农村饮水工程配水管网设计施工要点

王维 刘峰 陆彦平

贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 贵州贵阳 553001

摘要：云贵高原属于喀斯特地貌,我市地处于云贵高原一、二级台地斜坡上，由于喀斯特地貌发育,地表水渗漏严重，降水多渗透到地下；加之降水季节分配不均，年际变化大；导致我市水资源分布不均，高海拔地区缺水严重。居住在该地区的人们因山地崎岖，水源分布较远，饮水安全工程的选址建设困难，造成生产生活十分不便。近年来，经济快速发展，社会不断进步，城乡之间的经济水平差距也在不断加大。对于农村地区来说，安全饮水工程的建设情况会直接影响到当地的经济是否可以稳定发展，同时也是缩短城乡综合发展实力差距的关键。鉴于此，本文将针对农村饮水安全工程的设计施工展开更为深入的分析与探讨，以此来提升农村饮水工程的安全开展。

关键词：农村；饮水安全；工程；设计施工

引言： 农村饮水安全工程是我国结合实际国情发起的一项惠及国计民生的重要工程，主要目标是解决农村饮水安全保障问题，同时提高农村群众的健康水平，改善农村居民的生活条件。农村饮水安全巩固提升工程是维护广大人民群众根本利益、落实科学发展观的基本要求，是构建社会主义和谐社会、建设社会主义新农村的重要内容。由于我省农村饮水安全有可利用的水资源总量短缺、水质不安全、取水不方便和供水保证率低下等几个特点，造成了农村饮水安全工程的设计和建设较城市饮水安全工程更具难度和挑战性。

1工程概况

该工程位于我市某县南部的乡镇，地形地貌复杂，切割较深，为较典型的立体型气侯和喀斯特地貌。最高海拔2502米，最低海拔780米，平均海拔1800米。经实地勘察及走访，当地居民饮水主要是历年来的农村人畜饮水工程设施，是按当时城镇规模设计只能供1700余人使用。经实地测量，原管道管径约110mm，管径偏小且取水坝泥沙淤积严重，堵塞进水管口，供水量不能满足城镇发展需求，且由于年久失修，有的管道已经锈蚀或堵塞，已经不能正常使用。该工程设计某乡的3个村9630人饮水安全标准问题。该工程供水规模为776.82m³/d。本文选取该工程配水管网进行设计和施工分析。

2农村饮水安全工程工程总体布置

布设原则：配水管网一般沿现有道路、街道或规划的道路、街道的一侧布设，尽量避免穿越建筑物，减少穿越公路、河流等障碍物的次数，尽量符合城镇规划，并按城镇规划留有充分的发展余地。主管道布设时，除考虑到本次的供水范围外，还应考虑到今后管网延伸范围及今后城镇发展需要，主管网一次铺设到位，避免管网延伸时重复铺设，造成浪费，按照全县饮水安全建设规划和建设较大规模供水计划，所以设计时适当扩大了主管道管径，为向多村供水发展打下了良好基础。在满足用户对水量、水压的要求下，尽量缩短线路长度，降低管网造价和管理费用。有饮用水源同时有地形条件时，尽量采用自流引水，减少建设提水泵房的投资和管理。

本农村饮水安全巩固提升工程总体布置为：在集镇北面慕泥克村云不柱水源点上游修筑浆砌石谷坊进行拦沙，拆除原取水坝取水口安装的钢管更换为DN150镀锌钢管（输水主管），经输水主管线将水输送到水厂处理后，再由水厂的蓄水池和集镇配水管网供给用户。

3配水管网设计

3.1管线布置

输水主管镀锌钢管，管道采用焊接安装，管道安装由专业施工队伍施工，施工中应严格执行有关规范，以保证安装质量。钢管每隔300m安装法兰盘1套。管线布置在管道凸起点设排气阀，在管道低凹处设排水阀，三通分水处设置闸阀和闸阀井。输配水管道设计穿越公路时先破开公路，再深挖回埋恢复路面；穿越沟谷时，钢管设计管段根据地形设置支墩支护。

3.2配水工程设计

该工程主要道路已修建完成，通过现场实地考察，提出该工程配水管网线路敷设方案。该工程由引水主管将水引到水厂处理，由水厂水池接供水干、支管至各供水点，配水管网采用树枝状布置，按照供水区域的分布情况，以及为施工安装、管理维修方便，管线走向尽量靠公路直线布置，但管道布置应避免穿越毒物、生物性污染或腐蚀性的地段，无法避开时应采取防护措施。

根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）中第3.1.9条，选定本次可研究时变化系数取2.0，则配水管网的设计流量为17.98L/s。

2）设计水压

最不利控制点自由水头不低于0.12Mpa，用户水龙头出水压力为0.02Mpa。

（3）水头损失按下式计算：

配水管线沿程水头损失计算采用《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）中公式

对于钢管：

（4）配水管网水力计算

管网的最不利点选在供水区的最远点，经最不利管线水力计算，在满足最不利点水压0.12MPa,用户水龙头出水压力0.02MPa,考虑于取水点地形高差30～180m的情况下，经反复计算满足设计要求。计算过程如下：

1)布置管网：

2)计算管长：

3)计算各管段的沿线流量：

单位管长的比流量 。

各管段的沿线流量=比流量×各管段长度

4）计算各管段的节点流量：

5）计算管网水力：

流速采用经济流速，管径由公式Q=V×3.14×D2/4求得,(D为管径，V为经济流速，Q为流量)，根据《农村安全饮水设计手册》查管道水利计算表，确定Q和D。

6）计算管网节点自由水压。

3.3管材选取

依据《给水排水工程管道结构设计规范》（GB 50332）中公式计算管壁厚度 ：

式中：δ——管壁厚度cm；

H——管道内计算水头；

D——管道直径mm；

Φ——焊缝系数，取0.90；

［σ］——钢板允许应力，KPa。查《水电站压力钢管设计规范》（SL281-2003）取9.9×10⁴KPa。

经计算，优先考虑管材质量好，承压耐压性好，不易腐蚀，不易损坏的管材。该工程选取市场中较为常用的镀锌钢管作为配水管管材，管径分别为DN150、DN125、DN100、DN80、DN50、DN32、DN25。

4配水管网施工分析

4.1配水管路施工

配水管路进行敷设时需进行土方开挖，其中：土方挖深1.70m，石方挖深1.75m，并需根据土质状况进行适度放坡。单条管路沟开挖底宽为0.7m，双管管路沟开挖底宽按1.0m计。土方段回填时利用原有开挖土方进行回填。石方段先回填0.1m沙垫层再进行管路铺设，管道顶部0.3m范围内应用细砂土回填，最后土方回填。管路沟施工时拆除水泥路部分施工后需进行水泥路面恢复，该部分回填土的压实系数不应小于0.95。还需考虑管路铺设时穿过公路，应采用深挖回埋、浇筑混凝土保护管道。

4.2配水管网施工概算

该工程在施工前做好充分的施工概算和施工准备，以“低能耗，无污染”为原则。施工时尽量避免能源浪费，以及施工费用的支出。合理科学安排施工顺序，充分利用工程区地理优势及地貌环境，减少管线施工的浪费，尽量保障管线长度最短，以降低施工成本。对耗电量大的机电设备进行周期检测，做好安全保障工作。最终，配水管路敷设预算则主要集中在干管和支管管路安装中。

结语：

综上所述，农村饮水安全工程作为一项重大的惠民政策，在设计和施工过程中必然会出现一些问题，如何避免和减少这些问题，对于农村饮水安全工程的设计和施工人员也是一个考验。设计和施工人员应亲自对每一个农村饮水安全工程进行实地踏勘，结合该工程的自然情况认真探究工程的特点与难点，在设计中注重科学性和合理性，在施工过程中不断提高施工水平、客服施工困难。只有这样，农村饮水安全工程才能落到实处，真正的便于修筑、使用、维护、管理，真正惠及百姓。

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