一阶段和三阶段管两种。其优点是采用承插式胶圈柔性接口,工程造价较低,并可节约钢材,对大型给水工程非常适应。

该管材的缺点是承插接口的加工精度较难保证,适应地形变化能力较差,尤其是作为配水管道使用,管道渗漏量较大,管材强度及工作压力均较钢管差。

(3)UPVC管

该管是1963年首先在德国使用的一种输水管,到目前UPVC管材的生产技术及应用技术已经十分成熟,应用领域十分广泛,包括有污水管道、通风管道、天然气输送、酸碱介质输送等各个方面,其优点有:

1、质轻是钢管和铸铁管的1/7,可大大降低劳动强度,提高安装效率;

2、过水能力好。因其内壁光滑,长期使用不结垢,输水摩阻系数是铸铁管的60%,输水能力比铸铁管提高20%;

3、使用寿命长,易维护。敷设在地下的管道不受潮湿水分和土壤酸碱的影响,不导电,不受电介质腐蚀。

缺点是抗压强度低于钢管和高压铸铁管。

(4)球墨铸铁管

给水工程应用的球墨铸铁管是一种高强度、高延伸、抗腐蚀性能好的管材。在国外应用已经有几十年的历史,在国内开始应用是八十年代后开始的。该管材的优点是具有优良的机械性能和卓越的裂缝能力,在运行中事故率低,不易爆管;由于生产中管内壁喷涂水泥砂浆,外壁涂沥青,加之管材本身的特性,具有良好的内外防腐蚀性能;采用橡胶圈承插柔性接口,能适应地形的变化。近几十年来,球墨铸铁管为各个城市的配水管道的首选管材。但是管材重较大,运输与安装较为麻烦。

(5)PE管

1、化学性能稳定。由于PE分子没有极性,除少数强氧化剂外,大多数化学介质对其不起破坏作用。不滋生细菌不结垢,其流通面积不会随运行时间增加而减少,属于环保型产品。

2、连接强度好(主要是热熔对接承插)。

3、施工便捷。PE管重量轻,搬运与连接都很方便,所以施工和维护工作都比较简单。

4、摩阻系数小,流量大。采用PE管比相同口径的其他管材可通更大的流量。

5、柔韧性好,有一定的绕曲度,不受地面一定程度不均匀沉降的影响;可以不用管件就直接铺在略微不直的沟槽内。

6、耐低温。抗冲击催化温度是-70℃,一般低温条件下施工时不必采取特殊保护措施,冬季施工方便。而且聚乙烯有很好的抗冲击性,即使有2.5倍于公称压力的水锤也不会对管道造成任何的损害。

7、优异的耐磨性能。德国曾用实验证明PE的耐磨性甚至比铜管还要高几倍。

8、抗压能力强。尤其是双壁波纹管,外壁呈环形波纹管结构,大大增强了管材的环形刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗能力。

通过以上管材的比较,结合千阳地区多年来输配水管网的使用情况,特别是考虑千阳地区施工中经常出现的问题等特点,以及工程所在地属7度地震设防区,本工程推荐管材选用球墨铸铁管,工作压力为2.0MPa。

7.4.3 管网布置

(1)干管管线布置

本工程利用地势高差的原则,采用重力流供水,干管基本走向为东西走向。北至辛家沟。

(2)支管管线布置

支管从干管接口,主要向东西方向延伸,

7.4.4 管网水力计算

1、设计参数

工程设计流量:

Q66.78L/s

2、输水管道

配水厂静水位866.22m,县城最高水位765.20m,高差101.02米,采用重力流供水方式,输水管线长度25652.18m,管材为球墨铸铁管,粗糙系数n0.01。输水线路及输水管材确定的前提下,选择合适的输水管径,对输水管道水头损失影响重大。

(1)水头损失公式

按水力坡降计算水头损失:

iλd-1v2/2g

式中:

I?水力坡降

λ?摩阻系数

L?管道长度m

d?管子的计算内经m

g?重力加速度,为9.8m/s2

v?平均流速m/s

HiiL

式中:

Hi?沿程水头损失m

L?管道长度m;

管道局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。

(2)计算结果

根据计算,输水管道管径为DN300,设计流量为0.066m3/s时,输水管沿程水头损失为75.18 m,局部水头损失为 22.55m,总水头损失为 97.73m。

3、配水管网设计

依据管径计算公式 式中:

D?管径直径,mm;

管段流量,m3/s;

流速,m/s。

工程设计流量为 0.066m3/s。流速为0.74m/s

平均经济流速确定:为防止管网因水锤现象出现事故,最大设计流速不应超过2.5-3m/s;为避免管网内沉积,最低设计流速通常不得小于0.6m/s。用控制每公里管线的水头损失值(一般为5米/公里左右)的计算法来确定经济管径。按照这种水头损失控制值确定经济流速时,其值得出如下:

因此,本工程设计流速范围0.6-1.0米/秒。

3、配水管网平面布置

根据以上需水量预测结果、管网计算及千阳县城给水规划,本工程供水管道平面布置如下:

供水由水沟配水厂引出后,向西至菜子庄,向南至黄渡村,向西跨千河至罗家店,向南沿宝平公路到冯坊河南岸与县城供水管网连接,管道全长25652.18公里。

具体管道布置详见管网平面布置图。

7.4.5 管道压力设计

根据《千阳县县城总体规划》中给水工程规划,给水管网的压力满足设计区域内最不利点用户接管点28m服务水头的要求;满足最不利点最高日最高时加消防时不低于10m的水头。

7.4.6 管道埋深

合理确定管道的埋设深度是保证输水管道运行安全和降低工程投资的重要环节。根据

《室外给水设计规范》中规定“管道的埋设深度,应根据冰冻深度、外部荷载、管材强度及其它管道交叉等因素确定”。

由于千阳气候条件较好,冻土层平均深度为43厘米,最大冻土层深度59厘米,故本工程输水管道覆土深度主要考虑确保管道安全运行,所有本次设计中管道埋深均为1.50米。

7.4.7 管道穿越

穿越工程是管线输水的枢纽工程,也是结构设计的重点内容之一。本工程输水管线需穿越铁路、公路和河流。穿越铁路、公路时的方式是利用原有的桥涵采取工程措施进行施工;穿越千河时,建议采用大开挖、围堰施工方式,在下一阶段的施构图设计工作中,积极协调相关部门,根据已确定的输水管线路,并结合初步的勘查报告,按照国家相关法规,遵循有关部门的意见并参考千阳县的实际情况,再进一步细化确定穿越障碍物的具体施工方式。

7.4.8 管道敷设

1、敷设深度

本工程管网全部采用地埋式敷设,依据工程区域水文、地质、气象条件,一级交通和农业耕作情况,确定干管管顶覆土厚度不小于1.2m,支管以下管网管顶覆土厚度不小于1.0m。

2、管沟开挖

管沟沿道路一侧开挖,开挖坡比1:0.3~1:0.5,管沟一侧堆土,另一侧做施工交通。

3、管道基础

本工程干管基础采用300mm厚3:7灰土垫层,支管则采用原土夯实基础。干管大于30°的弯管和三通管设置素混凝土镇墩,支管大于30°的弯管和三通管设置砌砖靠背墩。穿越重要公路、铁路采用Φ400钢筋砼套管。

4、管道阀件

在配水管网干支管上,逢管道凸起点,设置自动排气阀,逢管道低凹处,设置泄空阀。长距离无凸起或低凹点,每3.0km左右设一个自动排气阀或泄空阀。支管的接口起始端设置闸阀,每个自然村和每户接口端都安装水表。为保证管网安全、正常供水,管网静水压力超过60m的供水点设置减压恒压阀,减压阀后配套设置超压泄压阀。

在千阳县城主街道支管上,选择合适的位置设置消火栓,消火栓应设置在建筑物集中,交通便利处,一般间距控制在120m左右。

所有管道阀件均设置于阀井内,有条件时,将距离接近的不同阀件设置于一座阀井内,以减少阀井数量。

7.5 管道结构设计方案

7.5.1 埋地管道结构设计说明

(1)安全等级

本工程结构的安全等级为二级。

(2)抗震设防烈度及抗震措施

本工程抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g。

7.5.2 埋地管道沟槽开挖要求

(1)管沟开挖深度低于2m可不考虑边坡稳定,开挖深度大于2m时应放坡,当管基位于砂土中时,放坡坡度采用1:1;当管基位于粉质粘土中时,放坡坡度采用1:0.75;

(2)开槽达到设计高程后,应同有关方面验槽;

(3)沟槽开挖时,若遇情况与地质条件不符,应及时与设计单位联系以便协商解决,不得擅自施工。

7.5.3埋地管道回填要求

(1)管道敷设完成后应尽快进行管道隐蔽工程验收,验收合格后,沟槽应尽快回填至管顶以上0.7m高度处;

(2)沟槽回填应从管道、检查井等构筑物两侧同时对称回填,两侧回填土高差不得大于0.2m。从管底基础至管顶以上0.7m范围内必须采用人工回填, 严禁用机械推土回填;

(3)回填时应清除沟槽内杂物并排出积水,不得带水回填,不得回填淤泥、有机物及冻土,回填土中不得有大于砾石两倍的土块、砖、垃圾及其它杂硬物体;

(4)在回填中,运土、倒土、夯土时均不得损伤管节及其接口,不得出现管道移位现象;

(5)沟槽管区内的夯实应从沟槽壁两侧同时开始,逐渐向管道靠近,严禁单侧夯实。

7.5.4 埋地管道制作要求

(1)管道制作及成品必须符合国标标准,禁止采用非标产品;

(2)管材生产单位必须是取得生产许可证且资质不低于二级的专业生产单位,施工使用的管材必须是经过专业试验室批量试验合格并取得检验合格报告的产品。

7.5.5埋地施工注意事项

(1)施工时基槽内挖出的土,堆放距离基槽壁的边缘不小于1.0米;

(2)施工时应缩短基槽的暴露时间,在雨季、冬季施工时应采用专门措施,确保施工质量;

(3)施工时要采取可靠的降水措施,避免管道在施工期间上浮;

(4)施工时施工单位应必须遵照国标《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)中有关要求进行安装、施工、闭水试验及竣工验收。

7.6 管网施工

管道均为DN300,管线总长25652.18米。设置阀门井 31 座。

7.6.1 开挖条件

本设计城区供水扩建工程分布地区地下水位、地质条件等复杂多变,在施工图设计阶段,应由地质勘探部门进行详勘,提交地质勘探成果或管线定位后再确定开挖方式。

供水管道埋设在镇区道路人行道下,以便于施工和管理维修。开挖前,应详细了解新建管线与相临的其它管道埋设情况,防止施工时发生破坏。

管槽开挖施工时,根据土质状况确定开挖断面尺寸,如有松动、塌落等应及时采取护板支撑等安全措施。

7.6.2 管道基础

(1)管槽开挖后,在未经扰动的原土上先铺设20?30CM的碎砂石,平整后再放入管道。

(2)在自重湿陷性黄土地段,并在建、构筑物防护距离内,按照规范设置防渗捡漏管沟,作

法按S460(一)B1型混凝土槽型底板沟,在车行道下采用重型沟盖板,其余