西门北村等4个小区自来水管道改造工程设计

西门北村等4个小区自来水管道改造工程设计

李春秀

上海泾欣工程设计咨询有限公司  上海 200434

摘要：为切实解决居民急、难、愁用水问题，提高供水水质水压，崇明区积极推进新区低压水网改造。低水压管网改造范围主要包括农村边远地区和中心老城区居民用水矛盾[1]突出且信访集中的急难愁区域、人大、政协两会办理中涉及居民矛盾诉求强烈的因低水压影响居民正常生活的区域。改造内容主要包括村管网、外管网、街坊管排设等项目，较大提升了改造区域供水基础设施能级，同时较大的改善了部分用水急难愁区域的水质水压，取得了良好的社会效应。

关键词：自来水、消防、供水管网

一、工程概况

1、工程范围

本工程位于上海市崇明区城桥镇，分别为西门北村、西门南村、北门新村、城西新村4个小区。小区建于80年代初期，总幢数178幢，总户数为6202户，其中西门北村43幢，1931户；西门南村69幢，1927户；北门新村28幢，1355户；城西新村33幢，989户。

2、小区供水现状

供水采用市政水箱联合供水方式，供水较分散，市政接口较多，管道锈蚀严重，管径偏小，室外消火栓布置较少，不满足小区内部消防要求。小区内部管网腐蚀老化严重，维修频繁，供水可靠性低，人工成本高；现状管网建设周期长，布局走向混乱，存在偷漏水等问题；小区内部供水压力不均衡，个别用户意见较大；地下供水管道多为老式灰口铸铁管及混凝土管，锈蚀破损，内部沉积结垢造且管径均较小，不仅影响水质及输水量，而且加大了管网运行负荷。

3、小区供水存在的问题

（1）小区供水系统较老，管道很难承受日益增大的市政供水压力。随着供水服务区域的扩大，供水量逐年递增、管网压力也越来越高，但大部分供水任务仍需由小区原有的老管道承担。而原有小区供水管道管材较差及使用年限较长，管网漏损及爆裂时有发生，养护维修频次增加，给自来水公司运营管理带来极大的负担。

（2）管道材质差、强度低，接口刚性太强，阀门等设备质量不够好，当时施工技术水平和质量意识等原因，造成爆管频繁及管网漏水严重，影响正常供水。崇明区供水管网材质大部分为预应力水泥压力管和灰口铸铁管，由于两种管材在生产过程中工艺缺陷，灰口铸铁管管体组织比较疏松，质脆易生气孔，强度低，长时间运行造成管内结垢严重；早期生产的阀门因密封性差，传动机构可靠性差，受损率高导致损坏时检修停役范围扩大，也严重影响安全供水。

（3）因管道老化、破损严重，造成管道的维修费、赔偿费和间接损失费过高，增加供水企业生产成本，影响企业效益。由于管道的不均匀沉降，造成供水管道经常破裂、断裂、爆管，使得管网维修费居高不下、逐年递增；且每次管网维修时，造成不同程度的停水，停水给供水企业带来的间接损失费为数不少。这些费用既增加供水企业的生产成本，又影响企业的效益。

（4）管网布置结构不合理，部分路段供水管径偏小，高峰用水时出现低压区或盲区。同时由于地区发展、人口密度增加、供水需求量需求加大。其中，部分地区给水管管均偏小，且有些管道由于结垢使得内径变小，水压突降，部分区域地段出现供水压力不足，水量小的现象。

（5）在小区供水系统中，使用的灰口铸铁管或者混凝土管长时间使用后，管道容易出现严重腐蚀、管壁结垢、生长藻类等问题，甚至管道渗漏和外界污染的风险，导致地下水和地表水的污染，影响供水质量和居民的健康。

二、小区自来水改造方案设计

1、设计原则

（1）与基本规划等相关重大规划内容保持一致，并为远期建设预留一定发展空间。

（2）新建给水管网符合上海市和崇明区给水专业规划。

（3）采用消防、生活分别独立的给水系统，生产生活配水主管网按环状设计，支管网按支状设计，消防配水管网按环状设计；供水管网的设计流量按高日高时计算。本次设计生活、生产用水量与消防用水分别校核。

（4）根据工程区域内实际情况，因地制宜的布置消防设施，室外消火栓管单独设置计量水表。

2、设计流程

（1）收集基础资料

接到设计任务后，要收集现状供水管网资料、周边现状市政供水管网资料、小区楼栋平面位置、户数及人数等相关资料。

（2）管道布置

按照设计原则，供水管网尽量按原管位敷设，供水及消防主干管尽量布置成环状管网，条件不具备的可与市政管网形成环状。

（3）水量计算

供水管网的设计流量按高日高时用水量计算，室外消防水量采用15L/s。

（4）管径计算

根据设计水量及经济流速选择最佳管径。

（5）压损计算

根据管道布置及接入点位置选取最不利点，算出管道沿程水头损失及局部水头损失，确保最不利点服务水头满足设计和规范要求。

（6）管材选择

通过对几种常用管材质量、安装难易度、使用年限及价格等方面进行综合比较，在保证管材安全可靠性前提下，选择最优的管材。这样的做法既能够保证工程的质量和可靠性，又能够在一定程度上控制工程造价，达到经济效益最大化的目标

三、工程难点分析

1、自来水改造群众接受度

工程涉及到管道开挖施工，对周边居民出行有一定的影响，可能部分居民可能因此持反对意见，所以建议社区及施工单位做好宣传工作，尽可能争取居民的理解与支持，确保项目顺利实施。

2、基础资料收集

设计前期要多次现场踏勘，并收集设计所需要的基础资料，包括设计计算所需要的小区楼栋数、户数、人数等，还有管线布置所需要的地形图，地下管网资料，市政管网资料等。由于小区建设年代比较久远，除小区楼栋数、户数及人数等数据可以收集到外，其他地下管网资料，地形图等均找不到，所以应该委托专业的公司对小区内部和周边市政管网进行物探及测量，便于后续设计。

3、供水管网设计

主控阀门井、泄水阀井及水表井及供水管道敷设位置等不好确定，因为小区建设较早，所以地下管道较多且铺设杂乱，与本工程供水管道及构筑物在平面和竖向上难免有碰撞，所以在本次设计中需要遵循一定的原则，相互避让，以避免与其他地下管道的碰撞。应优先考虑保护压力管道，避让重力管道；小管道应避让大管道；供水管道应位于上方，而雨污水管道应位于下方。通过这些合理的避让原则，可以确保本工程的供水管道和构筑物在平面和竖向上与其他地下管道相互避让，从而实现安全、可靠的敷设。

4、施工安全

工程施工内容多，作业面较分散，需要进行沟槽开挖和土方外运。这些作业会给现场安全、环境管理带来一定的难度。此外，本工程沿线较长，施工过程中还可能对行人和车辆的交通安全造成影响。因此在施工前需要认真研究，制定相应的施工方案，采取分期、分段施工的方式，有序进行施工。沟槽开挖过程中，需要按规定做好防护措施，包括在沟槽两侧设置警示绳、警示牌、护栏等，以避免行人、车辆等坠落沟槽内，确保施工现场的安全。这些措施的实施可以有效地避免施工中的安全问题，同时也有利于保护环境，确保施工工程的顺利进行。

5、施工组织

工程主要施工区域均在居住小区内部，地下管线错综复杂且施工作业面较小，所以在管线交叉处、靠近建筑物及各类井室周围等狭小空间，传统机械设备难以进行开槽作业，给快速施工带来极大的挑战。项目设计负责人需要在施工交底时详细阐述施工方法，包括采用一些特殊的机械设备或者手工操作来解决这些问题。例如，可以采用小型开槽机或手持式开槽机进行作业，或者采用手工操作来完成开槽任务。这些方法虽然相对复杂，但是可以有效地解决机械作业中存在的死角问题，确保工程的顺利进行。这样的做法可以提高工作效率，同时也能够保证工程的质量和安全。

四、结语

老旧小区供水管网建设年代久远，缺乏长远规划，导致小区供水管网管径较小，小区供水管网和消防合用一根管线，且消火栓设置较少，不能满足规范要求，经过长时间运行，出现管内结垢锈蚀严重、管道出现不同程度的渗漏及供水压力不足等问题，供水质量及用水安全均得不到保障，所以对区域内的供水水管道进行改造，充分利用新材料、新技术，提高水质和供水压力，长期有效地解决管网老化的问题，减轻维修压力，有利于稳压供水，改善水质，从而提高居民的生活品质和生活质量。