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大管径长距离输水管线工程设计及造价要点

信息来源:hunningtu.biz  时间:2008-02-18  浏览次数:131

  自20世纪90年代起,唐山市先后实施了南堡开发区唐山碱厂、京唐港开发区、曹妃甸工业区大管径长输水管道工程。
  “大管径”一般是指管道内径大于800-2000mm的圆形管,或者是洞高大于1600mm的压力方涵或马蹄涵。
  “长输水”是指引水距离相对较远,跨地区、跨流域达到数十公里乃至数百公里。这类工程造价受地形地质条件、供水流量大小、管道材质选择等诸多因素影响,现就其设计造价要点分析如下。
  1、供水规模的确定
  长输水管线设计计算,首先要在可行性研究阶段分析需水方提供的年需水总量W和供水时间T,以确定供水流量Q。
  2、管道断面选择,需技术、经济两方面综合考虑
  技术方面,凡是满足管道内、外压强要求,内阻小,流量大,寿命长,无毒害,符合国标要求,施工方便的任何材质管道,均可被选用。
  经济方面,由于管道敷设受到地形地质条件等制约,抗沉陷,耐腐蚀,防盐碱等方面要按特定条件选择管材。管道经济直径D的选择,与经济流速V紧密相关,在计算中往往是先选定经济流速V的范围,再确定管径D。如果管径选择大,建设费用偏高,但电能损失小,日后运行费用低;管径选择小,建设费用低,电能损失大,日后运行费用高,因此必须经过方案比选,确定经济合理的管径。
  3、管道的水力学计算
  上述就有关设计要点进行了定性分析,最终要进行定量计算。就有关水力学计算要点概述如下:
  流量公式:
  Q=μω√ ̄2gz
  式中:
  Q-流量(m3/S)
  ω-断面面积(m2)
  z-总水头损失(m)
  μ-流量系数,与管道沿程损失Jy及局部水头损失Jj有关
  g-重力加速度(m/S2)
  水力坡降:
  J=λ/d×(V2/2g)
  即管道单位长度水头损失(%)
  式中:
  J-管道水力坡度
  λ-水力摩阻系数
  d-管径
  V-管内平均流速
  g-重力加速度
  沿程水头损失:
  Jy=V2/(C2R);C=(1/n)R1/6
  公式对钢管、混凝土管而言,除与流量Q、管道直径d、管内流速V有关外,另外与谢才系数C、水利半径R、管内壁粗糙系数n也有关。
  管道的局部水头损失Jj,初估可按沿程损失的百分数给出,一般取5%-10%。再依据实际管道布置分别计算,予以核定。对长输水管道而言,局部水头损失所占比重不大,甚至可忽略不计。
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