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作者：陳宏

1.工程概況

    金溝河奎屯工業(yè)應(yīng)急供水工程主要任務(wù)是將汛期洪水和冬季未控制的下泄河道結(jié)冰水量引至市區(qū)作為應(yīng)急水源。工程由圓中環(huán)、供水管道等部分組成，引水流量為1. 15m3／s，工程規(guī)模為小(2)型V等工程。

2 取水布置方案

2.1  設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及基本參數(shù)

    根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)和《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50288-99)的規(guī)定，該工程規(guī)模為小(2)型V等工程。供水管道、圓中環(huán)等建筑物為5級(jí)建筑物，次要建筑物和臨時(shí)性建筑物為5級(jí)建筑物。

    根據(jù)1：400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》( GB 18306-2001)，該區(qū)域動(dòng)峰值加速度為0.20g，對(duì)應(yīng)基本烈度為Ⅷ度。根據(jù)《水：I：建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》( DL 5073-2000)，水工建筑物抗震設(shè)計(jì)烈度為Ⅷ度。

2.2取水方案布置比選

2.2.1  方案一：圓中環(huán)沉沙池取水方案

    引水管道由渠首站下游約900m處河道彎道處取水，在渠道彎道處設(shè)置一座圓中環(huán)，從彎道凹岸取渠道內(nèi)清水，水流經(jīng)過圓中環(huán)沉沙池處理后將清水引入引水管道，圓中環(huán)出水F1連接供水管線，管線管徑DN1000，引水流量1.15m3/s．

    當(dāng)管內(nèi)的水流通過承插接頭的彎管所產(chǎn)生的外推力大于接口所能承受的阻力時(shí)，應(yīng)設(shè)置支墩，以防接口松動(dòng)脫節(jié)。在管線轉(zhuǎn)彎處、坡度較陡處設(shè)置鎮(zhèn)墩，以防管線發(fā)生位移、變形。

    根據(jù)渠道凸岸沖沙，凹岸引水的原理，將圓中環(huán)沉沙池設(shè)置在渠岸左側(cè)，即渠岸凹岸側(cè)，在渠道凹岸近末端處引渠道中較清的水，水流經(jīng)過圓中環(huán)沉沙池的二次過濾、沉沙作用，濾除1mm以上的顆粒，將清水引入與圓中環(huán)出水口相接的供水管道內(nèi)，供水管道引水口

設(shè)置濾網(wǎng)，防止泥沙、雜物等進(jìn)入管內(nèi)，通過管道將水供給工業(yè)園區(qū)。

    沉沙池裝置的型式為，進(jìn)水口設(shè)置在圓形池的中部，排沙底孔設(shè)置在圓形池的環(huán)道上。圓形池從外到里，分為環(huán)形匯流槽、圓中環(huán)溢流環(huán)堰、沉沙池倒錐池底、進(jìn)水渠、沖沙閘、環(huán)流閘、排沙廊道，閘門均為鑄鐵閘門。沉沙排沙池工作原理為：當(dāng)水從進(jìn)水渠進(jìn)入沉沙池的中部，從中心進(jìn)水渠溢流堰溢出，沉沙后的水體，經(jīng)溢流環(huán)形堰，進(jìn)入引水渠。當(dāng)需要沖沙時(shí)，打開沖沙閘，水從中心溢流堰溢出，倒錐池底的泥沙被沖至池的環(huán)底。高速環(huán)流，在打開環(huán)流閘可迅速將池環(huán)底的泥沙排出池外。

    圓中環(huán)沉沙池溢流環(huán)堰直徑21m，有效容積為1500m3，實(shí)驗(yàn)及工程經(jīng)驗(yàn)表明，圓中環(huán)沉沙池是一種較為高效的沉沙設(shè)施，圓中環(huán)沉沙取水方式是一種較為理想的引清水的取水方式。

2.2.2方案二：滲管取水方案

    滲管采用鋼管，管上進(jìn)水孔為圓孔，直徑20mm，孔眼內(nèi)大外小，交錯(cuò)排列在管道上部1/2圓周部分�？籽蹆艟酁�40mm，圓心距60mm。滲管之外設(shè)置人工反濾層。為防止細(xì)顆粒泥沙進(jìn)入滲管，滲管進(jìn)水孔孔眼允許流速不大于0. 01 m/s。在河床束窄處設(shè)置混凝土截滲墻將河床潛流水截取，潛流水通過6根DN900滲水支管匯集到DN1400引水干管內(nèi)，輸送到2000 m3引水池后，經(jīng)泵房輸送到工業(yè)園區(qū)，引水流量1.  15 m3/s。

2.2.3方案大口井取水方案

    在河床束窄處設(shè)置長(zhǎng)150m混凝土截滲墻將河床潛流水截取，大口井布置在距離河床25~ 50rn處，潛流水滲透至30口孔徑3m，深6.Sm的大口井內(nèi)，通過DN1000的引水管輸送到2000m3引水池后，經(jīng)泵房輸送到工業(yè)園區(qū)。大口井距離河道5m，相互間隔50m。大口井方案引水流量1. 15 m3/s。

各方案比較情況如表1所列。

    方案二，方案三需在河道內(nèi)施工，需考慮施工導(dǎo)流；潛流水因地勢(shì)較低，需增設(shè)泵站工程；滲管淤堵后清理難度較大。通過各方案優(yōu)缺點(diǎn)和費(fèi)用的比較，方案一最為簡(jiǎn)約，故取水方案推薦采用方案一圓中環(huán)取水方式。

2.3管材比選

目前運(yùn)用比較多的管材有球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管以及PE鋼管等。根據(jù)管材的構(gòu)造、性能、技術(shù)施工及運(yùn)行管理進(jìn)行綜合的比較，比選內(nèi)容見表2。

    通過對(duì)上述管材的初步比較，在同管徑的情況下，玻璃鋼管費(fèi)用最低，其次為球墨鑄鐵管，費(fèi)用最高的為PCCP管，但球墨鑄鐵管、PE鋼管、PCCP管相對(duì)比較安全，特別是在長(zhǎng)距離輸水的情況下。

    目前國(guó)內(nèi)PE鋼管生產(chǎn)廠家不多，到工程區(qū)運(yùn)輸費(fèi)用較高，加大投資，影響工期；PCCP管在新疆有生產(chǎn)廠家，但管材造價(jià)較高，管材較重，運(yùn)輸、吊裝至現(xiàn)場(chǎng)較不便；玻璃鋼管雖然費(fèi)用低，但壽命短，檢修頻繁，運(yùn)行成本高；球墨鑄鐵管管材造價(jià)低，維修費(fèi)用低，在新疆運(yùn)用廣泛，技術(shù)相對(duì)成熟；綜合比較推薦球墨鑄鐵管。

3.結(jié)語(yǔ)

該工程經(jīng)過對(duì)取水方案和管材進(jìn)行各種方案比較，最終確定了取水建筑物的布置方案，既滿足了工程運(yùn)行要求，又節(jié)省了投資，為河道引水工程提供了新的設(shè)計(jì)思路。

4摘要  

金溝河奎屯工業(yè)應(yīng)急供水工程由河道彎道處取水，采用圓中環(huán)沉沙池取水管道供水方式引水。要充分分析沉沙池和截潛流取水方式的不同，探討各因素的影響評(píng)估和費(fèi)用差別，以選擇合理的建筑物布置方式，為河道引水工程提供新的設(shè)計(jì)思路。