产业发展视角下电灌站灌溉工程的输水管

产业发展 视角 下 电灌站 灌溉 工程 的输水管

及 消防工程 技术分析

肖玉美 1，张可伦 2，刘铁英 3

（1 徐州两为智能科技有限公司 江苏徐州 221116，

2中国矿业大学经济管理学院 江苏徐州 221116，

3 江苏省徐州经贸高等职业学校，江苏徐州 221004）

摘要: 电灌站灌溉工程是解决产业用水的重要途径，本文对电灌站灌溉工程中的输水管和消防二个较重要的分项进行技术分析，给出了多个备选技术方案并分析各方案优缺点，为电灌站灌溉工程的细化设计和实施提供参考。

关键词：电灌站、输水管、消防工程

Abstract: The electric irrigation station irrigation project is an important way to solve the industrial water use. This paper makes a technical analysis on the two more important sub items of water delivery pipe and fire control in the electric irrigation station irrigation project, gives several alternative technical schemes, and analyzes the advantages and disadvantages of each scheme, so as to provide reference for the detailed design and implementation of the electric irrigation station irrigation project.

Key words: electric irrigation station、water delivery pipe、fire protection engineering

一、概述

“十四五”时期，我国“三农”工作的重点从脱贫攻坚转移到全面推进乡村振兴，加快推进农业农村现代化成为“三农”工作的中心任务。而加强农业基础设施建设，推进农业产业化经营，加快优势产品专业化基地建设，则是助力农业发展的重要支撑。而在工业方面，现阶段的主要任务是把做实做强做优实体经济作为主攻方向，坚持调结构、促转型的发展导向，积极发展先进制造业和战略性新兴产业，加大技术改造投入力度、牵引带动传统产业转型升级。因此，无论是水资源的保障供给，还是发展地区经济，开展电灌站灌溉工程建设，开发利用新的水源，是非常必要、迫切的。

二、工程内容

为完善工程设计，就输水管和消防分项，特作出本技术分析，供进一步设计及实施使用。

（一）参考标准

1.工程等别和主要建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《防洪标准》（GB50201-94）及《泵站设计规范》（GB/T50265-97），工程等别按水利水电工程分等指标为Ⅳ等。

2.防洪标准

根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97）规定，提水泵站采用20年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核；输水线路按20年一遇洪水设计；干支管、附属及临时建筑物采用10年一遇洪水标准设计。

（二）输水管道

输水管道的内容主要包括管材选择、管径确定、管线纵横断面选择、设计以及线路上进气排气、排水和检修阀井等附属建筑物的设计^[1]。

1.管道技术分析

（1）管材选择。我国现行的电灌站灌溉工程中，输水管道采用的主要材料有四种，包括钢管、球墨铸铁管（DIP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）和钢骨架塑料复合管等^[2]。钢管的管材强度较高，耐工作压力也高，施工敷设方便，适应性强，接口形式灵活，管道渗漏较少，单位管长重量较轻，适合用于地形复杂地段和穿越各种障碍。钢管的缺点是价格相对较高，并需对管道进行防腐处理^[3]。球墨铸铁管使用年限长，管道承受压力较高，采用橡胶圈接口，柔性较好，对地基适应性较强；防腐能力较钢管强，但仍需做防腐处理；有标准配件，适用于配件及支管较多的管段。预应力钢筋混凝土管（PCP）采用承插式胶圈作为柔性接口，对各种地基的适应能力较强，管材自身的防腐能力强，不需要做防腐处理，工程造价较低，并可节约钢材，但防渗结构不完善，预应力钢丝有锈蚀的可能；混凝土结构的承插接口，加工精度较难保证，管道渗漏较多；管材制作过程中存在弊病，如喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；管道重量较重，运输和施工不太方便，使用寿命较短，输水安全性相对较差。钢丝骨架超高分子管是采用双层钢丝缠绕并以高分子粘结层融合、超高分子量聚乙烯做内管壁的复合型管材，强度、刚性、抗冲击性较好,具有类似钢管的低线性膨胀系数,抗蠕变性、防紫外线照射性、防腐性能较高；管道联接采用电热熔联接, 重量轻,运输及施工方便；管材总体可靠性高,在正常条件下,使用寿命可达50年，但当压力较高时，需要的管壁较厚,致使管道造价较高。

（2）管径确定。为节省输水管道部分工程量，可根据输水管道沿线地块分布情况，沿管线分别消能兼出水池，管径计算根据不同管段通过的不同引水流量分别计算确定。管径按下列公式确定：

式中：

Q——设计引水流量，m3/s；

v——经济流速，m/s；

D——设计管道内径，m。

（3）管道敷设与地基处理。输水管线大部分随地势铺设，管道最小埋深1.5m，局部埋深为3m左右，一般埋深1.5m左右。管道基槽开挖断面在满足施工安装的前提下，其槽底宽度为管道外径两侧各加不小于0.35m的宽度^[4]。开挖边坡根据铺设管道沿线的具体情况，并结合有关地质资料和钢管施工经验确定，土基段管槽开挖边坡为1:0.5，采用连续管床，基础按照包角为90°的弧基考虑，铺设350mm碎石垫层。管道铺设完成后进行回填，要求管顶以上覆土厚度不小于1.5m。管道四周要求回填细料土，管顶以上细料土厚度不小于0.5m，之上可直接采用开挖土料回填，回填料要求土的压实度不小于95%。

2.灌溉系统设计

（1）管网设计。管网从出水池自流输水至田间灌水系统。管网选用普通硬聚氯乙烯（PVC）管道，需设计最大工作压力1.0Mpa，干、支管的标准管节长度5.0m。干、支管均设计为地埋管，管路就地形铺设。管床设计为连续管床，管槽开挖底宽1.0m，边坡1：0.5，开挖深度1.0～2.5m不等。管道沿线均为黄土地基，具有湿陷性地，考虑采用0.3m厚的3：7灰土进行换基处理，以消除管床土的湿陷性。

（2）给水装置。灌溉系统给水装置的出水量可根据需求进行设计，给水装置下部地埋部分选用固定式下栓体；上栓体选用移动式，配置数量满足需轮灌要求。给水装置选型要求能和地面软管连接。给水栓出水口下设防冲池，直接进入输水系统或目标灌水区域。

3.水锤防护措施

由于泵站的工作扬程较高，为了防止系统突然断电时，产生停泵水锤对输水管道和水泵造成破坏^[5]。在水泵的出水管处需安装两阶段关闭的微阻缓闭蝶式止回阀。作为水泵事故水锤防护阀，此种阀门在启泵后进口压力达到预定值后才开启，停泵时要行快关后缓闭，有效消除水锤，保证系统安全。

4.输水管线设备布置

在座泵站的出水管线分别设置检修阀，检修阀根据管径及安装该阀门位置处的管线工作压力，选择电动蝶阀，同时在检修阀门井里阀门前后安装压力表及排气阀。空气阀选择具有进排气功能的多功能进排气阀。泵站压力管道出口及分水口处分别安装流量计^[6]。在泵站的沿线设分水阀，在每个分水阀井中设置一台电动闸阀和配套传力伸缩接头，电动闸阀就近接电源。

5、辅助设备主要包括如下几种：

（1）进出水阀门：泵站辅助设备根据所选水泵的安装方式确定，在水泵的进水管上安装检修用电动闸阀，公称直径为DN300，公称压力为0.6MPa；水泵出水管路上安装的检修用电动闸阀，公称直径为DN250，公称压力为2.5MPa。

（2）起重设备：为满足加压泵站厂房内设备安装、检修时吊运需要，按吊运最重件选择LD型，跨度6.5m，起重量5t（一级站）和2t（二、三级站）电动单梁起重机。

（3）排水系统设备：水泵和出水管上设备渗漏水通过排水沟排入厂房中集水井，集水井上安装两台渗漏排水泵，排水泵为无密封立式自控自吸泵，型号为80KWFB45-16，设计流量50m3/h，设计扬程15m。排水泵的开停由设在集水井中的液位控制器自动控制。

（4）水力量测设备：泵站水力量测设备包括泵站流量、压力及进出水池水位等的量测设备。在压力管线起始水平直管段装一套流量计，水泵进、出水管装设压力表，泵站进出水池安装超声波液位传感器，用来测量水位。

（三）消防工程

消防系统需重点考虑生产区消防。生产区主要建筑物有主副厂房、材料备件仓库等。依照防火规范要求，以上建筑物均为防火重点。根据生产区的建筑物分布，又可分为主副厂房内和主副厂房外消防分系统。本次消防工程技术分析的重点在生产区，根据不同的生产场所特点，设置不同的消防设施，并根据危险性程度采取防火措施。

1.生产厂房火灾危险性分类及耐火等级

主、副厂房和设备室的基本构件应满足一定的耐火等级，以延缓或阻止火势蔓延。根据泵站各建筑物的生产重要程度和生产过程的火灾危险性，确定建筑物的火灾危险性类别和耐火等级见表1。

表1建筑物的火灾危险性类别和耐火等级

2.厂房灭火器材配置分析

泵站主厂房消防以灭火器为主，配以其他消防器材。副厂房消防主要以灭火器为主。消防器材配置见表2，灭火器配置见表3。

表2消防器材配置表

表3灭火器配置表

参考文献

[^1] 张凌峰.太钢岚县项目供水工程总体方案比选[J].科技情报开发与经济,2008,18(36):181-183.

[^2] 龙海英.龙凤水库供水工程管材比选[J].科技情报开发与经济,2010,20(17):223-224.

[^3] 李春艳.浅议长子县生态农业湖引水工程的必要性及管材的选择[J].科技情报开发与经济,2009,19(32):199-200.

[肖玉美，女，1973.12-，高级经济师、电子工程高级工程师，一级建造师、一级消防工程师，研究方向为经济管理与分析、市政工程施工、消防工程。

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