摘要：玉符河又称玉水，发源于历城的南部山区，汇流锦绣川、锦阳川、锦云川之水，在仲宫镇西汇流入卧虎山水库。玉符河是黄河流域一条较大的支流，上游有锦绣川、锦云川、锦阳川三大支流。玉符河是济南市区西南部的防洪屏障，它拦截济南南部山区洪水入黄河，是济南市城市防洪的源头工程，对确保济南市区安全有重要意义。利用此次玉符河流域调水工程，进行地表水补源地下水，增加地下水储量，提高地下水水位，同时满足泉水喷涌和居民饮用地下水的要求，具有较大的社会效益。同时，依靠济南得天独厚的地质优势和地下水水资源，招商引资，打造以饮用地下水为特点的宜居城市，推动济南市社会经济的全面发展。该工程2014年被山东省列为省重点工程。基于此，本文对该流域地表水转换地下水工程输水管线设计要点进行了详实的阐释，以供参考。
关键词：玉符河流域 地表水转换地下水工程 输水管线 设计要点
前言：随着济南市民生活水平的提高，以及对饮用水认识的提高，玉符河流域地表水转换地下水工程—管道及泵站工程主要是为玉符河流域（包括玉符河和大涧沟）提供水源，在满足玉符河生态水系建设的前提下，同时能够实现济南市西部地表水与地下水之间的转换，鉴于此，打破传统采水供水思路，实施将地表水转换为地下水工程，是山东省重要的治水方略，这一工程将为同步实现“名泉常年喷涌良好、市民饮用优质地下水、降低制水供水成本、城市供水安全运行”四个目标奠定重要的基础。
1设计原则
（1）尽量缩短线路长度，节省投资。
（2）减少道路刨掘与恢复，尽量减少对交通的影响。
（3）控制管道的埋深，便于管道的施工、运行及维护。
2设计范围
济南市玉符河流域地表水转换地下水工程—管道及泵站工程输水管线部分主要设计范围为：
（1）沿玉符河自杨台村至寨而头输水管线；
（2）沿国道 104 自二环西路南延至玉符河输水管线；
（3）沿大涧沟自国道 104 至复兴村输水管线
3 杨台村至寨而头输水管线工程方案
根据管线布置总体方案，本段工程管线布置方案沿玉符河河道敷设，这样可以根据各段河道良好的渗漏能力逐段补源，管径也逐级缩小，降低工程投资。
（1）玉符河补源点设置三个，分别为催马庄、东渴马以及寨而头，各补源点补源量
暂按 20 万 m3 /d，具体补源位置依照后续玉符河上游水文地质评价而定。
（2）杨台村提升泵站至国道 104 段输水能力 40 万 m3/d，管径为 DN2000，长度约2.5km；
（3）国道 104 至催马庄段输水能力 60 万 m3/d，管径为 DN2400 长度约 2.6km，鹊华水厂至玉符河输水线路在国道 104 与玉符河交汇处接入，水量为 20 万 m3/d；
（4）催马庄至东渴马段输水能力 40 万 m3/d，管径为 DN2000，长度约 5.8km；
（5）东渴马至寨而头段输水能力 20 万 m3/d，管径为 DN1600，长度约 2.6km；
4 二环西路南延至玉符河输水管线工程方案
根据管线布置总体方案，本段工程管线布置方案沿国道 104 敷设，为鹊华水厂输水线路向玉清水厂输水线路转输水量之用。本段管线输水能力 20 万 m3/d，管径为 DN1600，长度约 6.0km。此段管线水头由二环西路南延提升泵站提供。
5 国道 104 至复兴村输水管线工程方案
根据管线布置总体方案，本段工程管线布置方案沿大涧沟敷设，水源接自鹊华水厂输水线路。本段管线输水能力 20 万 m3/d，管径为 DN1600，长度约 6.0km。此段管线水头由二环西路南延提升泵站提供。
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5.1 管道水力计算
输水管线管径按下式计算：
采用小管径（100～400mm）时经济流速为 0.6～1.0m/s，采用大管径时经济流速为
0.9～1.4m/s。本工程输水管线为补源管线，为节约投资，采用单管线输水。
5.2 管道附属构筑物
（1）阀门及阀门井
为了以后分水方便，在引水管道适当的位置上设置阀门，阀门均采用暗杆式蝶阀，阀门井采用地面操作矩形卧式蝶阀井。
（2）排气阀
排气阀用以排除管内积聚的空气，并在管道需要检修、放空时进入空气，保持排水通畅；同时，在产生水锤时可使空气自动进入，避免产生负压。本次设计考虑在管道压力流与重力非满流变化点、管道隆起点以及小坡度变大坡度且变化较大的地方设置排气阀，排气阀要求能够自动进气和排气。
（3）排泥阀
在管道下凹处及管道低处，设置排泥阀，以便排除管内沉积物或检修时放空管道。
6 输水管材的选择
目前用于市政给水管道的材料有钢管、球墨铸铁管、给水塑料管（包括 PVC-U 给水管、PE 给水管、钢塑复合管、给水用聚丙烯管 PP-R 管等）、预应力钢砼给水管及玻璃钢缠绕夹砂管等，上述管材本身均可以满足给水管道设计要求。根据济南输水管道工程设计及应用情况，为使给水管道工程管材选择更加合理，本项目原水管道管材对球墨铸铁管、PE 管、预应力钢筒砼管三种材料进行综合比较，以确定更加经济合理的管材。
（1）球墨铸铁管：球墨铸铁管是目前普遍应用于市政供水管网中的给水管道，具有承压能力高、抗拉强度大、延伸率大、耐腐蚀性强、不需要在现场进行焊接及防腐操作等优点，接口形式一般为柔性承插橡胶圈接口。该种管材具有施工工艺成熟、施工简单、管配件安装方便等优点，为目前城市供水管网中应用最广泛的管道。与给水用塑料管相比，球墨铸铁管具有重量较大，施工安装相对不太方便。近几年，随着给水用塑料管道技术的日渐成熟，市政供水工程中的小口径给水球墨铸铁管逐渐被塑料给水管道所替代。
（2）PE 给水管：近几年来，PE 管作为城市供水管发展很快，在市政给水工程中应用越来越普及，且品种繁多，可根据工程不同特点选用不同品种规格的塑料管。PE 管一般采用中密度和高密度聚乙烯材料制成，具有良好的刚性和韧性，且抗震性也很好，由于聚乙烯是一种惰性材料，抗侵蚀，因此无须防腐保护，管道内壁光滑，不易结垢。但其管配件以及管道与阀门结合处往往成为整个管网系统的薄弱环节，同时 PE 管对管道沟槽回填要求较高，其价格较同规格其他管材价格相比较高。
（3）预应力钢筒砼管：预应力钢筒混凝土管又称钢筒复合管（PCCP），是最近几年从国外引进的新型管材，在国外特别是美国已有较长的使用历史。该管道是一种钢筒与混凝土制成的复合管，管芯为混凝土，在其外壁或中部埋入厚 1.5mm 钢筒，在管芯上缠绕环向预应力高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层，根据钢筒在管芯中位置的不同，可分为两种：内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCPL）、埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCPE）。
该管道材料是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材，其集合了薄钢板、中厚钢板、异型钢、普通钢筋、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制造而成。该管道材料不仅综合了普通预应力混凝土输水管和钢管的优点，而且尤其适用于大口径、高工压和高覆土的工程环境，主要应用于长距离输水干线、压力倒虹吸、城市供水排水工程、工业有压输水管线、电厂循环水工程下水管道、压力排污干管等，多应用于带压液体的输送。例如国家重点工程南水北调北京段采用了直径达4000mm 的预应力钢筒混凝土管。
（4）本项目原水管道推荐采用预应力钢套筒混凝土管（GB/T19685-20085），双胶圈接口，管道公称压力为 1.2MPa ，穿越京沪高铁、绕城高速等处顶管施工，管材采用钢管。
结语：综上所述，随着济南市社会经济的发展，济南市市域面积越来越大，由于缺乏环境保护以及地质保护，济南市较好的自然渗漏带越来越少。为保护泉水资源，对济南市渗漏带进
行保护性开发利用已经是刻不容缓的工作。此次工程将成为济南城区河道生态治理，实现水生态文明城市建设目标，是贯彻落实 “加快科学发展，建设美丽泉城”的重要举措。
参考文献：
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[3] 刘芳,刘前军,周胜昔.大口径长距离输水管线的优化设计[J].水利科技与经济，2013，
论文作者:王欣,岳建刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：管线论文; 管道论文; 工程论文; 地下水论文; 预应力论文; 济南市论文; 地表水论文; 《基层建设》2017年2期论文;