长距离输水管道工程的设计要点分析

长距离输水管道工程的设计要点分析
现代社会中城市规模变得越来越大，大型城市、超大型城市、卫星城市群等城市类型正成为城市建设的主流。

城市原有附近的水源已经远远满足不了城市发展建设的需要。

长距离输水管道工程正成为城市解决用水困境的主要方法。

本文主要从设计环节的关键节点出发，研究分析相关技术问题。

标签：长距离；输水管道；工程；设计要点
新世纪以来，国家为解决西北部地区大型城市的用水困难，开展多项长距离输水管道建设，以此来缓解大城市用水荒和西北部地区气候干旱缺水的困境。

长距离输水管道建设在改善居民生活质量，促进城市发展建设、维护地区生态环境上发挥了重要作用。

一、长距离输水管道工程的方案设计
（1）长距离输水管道途经的地质地理环境比较复杂，有山川河流、公路丘陵等，也可能遇到沼泽、湿地等特殊的地质情况，所以在长距离输水管道工程方案的设计中，要坚持科学、安全、合理、性价比高的原则，结合地质地貌的实际情况做好输水方案的设计工作。

（2）输水管道的输水方式主要有两种，一种是重力输水，从高处引水，利用地势的自然高差，进行输水。

一种是加压输水，由于水源地地势较低，需要加压后进行原水的输送。

在长距离输水管道建设中，经常采用的是这两种方式相结合的办法。

要充分考虑地形地貌的变化，既发挥重力输水节约成本的优势，又要考虑管理上的难度，不要舍近求远，在管理里程上增加过多的成本。

（3）在加压输水时，要结合输水管线的长度、自然地势高差情况以及地形因素的影响，做好工程施工方案的前期设计工作。

如果输水管道起、终点高差较大的情况下，可不仅仅采用单级输水的方式，这种方式会带来水泵扬程、功率过高，输水管道承压等级增大，从而提高工程建设投资，同时也会增加输水管道沿线管件压力等级，增大管线建设及维护成本。

在这种情况下，建议考虑多级加压输水方式，为长距离输水管道进行分阶段增压，这样不仅可降低水泵扬程及功率，同时可降低管道承压等级，节省投资。

二、长距离输水管道工程的线路设计
（1）选择输水管道的输送线路，要尽量选择线路长度短，途中地质地理条件较好的路线。

避免因为沿途的地势起伏过大，需要增加土石工程建设工作量，增加投资成本。

要尽量选择避免穿越农田、林地等具有经济价值的地块，尽量避免征拆迁，以减少管线建设的土地赔偿费用。

（2）要充分利用高位水池，优先考虑使用重力输水。

在无法实现重力输水
时，要对加压泵站选址以及输水管道选线进行综合测算，选择经济投入最少，管理难度最小的方案进行安排和布置。

（3）设计输水管道的线路时，不仅要考虑到沿路城镇建设的现实情况，还要考虑到长远发展的预期，不要因为城市之后的快速发展而影响管道使用，要考虑到长距离输水管道的长期使用效果，不要出现占用规划底宽、占用重要道路、影响重要施工等情况的发生，同时在输水管道沿线适当位置考虑预留部分接管点，以便后期用水需要。

（4）设计输水管道线路时，要避免穿越地质恶劣条件地区，比如经常发生山体缓坡、岩石塌方的路段，還要避免穿越河流、山川、沼泽地区，避免在铁路道路基础旁边、大型河流的泄洪地区进行管线建设。

若需穿越铁路、公路，则需特殊处理，如采用顶管施工等方案，并按铁路、公路管理单位要求设置相应的阀门等设施，以达到快速关闭输水管道的要求。

三、长距离输水管道工程的供水设计
（1）供水断面的合理选择。

由于供水管道的管径直接影响工程建设的投资，因此设计中要结合输水管道的功能，根据用户用水需求以及经济流速来计算确定供水管道的管径。

管径太大，造成工程投资费用增加；但如果管径选得太小，虽然工程前期投入费用会降低，但可能影响输水量，达不到设计要求，尤其是在加压输水时更会增加泵站的电能损耗以及运行费用。

所以，必须在设计中进行合理测算，在满足用户用水需求的时候，选择最合适的管径。

（2）管线材料的合理选用。

在确定了输水管道的管径大小后，选用不同的管线材料直接影响工程的资金投入。

现在常见的管道材料是钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管、聚乙烯（PE）管等。

在具体施工设计中，要根据实际情况进行合理、科学的选择管材。

（3）加压泵站的合理建设。

在泵房的数量上，要充分考虑长距离的特点，根据沿途地理条件，采取在首部建设泵站，在线路中部或者分岔口处建设泵站，实现分段加压输水，以减少管道的压力，降低工程成本。

在泵站的建设上，应选择工程地质良好的区域建设，若根据工程需要需选址在特殊地质区域时，泵站基础需特殊处理，防止出现沉降、渗水等情况，另外泵站选址也需注意周边交通、供电等情况，以便于泵站后期运行维护方便，若泵站有人值守，则选址应尽量靠近城市或镇区，以便工作人员的生产生活。

在水泵的选用上，要设计合理的水泵扬程，在满足正常输水要求的同时保证水泵始终在高效率区间运行，同时需设置备用水泵，还需要其他管件设备，包括止回阀、排气阀、压力表、隔断阀等，以保证能关停水泵，对泵进行日常的维护和检修。

泵站中还需设有起吊装置以便后期维护检修。

在进行长距离输水管道工程的设计中，要综合考虑工程的要求，全面考虑各种影响因素，把好关键设计环节的质量关和经济效益关，以保证输水管道工程的最佳性价比。