(定稿)北海鐵山港近期供水管道改造工程講解

1、 北海市鐵山港區(qū)近期供水管道北海市鐵山港區(qū)近期供水管道K0+350K0+768 段改造工程段改造工程設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 報(bào)報(bào) 告告廣廣西西壯壯族族自自治治區(qū)區(qū)水水利利電電力力勘勘測(cè)測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)研研究究院院南南寧寧 201*年年*月月單 位 名稱：廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院項(xiàng) 目 名稱：北海市鐵山港區(qū)近期供水管道 K0+350K0+768 段改造工程工 程 勘 察 證書(shū)：工程勘察綜合類(lèi)甲級(jí) 200110-kj工程設(shè)計(jì)資質(zhì)證書(shū)：水 利 行 業(yè) 甲級(jí) 電力行業(yè)（水力發(fā)電）甲級(jí)質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書(shū)：GB/T19001-2008-ISO9001：2008 標(biāo)準(zhǔn) 注冊(cè)號(hào)：05209Q20036R2M 院

2、長(zhǎng)：*總工程師：*A145004694項(xiàng)目名稱：北海市鐵山港區(qū)近期供水管道 K0+350K0+768 段改造工程設(shè)計(jì)階段：初步設(shè)計(jì)分 管 院 長(zhǎng)： *分 管 總 工：*項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： * 北海市鐵山港區(qū)近期供水管道K0+350K0+768 段改造工程設(shè)計(jì)報(bào)告編制人員批 準(zhǔn)：*核 定：* 審 查：*校 核：* *編 寫(xiě)：* *目 錄1 前言.12 管道改造設(shè)計(jì).22.1 改造方案布置.22.2 管道輸水能力復(fù)核.32.3 埋地鋼管驗(yàn)算.62.4 主要工程量.73 投資預(yù)算.83.1 編制說(shuō)明.83.2 預(yù)算表.103.3 預(yù)算附表.16附件：委托書(shū)附圖：1、管道平面、剖面圖（GXS004706-2

3、G-G-01） ；2、新增連通管井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（GXS004706-2G-G-02） ；3、放空閥井結(jié)構(gòu)及鋼筋圖（GXS004706-2G-G-03） ；4、進(jìn)人孔井、排氣閥井設(shè)計(jì)圖（GXS004706-2G-G-04） 。11 前言廣西沿海工業(yè)園供水水源工程項(xiàng)目分近期供水工程和二期供水工程兩期建設(shè)，均由湖海運(yùn)河上的結(jié)瓜水庫(kù)東嶺水庫(kù)取水，通過(guò)輸水管道將水送至北海鐵山港工業(yè)園區(qū)，便于高新產(chǎn)業(yè)及工業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行選址及開(kāi)展招商工作。近期工程和二期工程輸水管通過(guò)沿途每隔約 2km 設(shè)置的連通管互通，從而實(shí)現(xiàn)近期工程和二期工程統(tǒng)一調(diào)度供水。其中近期供水工程供水規(guī)模為 23 萬(wàn) m3/d（最高日供水量），二期供

4、水工程供水規(guī)模為 21.74 萬(wàn) m3/d（最高日供水量），設(shè)計(jì)供水總規(guī)模為 44.7 萬(wàn) m3/d（最高日供水量）。輸水線路長(zhǎng)約 26km，輸水主管為 4 根管徑為 1200mm 的夾砂玻璃鋼管（近期及二期各兩根），鐵山港水廠后輸水支管則采用管徑分別為 1000mm 和 1400mm 的玻璃夾砂鋼管各兩根。在管道中心線高程低于 10m 的管道設(shè)計(jì)工作壓力為 0.6Mpa，其余管段壓力等級(jí)為 0.4MPa，剛度為 5000N/m2。近期工程輸水管于 2005 年 11 月底開(kāi)工建設(shè)，2007 年 10 月試通水運(yùn)行，2011 年 7 月份通過(guò)竣工驗(yàn)收。二期工程于 2007 年開(kāi)工建設(shè)，2010

5、 年 9 月開(kāi)始調(diào)試運(yùn)行，10 月份與近期工期互通向鐵山港水廠供水，2012 年 11 月份通過(guò)竣工驗(yàn)收。2 供水管道改造的必要性位于鐵山港區(qū)南康鎮(zhèn)境內(nèi)的近期和二期工程的供水管道樁號(hào) K0+350K0+775 段，出現(xiàn)管道損壞頻繁冒水。造成該管段頻繁損壞冒水主要原因：(一)該管段原為荒地，設(shè)計(jì)為原土回填，群眾為了增加經(jīng)濟(jì)收入，開(kāi)挖蝦塘養(yǎng)蝦，造成地下水位升高，造成地質(zhì)條件變差，形成軟基，造成管道的不均勻沉降，使連接部位錯(cuò)位引起管道漏水；(二)該管段設(shè)計(jì)的閥井及拐點(diǎn)支墩多（共 6 處） ，不均勻下沉，影響了使用功能；(三)該輸水管道中心線高程（8.1） ，為管道最低段，供水水壓較最高，約為 30m

6、，形成漏水點(diǎn)后對(duì)漏水量及管道安全影響更大。為了消除隱患，提高供水保障，確保鐵山港工業(yè)園區(qū)的供水安全；降低運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用；提高資產(chǎn)使用效能和效率，基于以下原因，急需對(duì)漏損的管道進(jìn)行改造。(一)影響供水安全及供水保障：頻繁壞管冒水造成周邊農(nóng)作物、蝦塘受淹，群眾意見(jiàn)大，阻撓供水管道搶修，無(wú)法進(jìn)行及時(shí)、有效的搶修工作，危及鐵山港工業(yè)園區(qū)的供水安全，一旦出現(xiàn)供水事故，將帶來(lái)無(wú)法估量的供水損失和信譽(yù)損失。(二)運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用高：經(jīng)過(guò)群眾的開(kāi)發(fā)利用，該段管段均處于魚(yú)塘、蝦塘下，2壞管冒水，造成的損失大，賠償成本高；該管段處于低洼段，管道搶修時(shí)，抽排水水量大，造成漏耗率高；增加運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用。（三

7、）頻繁的損壞冒水，管道產(chǎn)生供水負(fù)壓及水錘，降低供水管道的使用壽命，無(wú)法正常供水也影響資產(chǎn)使用效能和效率。本次先對(duì)近期管道 K0+350K0+768 段管段進(jìn)行改造。近期和二期工程總長(zhǎng) 26km的輸水管道全線共設(shè)置有 7 個(gè)連通管井，連通管井平均間距約為 2km，本次改造管道前、后連通管井間距約為 3.1km，距離太遠(yuǎn)，不利于管道檢修和流量調(diào)節(jié)。因此為了充分利用近期和二期管道聯(lián)合供水，增加供水的安全性，擬在連通管井 L3 和 L4 之間的適中位置 K0+768 樁號(hào)附近增加一個(gè)近期管道與二期管道的連通管井，新增的連通管井與前、后連通管井的距離分別為 0.8km 和 2.2km。3 管道改造設(shè)計(jì)3

8、.1 改造方案布置本次輸水管道改造主要是針對(duì)在供水運(yùn)行過(guò)程中，近期供水管道損壞頻繁冒水的K0+350K0+791.61 段輸水管道（雙管） ，改造段總長(zhǎng) 883.22m?？紤]到本段管道所經(jīng)之處均為水田或蝦塘，征地難度大、費(fèi)用高，而且二期工程輸水管道與近期輸水管道平行布置，管間凈間距只有 3m，如采用開(kāi)挖更換管道的方案改造施工時(shí)不可避免對(duì)二期輸水正常運(yùn)行造成不利影響，對(duì)二期管道造成破壞的風(fēng)險(xiǎn)很大。因此，綜合各方面的因素考慮，采用在原玻璃鋼管內(nèi)套裝鋼管的改造方案。由于需改造的管道較長(zhǎng)，而且中間有平面拐彎 3 處，豎向拐彎 2 處，放空閥井 1 個(gè)，排氣閥井一個(gè)，因此需分段套管。為了避免拆除原有放空

9、閥井，將放空閥井改在本次改造管道的起始端，原有放空閥井保留，內(nèi)套鋼管從原有閥井的主管內(nèi)穿過(guò)。而原有的 k0+768 處的排氣閥井則拆除，改為連通管井，在連通管井進(jìn)、出口側(cè)安裝排氣閥。根據(jù)原有的管道布置，在 k0+350（改造起始點(diǎn)） 、k0+392.900（平面轉(zhuǎn)彎點(diǎn) G2） 、k0+505.564（平面轉(zhuǎn)彎點(diǎn) G3） 、k0+620（豎向轉(zhuǎn)彎） 、k0+698.014（平面轉(zhuǎn)彎點(diǎn) G4） 、k0+760（豎向轉(zhuǎn)彎）處設(shè)置 6 個(gè)工作坑，將工作坑內(nèi)原有的玻璃鋼管切除，由工作坑內(nèi)向兩端玻璃鋼管內(nèi)套裝鋼管?？紤]到鋼管防腐的需要，同時(shí)避免村民挖掘蝦塘施工對(duì)管道造成損壞，所有工作3坑段的鋼管均外包混凝

10、土兼鎮(zhèn)墩，同時(shí)為了方便運(yùn)行維護(hù)，在每個(gè)工作坑內(nèi)的管段均設(shè)置進(jìn)人孔。改造管段內(nèi)設(shè)置改建放空閥井一個(gè)，增設(shè)連通管井 1 個(gè)、排氣閥井 4 個(gè)（兼排氣及進(jìn)人孔） 、進(jìn)人孔井 2 個(gè)，拆除原有排氣閥井 1 個(gè)。由于玻璃鋼管已經(jīng)發(fā)生了變形，為了便于套管，鋼管管徑為 1.0m，壁厚 0.01m，比原玻璃鋼管內(nèi)徑略小，經(jīng)復(fù)核對(duì)過(guò)流能力沒(méi)有影響，水頭損失增加只有約 26cm。在原玻璃鋼管與內(nèi)襯鋼管之間灌填膨脹水泥砂漿，同時(shí)在原玻璃鋼管與內(nèi)襯鋼管之間埋設(shè) 32 回填灌漿鋼管進(jìn)行回填灌注純水泥漿，確保原玻璃鋼管與內(nèi)襯鋼管結(jié)合緊密，以防鋼管在玻璃鋼管內(nèi)晃動(dòng)。3.2 管道輸水能力復(fù)核由于近期供水管道 K0+350K0

11、+791.610 段改造采用在原有玻璃鋼管內(nèi)套管、工作坑采用鋼管，管道直徑由 1.2m 變?yōu)?1.0m，現(xiàn)對(duì)加固后管線水頭損失進(jìn)行復(fù)核。3.2.1 計(jì)算過(guò)程（1）沿程水頭損失 hf計(jì)算公式： hf，V=RCLV22AQ式中：hf管道沿程水頭損失（m） ；Q單管設(shè)計(jì)輸水流量（m3/s） ；L管道長(zhǎng)度（m） ；A過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） ，A=(D2)/4 ；R水力半徑（m） ，R=A/X；X濕周（m） ，X=D；D管徑（m） ；C謝才系數(shù)，C=R1/6/n；n糙率，對(duì)玻璃鋼夾砂管道，n=0.009；鋼筋混凝土襯砌隧洞，n=0.014，鋼管，n=0.011。4（2）局部水頭損失局部水頭損失按照沿程水頭

12、損失的 10估算。輸水管道水頭損失計(jì)算見(jiàn)下表 2-1：表 2-1 輸水管道水頭損失計(jì)算表（最低水位 42.5m）樁 號(hào)序號(hào)項(xiàng) 目單位1、2隧洞：k0+000k1+101管道k1+101k1+865.357涵洞k1+865.357k2+015.357管道2+015.3574+8543、4隧洞：4+8545+4103、4隧洞325國(guó)道起點(diǎn)：5+4105+630跨 325 國(guó)道段：5+6305+678管道5+6789+324.653（k0+350，改造段起點(diǎn)）改造段管道9+324.653（k0+350，改造段起點(diǎn)）9+762.233（k0+791.610，改造段終點(diǎn)）管道9+762.233（k0+7

13、91.610，改造段終點(diǎn)）22+216（小馬頭水廠）管道22+216（小馬頭水廠）26+121（北海漿紙廠）1輸水管長(zhǎng)度：Lm11017651502839556220483646.7437.612453.839062管徑： Dm22.041.221.841.222.041.241.041.221.2+21.041.221.4+21.03設(shè)計(jì)流量：Qm3/s5.75.75.75.75.75.75.75.75.75.75.064沿程水頭損失：hf=LV2/(C2R)m0.450.490.071.820.230.140.122.330.497.971.755局部水頭損失：hj=hf*0.1m0.04

14、50.0490.010.180.020.0140.0120.2330.0490.800.186總水頭損失：h=hf+hjm0.590.540.072.000.250.150.132.570.548.761.937每米水頭損失m0.0005 0.0007 0.0005 0.0007 0.0004 0.0007 0.0028 0.00070.00120.0007 0.0005 8起點(diǎn)水位(壓坡線高程)m42.541.9141.3741.3039.3039.0538.9038.7636.2035.6626.899終點(diǎn)水位(壓坡線高程)m41.9141.3741.3039.3039.0538.9038

15、.7636.2035.6626.8924.9710 末端管頂高程m39.6037.8037.7536.0035.4516.0015.765.508.1021.6014.8011 末端管壓坡水頭m2.313.573.553.303.6022.9023.0030.7027.565.2910.1712 未加固前壓坡水頭m5.5510.43463.2.2 計(jì)算結(jié)果由上表計(jì)算結(jié)果與原設(shè)計(jì)對(duì)比，供水管道改造段 K0+350K0+791.610 管道縮窄后，在保證原有設(shè)計(jì)流量的前提下，小馬頭水廠的壓坡水頭由 5.55m 變?yōu)?5.29m，漿紙廠壓坡水頭由 10.43m 變?yōu)?10.17m，管道總水頭損失只比

16、原來(lái)增加了 0.26m，改造后管道均能滿足原有的設(shè)計(jì)供水要求。3.3 埋地鋼管驗(yàn)算3.3.1 計(jì)算依據(jù)（1）中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB 50332-2002） ；（2）中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（CECS 141：2002） ；（3） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017。3.2 驗(yàn)算指標(biāo)對(duì)埋地鋼管進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定及剛度驗(yàn)算。3.3.3 計(jì)算工況（1）受力條件按照改造設(shè)計(jì)，鋼管和原玻璃鋼管及兩管間水泥砂漿應(yīng)為聯(lián)合承受外界荷載作用，但各自受力分配比例復(fù)雜難以確定，因此，為從安全角度考慮，按鋼管獨(dú)自受力進(jìn)行驗(yàn)算。（2）荷載組合按給水排水工程

17、埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （CECS 141：2002） ，各項(xiàng)驗(yàn)算荷載組合如下：a、強(qiáng)度驗(yàn)算：管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力、管道內(nèi)水重、設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、地面堆積荷載、地面車(chē)輛荷載、溫度變化；b、穩(wěn)定驗(yàn)算：管道結(jié)構(gòu)自重、豎向土壓力、管道真空壓力、地面堆積荷載、地面車(chē)輛荷載；7c、剛度驗(yàn)算：豎向土壓力、地面堆積荷載、地面人群荷載。（3）荷載標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)自重：Q345 鋼管容重 s78.5kN/m3；豎向土壓力：土容重 s19kN/m3；管道真空壓力：按規(guī)范取值 50kN/m2；地面堆積荷載：按規(guī)范取值 10kN/m2；地面人群荷載：按規(guī)范取值 4kN/m2；溫度變化：按規(guī)范，鋼管管道的閉合溫差取值 25。

18、3.3.4 計(jì)算結(jié)果埋地鋼管驗(yàn)算結(jié)果詳見(jiàn)表 2-2：表 2-2 鋼管驗(yàn)算結(jié)果表項(xiàng)目計(jì)算值允許值單位鋼管管壁截面的最大環(huán)向應(yīng)力258.5310N/mm2強(qiáng)度驗(yàn)算鋼管管壁截面的最大組合折算應(yīng)力202.9310N/mm2穩(wěn)定計(jì)算鋼管管壁截面的臨界壓力116.4366.0kN/m2剛度計(jì)算鋼管管道在準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形0.00120.2mm 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，鋼管的強(qiáng)度、穩(wěn)定及剛度均能滿足要求。3.4 主要工程量本工程主要工程量詳見(jiàn)表 2-3。8表 2-3 主要工程量表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位工程量1土方開(kāi)挖m61602土方回填m41763C20（2）混凝土閥井m3254C20（2）混凝土鎮(zhèn)墩、支墩m8

19、255C25（1）混凝土蓋板、梁m316拆除閥井、鎮(zhèn)墩舊混凝土m797灌填水泥砂漿（水泥：砂：水=1：1：0.6）m3898回填灌漿m29729鋼筋制安t5.4610鋼板重量t242.811法蘭個(gè)5812回填灌漿鋼管 32(2.5)m103113平面鋼模板m179414明桿閘閥，400，雙法蘭接口，1.0MPa個(gè)2 15伸縮器，400個(gè)2 16硬密封蝶閥，DN1000個(gè)8 17硬密封蝶閥，DN800個(gè)3 18伸縮節(jié)，DN1000個(gè)8 19伸縮節(jié)，DN800個(gè)3 20復(fù)合排氣閥，DN150個(gè)8 21蝶閥，DN150，1.0MPa個(gè)8 4 投資預(yù)算4.1 編制說(shuō)明4.1.1 工程主要投資指標(biāo) （1

20、） 價(jià)格水平年： 2014 年第一季度。（2）工程靜態(tài)總投資 497.58 萬(wàn)元。 4.1.2 編制原則和依據(jù) （1）桂水基200738 號(hào)文頒布的廣西水利水電工程設(shè)計(jì)概（預(yù)）算編制規(guī)定和廣西水利水電建筑工程預(yù)算定額 、 廣西水利水電設(shè)備安裝工程預(yù)算定額 ；（2）國(guó)家計(jì)委、建設(shè)部“計(jì)價(jià)格（2002）10 號(hào)”工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)管理規(guī)定 ；（3）廣西水利廳“桂水基2013第 18 號(hào)”文發(fā)布的關(guān)于調(diào)整廣西水利水電建設(shè)工程定額人工預(yù)算單價(jià)的通知 。4.1.3 基礎(chǔ)價(jià)格 （1）人工工資按廣西水利廳“桂水基2013第18號(hào)”文發(fā)布的關(guān)于調(diào)整廣西水9利水電建設(shè)工程定額人工預(yù)算單價(jià)的通知為5.25元/工時(shí)，

21、其中3.46元/工時(shí)進(jìn)入直接費(fèi)，1.79元/工時(shí)列入單價(jià)計(jì)算表的價(jià)差項(xiàng)內(nèi)計(jì)列。（2）施工用水、電、風(fēng)：采用廣西水利水電工程設(shè)計(jì)概（預(yù)）算編制規(guī)定參考價(jià)格，電 0.9 元/kWh、風(fēng) 0.12 元/m3、水 0.60 元/m3。（3）主要材料預(yù)算價(jià)格 水泥、鋼材、油料、砂石料均考慮從北海市建材市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，運(yùn)到工地價(jià)格水泥 394元/t、鋼筋 3800 元/t、汽油 10110 元/t、柴油 8790 元/t、碎石 78 元/ m3、塊石 71 元/ m3、砂 72 元/m3。主要材料預(yù)算價(jià)格見(jiàn)表 3-2-6。其他次要材料采用北海市 2014 年第 2 期信息價(jià)。 4.1.4 有關(guān)費(fèi)率和指標(biāo) 本工程按其它水利工程取費(fèi)，其中：（1）其它直接費(fèi)計(jì)算基礎(chǔ)為直接費(fèi)，建筑工程費(fèi)率為 2.5%，安裝工程費(fèi)率為 3.4%。（2）現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)費(fèi)率見(jiàn)下表： （3）間接費(fèi)管理費(fèi)費(fèi)率見(jiàn)下表：序號(hào)工 程 類(lèi) 別計(jì) 算 基