长距离输水工程首次灌水流量研究
长距离输水工程的有关问题探讨
在相 同的输水 负荷 下 ，可 节省 输水 能耗。管材 抗腐 性能较 好 ，管材的单 位长度 很 轻 ，运输 及施 工方便 。但 该 管材 的
２ 牛头 山水 库 向 输水规模 ３ ０万 ，，≯ ０ 力 正 在 施 工 ， ｄ ３００压 临海 市 沿 海 及 隧洞 ，工压 ０６ＭＰ ，Ｌ＝１ ｍ；局部输 水线 ， ａ ２ｋ 椒 北 供 水 工程 输水规模 ７５ ｍ ／ ，Ｄ ０ 钢 路已完工 万 ３ｄ Ｎ ｌ ０ Ｏ
．
展起来 的管 材 ，它具 有较 高 的强度 和延 率 ，其机械 性能
ｌ 国家 农 业 综 合 渠首设 计输 水流量 为 １．２ ｍ ／，已竣工 ３ ８ ３ｓ 开发 浙 江 省 天 防渗加固主干渠渠段 ｌ．０Ｊｌ ８５ １ （ Ｔ
台县 里 石 门 水 库 灌 区 节 水 配 套改造项 目
等）更 适宜采用 ，但 防腐要求 比较 高 ，造价 比较高 。
（ ）球墨铸铁 管 。球 墨铸 铁 管是在灰 铸铁 管基础 上 发 ２
的 长 短 ，工 程 的 进 度 与 重 要 性 ，以 及 工 程 沿 线 的 地 形 、地
在笔者承担 的 ３项长 距 离输水 工程设 计 中 ，其 中 ２项 属重力 流输水 ，１ 属 压力 流输 水。从 节约 能 源 的角度 考 项 虑 ，并 在条件允许 下 ，优选 选择 重力 流 的形式 。长 距离 输 水工程的输 水 方式较 多 ，而 笔 者所接 触 的工 程为 明渠 、隧 洞 、压力管道 ３种 （ 见表 １ 。现就长距 离输 水工 程管材 的 ） 选择及其水锤的 防护技 术与安 全措 施、经济 流速 与经济 管 径的选择等作一介绍。
长距离输水管道工程设计问题探讨
建材发展导向2018年第03期126长距离输水管道被广泛用于用水系统改造中。
为减少输水线路中的水力损耗，避免原水的二次污染，大口径输水管道或暗渠输水是引水工程中采用的主要措施。
目前大型现浇混凝土暗渠施工难度较大，渠道的沉降缝处理也较困难，因地基不均匀沉降引起的止水带漏水，在工程建成后维修麻烦，而且渠道的施工周期较长，投资高，因此，可优先考虑采用管道输水。
1 长距离输水管道常遇到的问题一是输水距离过长，尤其输送的原水常常造成管内堵塞现象；二是长距离输水一般考虑双管敷设，但有些未考虑联通管，导致单管发生事故，则整条管路无法使用；三是未进行水锤影响分析，导致管道经常爆管；四是管道防腐未做好，经常容易腐蚀；五是管道排气设置不合理，导致产生气阻；六是减压措施不合理导致爆管。
2 管径确定长距离输水管道由于管道较长，管径对管道工程投资的影响很大，因此，选择合理的管径，是长距离输水管道工程设计中一项十分重要的工作。
管径增大的优点是管路阻力减小，可降低电耗量与年运行费用，而管径减小，虽然管道的一次性投资降低，但管路阻力增大，年耗电量和年运行费用增加。
现以实例设计如下：该地拟建新水厂分三期建设，一期规模10万m 3/d，二期规模20万m 3/d，三期规模30万m 3/d。
根据供水规模测算，可供选择的管径有DN1400、DN1600和DN1800，分别计算管道流速和水头损失如下。
（考虑管线输送距离较长，自用水系数+漏失率之和取为1.15）。
考虑到工程一次建设可以兼顾水厂一、二、三期的运行要求，DN1400管道在水厂达到三期规模时，管道总水头损失过大，取水泵扬程过高，DN1800管道在水厂一期水量较低时，管道内水流流速过低，容易沉积泥沙，因此采用DN1600的管径是较为合理的。
3 输水管材3.1 管材的要求根据工程任务，输水管道材质需满足如下要求：（1）较高的密封性能，本工程输水管采用压力输水，因此输水管道需要良好的密封性能。
长距离输水管道施工技术研究
长距离输水管道施工技术研究一、引言随着城市化进程的加快，对于水资源的需求不断增加。
为了满足城市对水资源的需求，长距离输水管道建设成为一种趋势。
长距离输水管道可以将水资源从远处引入城市，并保证城市的用水安全。
本文旨在对长距离输水管道施工技术进行研究和探讨，提出一种有效的施工方案。
二、长距离输水管道施工技术的选择1.直埋施工技术直埋施工技术是将输水管道直接埋入地下，适用于地势平坦，土壤条件较好的地区。
该技术施工简便、成本低，但对土质的要求较高，需要进行土壤勘探和工程设计。
2.隧道施工技术隧道施工技术适用于地势复杂，有山、河、桥等地形的地区。
通过开挖隧道，可以克服地形的限制，保证输水管道的连续性。
但隧道施工技术成本较高，需要进行地质勘探和隧道设计。
3.桥梁施工技术桥梁施工技术适用于跨越河流、湖泊等水域的地区。
通过建造管道桥梁，可以保证输水管道的畅通无阻。
桥梁施工技术技术要求较高，需要进行桥梁设计和结构计算。
综合考虑工程实际情况和成本效益，可以选择适合的施工技术进行长距离输水管道的建设。
三、长距离输水管道施工的关键问题1.土质条件选择根据工程实际情况和地质调查资料，选择合适的土质条件对输水管道进行施工。
土质条件的选择对于工程的稳定性和安全性具有重要影响。
2.施工队伍组织和施工管理施工队伍的组织和施工管理是工程成功的关键。
需要合理安排施工队伍的人员和装备，做好施工过程中的质量控制和安全监督。
3.管道连接和测试四、长距离输水管道施工方案基于以上研究和分析，提出一种长距离输水管道施工方案：1.选择直埋施工技术。
根据土质条件和工程实际情况，选择直埋施工技术进行长距离输水管道建设。
2.组织施工队伍。
合理安排施工队伍的人员和装备，确保施工过程中的质量控制和安全监督。
3.进行土质勘探和工程设计。
根据土质勘探和工程设计结果，进行土质条件的选择和管道线路的规划。
4.进行管道连接和测试。
保证管道连接的紧密性和密封性，同时对管道进行测试和检验。
长距离有压输水管道水力过渡过程研究
长距离有压输水管道水力过渡过程研究摘要：在长距离输水工程中, 系统关闭措施不当或系统事故易产生危及泵站和输水管线安全的过渡过程。
有关规范对过渡过程中的特性参数进行了规定, 要求超过指标时必须采取防护措施保证工程安全。
在实际工程中, 由于对规范的理解和判断不同, 对工程的安全性和经济性产生了不同的影响。
文章结合实际工程, 对不同防护指标下采用的防护措施设置进行了探讨。
关键词：输水工程;过渡过程;指标;探讨;近年来为适应我国社会经济的发展要求, 改变区域水资源分布不均的状况,大量的长距离输水工程相继开工建设, 而且工程呈现“长距离、大流量、高水头”的特点。
由于管线距离长、地形起伏大, 在停泵或管线末端阀门关闭过渡过程中管线的压力会出现急剧波动和交替升降, 对泵站和管道系统的运行安全造成危害。
有关规范对过渡过程中的特性参数进行了规定, 要求超过某个指标时必须采取防护措施以保证工程安全。
在实际工程中, 由于对规范的理解和判断不同, 造成了工程设计中对水力过渡过程中产生危害的防护措施有两种:过度防护;防护不足。
两者对工程的安全性和经济性产生了不同的影响。
如何理解过渡过程中几个规定的控制指标, 进而以经济的防护措施保证系统的安全是每一个工程必须重点考虑的问题之一。
1 水锤分析计算控制指标讨论根据我国现行设计规范GB50265-2010《泵站设计规范》、GB50013-2006《室外给水设计规范》和CECS193∶2005《城镇供水长距离输水管 (渠) 道工程技术规程》, 总结出水锤分析计算涉及到的系统参数控制指标主要有以下三点:泵系统中水泵的反转速度及持续时间、输水系统最高压力、输水系统最低压力。
2 输水系统允许最高压力值探讨2.1 对不同压力的概念认识水泵出口额定压力:指水泵出口的工作压力, 一般与泵站设计杨程或最大杨程对应的压力值相对应。
GB50265-2010中9.4.2条要求“最高压力不应超过水泵出口额定压力的1.3~1.5倍;输水系统任何部位不应出现水柱断裂”, 停泵水锤的最高压力不应超过水泵出口额定压力的1.3~1.5倍是基于系统这一特性并充分考虑了水泵结构设计的要求确定的。
长距离输水工程有关技术问题的探讨
长距离输水工程有关技术问题的探讨论文作者：陈涌城摘要：概述华北院承担在建长距离输水工程实例，论述长距离输水工程管材的选择，水锤的防护技术与安全措施，经济流速的计算与经济管径的确定方法。
关键词：长距离输水工程水锤经济流速经济管径华北设计院自78年以来承担和参加国内大型长距离输水工程累积18项之多，如天津市“引滦入津”工程，大连市“引碧入连”工程，石家庄引岗黄水库水工程等等，目前正在设计或正在施工中尚有8项，列表如下：长距离输水工程在建项目表序号工程名称工程简介工程进展情况1邯郸市“岳济邯”工程（二期）岳城水库至铁西水厂，管道总长56km（重力流），规模10万m3/d，工压0.4-0.5Mpa，采用DN1200预应力混凝土管长36km，DN1400预应力混凝土管20km。
输水线路走向同一期施工图设计阶段2长治市辛安引水工程（二期）辛安水源至长治水厂输水规模8.64万m3/d(lm3/s)，采用DN1000钢管，δ=10mm，工压1.8Mpa，L=12km；DN1000预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12km；DN900预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12.17km正在进行管材与施工队伍的招投标。
3衡水市“引湖入衡”工程衡水湖至衡水市水厂，规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用2根DN800预应力混凝土管，管长L=9.8km(其中穿越河道采用钢管)取水工程正在施工，取水管道已敷设6km。
4呼和浩特市引黄供水工程黄河浦滩拐至金河水厂，总长82.16km1）二道洼水库上段，规模40万m3/d，采用二根DN1600球墨铸铁管，长2.73km，工压0.8Mpa；采用DN2000PCCP管（预应力钢套筒混凝土管），长62.96km，工压0.6Mpa。
2）二道洼水库下段（重力流），规模20万m3/d，采用二根DN2000预应力混凝土管，工压0.4Mpa，长16.47km。
取水泵站正在建设，二根球墨铸铁管敷设完毕，PCCP管与PCP管正在施工。
长距离输水管线安全供水技术的探究
长距离输水管线安全供水技术的探究摘要：在现代经济社会发展推动下，长距离输水管线的运行要求不断提升，对安全供水技术的优化运用提出了更高要求，理应总结安全供水实践经验，优化完善供水成效。
下文阐述了长距离输水管线安全供水的重要性，对安全供水技术的主要内容进行分析，并从停泵水锤防护技术、穿越重要交通节点时的管道防护措施等角度，探究了长距离输水管线安全供水技术的应用路径。
关键词：长距离输水管线；安全供水；难点问题；技术方法伴随供水用水需求的持续提升，对传统技术条件下的长距离输水管线构成了安全考验。
当前形势下，需全面了解长距离输水管线的基本工况特点，创新安全供水技术方式方法，强化供水过程控制，以全面保障输水管线安全运行状态。
1长距离输水管线安全供水的重要性水资源是现代经济社会发展的关键资源，是保障社会生产生活秩序稳定的基本载体，只有结合现代经济社会发展规律，强化输水管线安全供水控制，才能有效保障水资源在不同空间范围内的有效转移，确保安全供水状态，实现水资源既定价值。
对于长距离输水管线而言，其所面临的安全干扰因素种类相对繁多，安全供水技术的应用控制难度相对较大，需要强化对专业技术方法的优化运用。
长期以来，国家相关部门高度重视长距离输水管线安全供水技术的优化创新，在供水状态安全监测、安全供水技术成效评价、输水管线运营使用[1]等方面制定了诸多具有导向性的政策策略，为全面提升长距离输水管线安全供水状态提供了基础遵循，破解了以往技术条件下的诸多难题。
但在部分主客观条件影响下，当前长距离输水管线安全供水技术水平尚有较大提升空间，需要总结探索，形成规律性方法。
2安全供水技术的主要内容2.1稳态运行压力布局合理性控制长距离输水管线受自然条件与人为条件的影响相对显著，其稳态运行压力布局往往存在诸多不确定性因素干扰，需要在安全供水技术应用中对其进行合理控制，以持续化、稳定化、连续化的方式提升稳态运行水平。
部分长距离输水管线需穿越多种不同类型的地理环境，地形地势地貌条件相对复杂，加之工程项目建设等人为影响，其稳态运行压力状态往往会被打破，影响管线使用寿命和性能等，甚至出现运行故障等问题，需进一步采用减压阀与调压井等装置进行调节。
长距离输水工程试通水过程分析
长距离输水工程试通水过程分析摘要：长距离输水管线施工结束后，首次试通水的操作过程直接关系到正常运行时的安全，输水管线的爆管主要是管道积气。
把首次试通水分为三个阶段，分步运行，排除管道内空气，减少水力剧烈变化的可能，保障长距离输水管线的供水安全。
关键词：长距离输水；试通水；运行安全中图分类号：tv672+.2文献标识码： a 文章编号：1引言自二十世纪五十年代起，世界上许多国家先后兴建了大量的长距离输水工程，我国的经济社会发展过程中，城市不断扩大，为解决水源受到污染的问题，长距离输水管线工程在多个城市兴建。
但有的工程施工后试通水过程中多次发生管道漏水，甚至爆管；有的工程运行过程常出现弥合水锤的现象，这与试通水过程中没有完全排出管道的空气有关。
长距离输水工程的试通水过程分为三个阶段，灌水阶段，充水阶段，通水阶段。
在相应的阶段，试通水过程有相应的目的，每个阶段的任务完成，就可以保证管道中没有大的气囊，不会诱发水锤。
2长距离输水管线试通水特征长距离输水工程具有管道长、管径大、沿地形起伏不平的特点，管道内极易积气，虽然在设计和施工过程中加设排气阀，但气体还会在管道上壁聚积。
因输水管线沿地形敷设，管线高低不平，输水管可以看作由多个u形管串联而成的管线。
如图1所示，在试通水过程中，每个u形管由上游峰点、谷点、下游峰点组成。
u形管u1的下游峰点是u形管u2的上游峰点。
图12.1灌水阶段灌水阶段目的是把每个u形管下游管段灌满，排出u形管下游峰点高程管段内的空气。
灌水阶段是从管线入口灌水开始到管线出口流量为灌水流量结束。
灌水阶段输水安全主要是防止产生气囊，以及防止产生较强烈的水力过渡状态，威胁管线安全。
在灌水阶段，水从u1上游峰点流入u1，先灌满u形管u1，水位到a1，继续灌水时，再经过u2的上游峰点溢流到u2内，在u1中要克服流经u1的水头损失，水位线由a1上升到b1。
水溢流至u2内，灌水过程同u1，依次水流过多个u形管至输水管的出水口，此时灌水流量与出水流量一致，完成灌水阶段。
长距离输水管道工程施工论文
长距离输水管道工程施工论文【摘要】随着国民经济的发展，科学技术的进步，采用管道输送各种介质的范围及领域越来越广，距离越来越远。
供水管网是城市重要的基础设施，而长距离管道输水工程更是重中之重，在施工实践过程不断地学习、总结、积累经验，结合日新月异科学技术知识以及现代化施工机械，逐步完善、提高施工工程质量。
一、工程概况由台山市自来水有限公司投资兴建敷设的DN1200源水管工程，总投资4000万元人民币，全长24Km，属于长距离输水工程的一例。
本工程利用北峰山高地势，采用重力流的形式，从北峰山塘田水库、板潭水库等水源地引水至台城镇石化山水库，取水目标为每日6～8万吨，工程从2006年4月中旬至2007年3月底完工，历时将近一年。
运行两年多来，反映情况良好，冬夏两季的寒冷与酷热极端自然气候均未出现因管道施工质量引起的管道事故，取得了预期目标，达到了明显社会效益。
二、管道基础与埋深管道基础的处理好与坏直接决定着管道工程的质量。
而管道基础处理不同于其它建筑工程，大部分地基处理方法的加固效果并不是施工结束后就能全部发挥，还需要在施工完成后经过一段时间才能逐步体现出来，另一方面，每一线段的地基处理存在它的特殊性，而且地基处理效果大都是隐蔽工程，很难直接检验其处理效果。
在长距离管道安装中，由于各方面的因素，采用直埋的方法最为普遍，而直埋管道的基础对不同地基、土质也有着不同的要求。
埋地管道的基础处理，应根据土壤性质、管道材质、外部荷载及地下水水位等因素确定，并应符合相关规定。
本北峰山源水工程采用“专管全封闭供给”形式，依靠两地海拔高差，利用重力引水至石化山水库，属于压力流管道。
当地基为原土时，可直接敷设；当为基岩时，应做15 ～ 20cm厚的砂垫层；当为回填土、淤泥、流砂软弱土质或其它承载能力达不到设计要求的地基时，必须进行地基和基础处理。
在施工过程中，碰到的大部分地段的管道基础都为原土地，管道可直接敷设；而部分地段为回填土甚至淤泥，其承载能力远远不足，因此需作管道基础特别处理。
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长距离输水工程首次灌水流量研究
摘要：随着城镇化的建设与发展，长距离输水工程解决了城市附近水源短缺的问题，但在长距离输水管线工程在首次试通水过程中，经常会出现漏水，爆管的问题。
究其原因，除了设计、施工等影响因素外，还有在首次运行时的操作问题。
如果操作得当，输水工程会正常运行。
在首次灌水过程中，最重要的参数是灌水流量，灌水流量过大，会因积气产生大气泡、气堵，水力条件发生较大的变化，并诱发水锤，造成输水管线破坏的安全事故。
如果灌水流量过小，灌水时间会长达几个月。
因此，要确定合适的灌水流量。
采用理论分析的方法，根据输水管道的气泡受力分析推导出积气流量公式，当灌水流量小于积气流量，就可以防止管道积气，并安全高效地完成首次通水的任务。
关键词：长距离输水工程；首次通水；灌水流量
中图分类号：tv672+.2文献标识码： a 文章编号：
1积气流量
输水管线在首次灌水时，水中的部分气体会逐渐地析出，形成大小不等的气泡上升到管壁，气泡按水流流速向前运动。
当气泡顺坡流动时，如图1，运动方向与气泡所受浮力的分力方向相反，浮力产生的阻力，必然使气泡运动的速度减慢，后续气泡容易撞击前面气泡而形成大气泡，大气泡产生大的浮力，当浮力大于水流的推力，大气泡受力会回到高点排气阀处排出，而不会流到下一管段；当浮力小于水流推力，大气泡受力向下游管段聚集，在顺坡底部产生气
堵或气塞，影响输水安全。
当大气泡在顺坡管段时，某一流量产生的推力与浮力分力相等时，称为积气流量。
当灌水流量小于积气流量
管道内的大气泡会聚集在顺坡管顶部，由排气装置排出，而不是带到输水管线的下游，可能产生气堵。
图1大气泡受力分析
2积气流量推导
在管道中的大气泡，由于表面张力的作用，大气泡以椭圆球形存在。
根据一些爆管的经验，当大气泡高度达到管道半径1/2是爆管的危险点，即是大气泡的临界点。
根据大气泡的椭圆球体积v和椭圆形断面积a与管线半径r的计算关系：
椭圆面积公式为(1)式中 a、b—椭圆断面长半轴及短半轴长度(m)。
椭球体积公式为(2)式中 c—椭球高的半轴长度(m)。
对大气泡的推力为： (3)式中—水流推力(n)；—水流平均流速(m/s)；—受力截面面积(m2)；ρ—密度(kg/m3)。
对大气泡的浮力为 (4)式中—浮力分力(n)；—重力加速度(m/s2)；v—大气泡体积(m3)；β—管线与水平线夹角(°)。
当浮力等于推力时，大气泡稳定在顺坡管段中，即p2=p1，根据式(1)、(2)，化简得浮力等于水流推力的平均流速(5)于是，积气流量为 (6)式中 r—管道半径(m)；β—管线与水平线夹角(°)，β≠0。
从式(6)可看出，积气流量与输水管道的半径以及坡度相关。
输水管线灌水流量的选择小于积气流量，则大气泡受到浮力作用上升到输水管线的上游，可由排气装置
排出输水管线，否则大气泡随水流进入输水管线下游，堆积在管段中成为大的大气泡，甚至气堵，威胁输水管线安全。
3工程应用
哈尔滨磨盘山水库长距离输水工程总长约180公里，双管输水，管径为dn2200，应用重力有压流供水，其最小顺坡的坡度为0.003，在首次灌水时，采用积气流量推导出灌水流量，根据式(6)，则磨盘山长距离输水管线的积气流量为： m3/s上式中，管道半径为1.1m，因管道坡度较小，sinβ≈tgβ=0.003。
经分析，磨盘山水库长距离输水工程的积气流量为0.56 m3/s，为安全起见，实际工程中的灌水流量小于此数值，灌水流量采用0.50 m3/s，控制水库闸板的开启度和输水管入口处的阀门开度，保证灌水流量为
0.50m3/s。
首次灌水及运行过程中，没有出现水锤现象也证明管道内的气体已排出，没有产生大气泡。
4结语
长距离输水工程首次运行时，灌水流量可根据推导出积气流量进行确定。
当灌水流量小于积气流量时，顺坡管段的大气泡可以被浮力推到上游峰点，气体由空气阀排出，大气泡不会被水流带到下游，形成气囊或气堵，保障了长距离输水工程的运行安全。
参考文献
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