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摘要：目前，我国许多城市的供水管网存在布局混乱、管网老化、管材质量差、管径过小等诸多问题，需要建设和完善供水管网系统。通过对管道建设技术进行经济合理性的分析，合理选择城市供水管网的布置地点和供水区域，并在工程设计和施工中加强管理、监督，可以大大降低工程造价，节省投资。
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关键词：供水管网；工程造价；设计；施工
Abstract: At present, our country many city water supply network exists the pipeline layout chaos and aging, poor quality of pipe diameter, too small, and many other problems, it needs to construct and improve of water supply network system. Through the pipeline construction technology of economic rationality analysis and rational selection of urban water supply network decorate place and water supply area, and in engineering design and construction of strengthening management, supervision, can greatly reduce the construction cost, and investment saving.
Key Words: water supply network; project cost; design; construction
中图分类号：TU723.3文献标识码： A 文章编号：
0 引言
随着近年来我国经济的快速发展，城市用水量不断增加，每年都需要投入相当数量的资金用于城市供水管网的建设，而供水管网工程造价占全套城市供水管网投资的占60％以上，是供水行业面临的严峻考验[1]。因此，需要对供水管网的建设技术进行经济合理性的研究，通过合理布置管网及泵站，选择合适的管径及安装技术，并对建成的管网妥善管理，以达到确保供水安全，降低投资、节约资源的目的。
1 供水管网布置方案的合理性
1.1 管网输水方式选择
城市供水管网的输水方式主要可以分为压力流、重力流和两者结合的方式，在选择采用何种方式输水时，往往受到水源位置及地形条件的影响。压力流式通常用于平原地区的供水管网，当水厂水池水位高于取水源水位时，需要采用水泵加压，当水源和给水区水位差距较大时，可以采用多级水泵加压来满足长途输水的要求。山区城市可以将水源建在地势较高位置，充分利用水位差距，选择最短的输水路线可以极大的节约投资和运行费用，当部分地区不能自流时，可以采用压力流式来输送。
1.2 供水管网的区域分布
供水管网的规划范围很大程度上取决于城市规划的发展，随着城市新兴工业区的大量扩长，安全、可靠的工业用水也成了城市水务管理部门面临的难题[2]。要做好城市供水管网的规划，必须充分了解和分析现有供水管网系统的模型、用户分布及管网的关键技术参数。因此，目前最为有效的方法是通过建立城市供水管网的水力模型，为管网的新建和改造提供科学依据，同时也可作为城市供水管网的管理工作的基础。城市供水管网的规划工作可以采用微观定额法、专家调查法和类比法等方法，得出准确的基础资料，合理的管网节点流量分配，为管网的建设提供良好的前提条件。平原区不具备从水厂到用户的自流条件，应经过技术、经济比较、计算，以确定最佳的管网辐射半径；山区可以通过纵向高差引起的压力差异来确定供水范围。
2 供水管网设计的经济性
2.1 管道的选择
在城市供水管网的工程设计中，管道的成本很大，选择合适的管道十分重要，管道的成本如图1。传统的供水管网通常采用镀锌钢管、铸铁管作为主要的供水管材，但其容易锈蚀结垢，影响用水安全，许多大中城市已禁止使用镀锌钢管用作供水管道。用作城市管网的管道要遵循经济效益比最佳的原则，必须具有良好的物理机械性能、易于施工和维护、寿命长、不易结垢等特点，以尽量降低投资。目前，国内可供选择的管材种类很多，主要是由决策者凭借经验，通过了解管道的特点以及管道施工条件确定管材形式。多数城市的供水管道均采用球墨铸铁管、钢管、预应力混凝土管和UPVC塑料管，以及新型管等。钢管具有较高的抗变形能力，强度高，其寿命取决于防腐材料的质量。球墨铸铁管材质优于铸铁管，延伸率较大，强度略低于钢管。预应力钢筋混凝土管造价低，耐腐蚀，但抗变形能力差，容易出现渗漏问题，目前用量很小。UPVC塑料管具有强度高、重量轻、耐腐蚀、不结垢等特点，而且其价格第、施工方便，在城市供水管网中的运用越来越广[3]。
图1 城市供水管道的成本构成图
2.2 管网的设计及问题
供水管网优化设计是在已定线下寻求管径与水力参数的最优化组合的解。在已定管线中，合理分配管网流量，采用优化算法，优化管道设计管径，根据城市地形特点，优化组合和分布供水区域，采用不同压力范围供水，使整个系统的运行费用最低。目前在给排水中常用的优化算法有如下几类：纯属规划法、非线性规划法、动态规划法和遗传算法。一般在解决中小型管道系统优化设计时，可以选择遗传算法求得最优化设计方案。综合地运用直接式管网叠压供水技术和无负压管网增压稳流给水设备，当市政供水管网水量充分，供水压力相对稳定时，可采用无负压管网增压稳流给水设备。用水非常集中、瞬时用水量过大的地方，则应使用直接式管网叠压供水，以减少峰值流量对管网造成的影响，保证无负压设备的正常工作。
管网设计人员在对城市供水管道设计时，要按照规范要求保证管线上荷载合理，各层管线之间保持一定的垂直间距，并对管道的基础、标高等的详细标注，并根据实际情况，尽量做到支管避让干管，可弯曲管避让不可弯曲管，规划管线让现状管线，压力管避让重力管，小直径管线避让大直径管线。
3 供水管网工程施工控制
3.1管道施工存在的问题
城市供水管网是现代城市供水系统中重要环节，许多城市原有的供水管网已经不能满足现阶段的要求，需要新建或改建大量供水管路。在城市供水管网施工中所遇到的问题也越来越多，越来越复杂，能否更合理地解决这些工程实际中所遇到的问题将直接影响到工程的质量、成本、交付使用后运行管理费用及系统的可靠性。管道施工费用管材、埋深、基础、支墩、接口等许多控制因素，是管网工程造价的重要组成部分。在管道施工中，填土的回填工艺非常重要，回填的质量直接影响到整个供水管网的安全运行。管道施工完成后，在压力作用下，管线会产生不平衡力而导致偏移，通常需要实际情况进行设计出合适的水泥支墩固定来固定，支墩底面与原土要有一定的接触面积。城市供水管网最容易出问题的往往不在主体管线的铺设，而在于新旧管线的连接上，当采用法兰连接新旧管线时往往会因为螺栓受力不均而造成连接处漏水，安装时要反复几遍均匀加固，直至漏水现象消除[4]。
3.2 管道的施工管理
供水管道施工前要下达停水通知，说明停水原因、停水范围和时间，保证用户提前贮水，争取广大用户的谅解和支持。管道并网施工前要将原管道内的水排空才可进行打口或焊接等作业，排水设备性能不佳，则排水就会占用较长时间，将会直接影响旋工进度。施工排水、管道焊接都离不开电源，施工中一旦停电，就会延误工期，因此事先应与有关部门取得联系，确保施工期间的正常供电，同时还应自备发电机组，以防万一。施工中还应注意清洁卫生，杜绝杂物进入管内，污染水质。
供水管道施工时应遵循先保障大用户后小用户，先重点用户后一般用户的原则，尽量减少停水造成的损失，缩小影响面。施工时还需先易后难，对于施工难度较小的用户支线可提前并网，对涉及管线位置、埋深等不详或受周围其他地下设施等问题、施工难度较大的支线，可集中到最后一并突击解决。
4结论
城市供水管道的工程造价在整个管网的投资中占有很大比例，对于现有城市供水管网的管理和改造是一个综合性的问题，需要对管道建设技术进行经济合理性的分析，通过合理的选择城市供水管网的布置地点和供水区域，并在工程设计和施工中加强监督、管理，尽可能的降低工程造价，节约投资。对于建设完成的管网，还需要加强管网后期运行的管理工作，采用供水网络管理系统可以减少工程管理人员的重复工作和人为错误，为城市用户提高一个安全可靠的供水环境。
参考文献：
[1]赵家俊.老城区供水管网改造工程设计施工问题的探讨[J].工程与建设,2008(06),24～26.
[2]熊润.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区方案的确定[J].商品与质量, 2011(3),207.
[3]黎国良.UPVC管在供水管网应用中若干问题的探讨[J].广东建材,2005(12),12～14.
[4] 牛振波, 李广济,温俊涛等.现代城市供水管网施工中常遇问题与解决对策[J].地下水, 2010,32(2), 145～146. |
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发表于 2018-7-16 16:31:30