大管徑長距離輸水管線工程設(shè)計(jì)及造價(jià)要點(diǎn)

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自20世紀(jì)90年代起，唐山市先后實(shí)施了南堡開發(fā)區(qū)唐山堿廠、京唐港開發(fā)區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)大管徑長輸水管道工程。

“大管徑”一般是指管道內(nèi)徑大于800-2000mm的圓形管，或者是洞高大于1600mm的壓力方涵或馬蹄涵。

“長輸水”是指引水距離相對(duì)較遠(yuǎn)，跨地區(qū)、跨流域達(dá)到數(shù)十公里乃至數(shù)百公里。這類工程造價(jià)受地形地質(zhì)條件、供水流量大小、管道材質(zhì)選擇等諸多因素影響，現(xiàn)就其設(shè)計(jì)造價(jià)要點(diǎn)分析如下。

1、供水規(guī)模的確定

長輸水管線設(shè)計(jì)計(jì)算，首先要在可行性研究階段分析需水方提供的年需水總量W和供水時(shí)間T，以確定供水流量Q。

2、管道斷面選擇，需技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮

技術(shù)方面，凡是滿足管道內(nèi)、外壓強(qiáng)要求，內(nèi)阻小，流量大，壽命長，無毒害，符合國標(biāo)要求，施工方便的任何材質(zhì)管道，均可被選用。

經(jīng)濟(jì)方面，由于管道敷設(shè)受到地形地質(zhì)條件等制約，抗沉陷，耐腐蝕，防鹽堿等方面要按特定條件選擇管材。管道經(jīng)濟(jì)直徑D的選擇，與經(jīng)濟(jì)流速V緊密相關(guān)，在計(jì)算中往往是先選定經(jīng)濟(jì)流速V的范圍，再確定管徑D。如果管徑選擇大，建設(shè)費(fèi)用偏高，但電能損失小，日后運(yùn)行費(fèi)用低；管徑選擇小，建設(shè)費(fèi)用低，電能損失大，日后運(yùn)行費(fèi)用高，因此必須經(jīng)過方案比選，確定經(jīng)濟(jì)合理的管徑。

3、管道的水力學(xué)計(jì)算

上述就有關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了定性分析，最終要進(jìn)行定量計(jì)算。就有關(guān)水力學(xué)計(jì)算要點(diǎn)概述如下：

流量公式：

Q=μω√￣2gz

式中：

Q-流量

ω-斷面面積

z-總水頭損失

μ-流量系數(shù)，與管道沿程損失Jy及局部水頭損失Jj有關(guān)

g-重力加速度

水力坡降：

J=λ/d×

即管道單位長度水頭損失

式中：

J-管道水力坡度

λ-水力摩阻系數(shù)

d-管徑

V-管內(nèi)平均流速

g-重力加速度

沿程水頭損失：

Jy=V2/;C=R1/6

公式對(duì)鋼管、混凝土管而言，除與流量Q、管道直徑d、管內(nèi)流速V有關(guān)外，另外與謝才系數(shù)C、水利半徑R、管內(nèi)壁粗糙系數(shù)n也有關(guān)。

管道的局部水頭損失Jj，初估可按沿程損失的百分?jǐn)?shù)給出，一般取5%-10%。再依據(jù)實(shí)際管道布置分別計(jì)算，予以核定。對(duì)長輸水管道而言，局部水頭損失所占比重不大，甚至可忽略不計(jì)。

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