青岛市黄张路长距离输水管道经济性优化设计研究

第43卷第33期•226•2017年11月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVolVol.43NoNo.33NovNov.2017•健设经济•文章编号：1009-6825(2017)33-0226-02青岛市黄张路长距离输水管道经济性优化设计研究李国强1李邵博1郑俊英2刘鹏亮1(1.青岛市市政工程设计研究院，山东青岛266000;2.青岛市黄岛区城市建设局，山东青岛266000)摘要:以青岛市黄张路DNDN1200输水管道工程为例，通过对设计中影响经济性的管材和管道覆土进行分析量化，优化工程设计,为市政类长距离输水管道工程设计提供参考。关键词:长距离输水管道，管材选择，管道覆土中图分类号:TUTU991.36文献标识码:A:A〇引言〇引言长距离输水管道作为城市供水系统的主干线路，是水厂产水可跨区域输送给用户的重要保证。基于大部分输水管道采用压力供水，输水管道敷设受地形条件限制较小。管道可以穿越现状市政管线、河流、铁路等障碍物将水输送至目的地，工程应用较广。长距离输水管道具有敷设距离长、扬程较高、管道承压大、基建投资额大、沿线地形多变、对现状交通影响大、安全稳定性要求高的特点。本文通过对输水管道设计中影响经济性的管材和管道覆土进行分析量化，充分考虑基建和运营投人,减少施工对周边交通影响，确保运行期间的管线安全。1项目的研究背景1项目的研究背景目前黄岛区东部城区的供水管网为六横一纵的布置模式，东西向干管较多，南北向干管很少。整个东部城区人口集中在南部，而两座主力供水厂均位于城区北部，因此急需建设南北向供水主干管，并对水厂服务区域重新进行划分。本次黄张路输水管道为黄岛区“北水南调”工程极为重要的一纵，北起昆仑山路已建DNDN1200输水管，南至炼厂路现状DNDN1000给水干管，为两端现状管道的重要连接线路，受制于两侧人行道和非机动车道下已布满各专业管线，本次输水管道沿现状机动车车道敷设，规划管径DNDN1200,总长度约8.2kmkm。2经济效益的比选2经济效益的比选2.1管材的比选随着工程技术、新型材料的发展，我国引进了大量的新型管材和新的生产工艺，为供水工程管材的选择提供了更多的余地。目前市政给水管材有多种，但大都在钢管（SPSP)、预应力钢筋混凝土管(PCPPCP)、球墨铸铁管(DIPDIP)、玻璃钢管（GRPGRP)等中选择。各种管材优缺点各异，在实际工程中应结合现在条件和地区经济能力进行筛选。由于建设地点紧邻胶州湾，根据地勘报告测定，施工区域地下水受海潮涨落影响，对混凝土结构中钢筋在长期浸水的环境下具微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性，因此在该地域使用普通钢筋混凝土管和钢管为建成后运行维护带来风险，见表1。本工程供水管道既要考虑节省投资，又要考虑管材性能、供货和施工方便、工程实施紧迫等因素。管道选择的控制因素主要有以下两个方面:1)考虑到黄张路为港区交通南北向重要的主干道，必须保证施工快速、安装简便。2)供水管材性能优秀，能够抵抗中重型车辆的荷载影响。因此，本工程推荐供水管道采用球墨铸铁管，标准壁厚K9级。管道和管件的管材性能、管道等级和特点等应符合现行行业标准中有关产品质量的要求,并应具有产品出厂合格证。表1常用给水管材性能及特点性能耐腐钢筋混凝土管球墨铸铁玻璃钢夹砂管使用寿命较长(20年）较长(50年）长(50年）抗渗性能较强强强防腐能力较强强强承受外压可深埋可深埋受外压较差能承受较大外压能承受较大外压易变形施工难易难方便方便接口形式承插式橡胶圈止水承插式橡胶圈止水套管橡胶止水粗糙度(《■值）0.013-0.0140.013(水泥内衬）0.009水头损失水头损失大水头损失较大水头损失较小重量重量较大重量较大重量较小管材运输运输较麻烦运输方便价格（设计期间DN1200mm管材价格）便宜1050兀/m较贵2758兀/m较贵1800兀/m对基础要求带型混凝土基础地基承载力达到要求时可不处理地基承载力达到要求时可不处理2.2覆土深度的确定本次设计输水管道上作用荷载主要通过管道上永久荷载（管道竖向土压力）及管道上可变荷载（车辆荷载）两个方面进行考量。两者在此消彼长中，管道顶面荷载最小情况下是管道敷设安全性最高的覆土厚度。1)永久荷载。道路路面采用4cmcm细粒式沥青混凝土（（SMASMA-13))+5cmcm中粒式沥青混凝土(ACAC-20)+6cmcm粗粒式沥青混凝土（ACAC-25)+30cmcm水泥稳定碎石+20cmcm水泥稳定砂烁。管道上的永久作用标准值应作用在管道每延米上的竖向土压力标准值，可按照式（1)计算：Fsv.k=7,■H,■D,(1)其中，为每延米管道上管顶的竖向土压力标准值，kNkN/m;7,为回填土的重力密度，沥青(设计15cmcm)取11，水稳碎石（设计50cmcm)取17.5,下层回填土取18