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低压管道输水灌溉工程技艺典型(井灌区一面)

输水工程

  根据1991年水利水电技术标准的制定、修订计划,由部科技司主持,以中国水利水电科学研究院为主编单位制定的《低压管道输水工程技术规范(井灌区部分)》,经审查批准为水利行业标准,并予以发布。标准的名称和编号为:

  本标准自1995年7月1日起实施。在实施过程中各单位应注意总结经验,如有问题请函告部科技司,并由其负责解释。

  1.0.1 为统一井灌区低压管道输水灌溉工程的技术要求,充分发挥工程效益,特制定本规范。

  1.0.2 本规范适用于井灌区低压管道输水灌溉工程的规划、设计、施工安装、验收及运行与维护。

  1.0.3 低压管道输水灌溉工程建设,必须将井、水泵、管道系统及田间工程统一考虑,力求技术先进、经济合理、效益显著。

  1.0.4 低压管道输水灌溉工程中的机井:新井必须经成井验收合格;现有机井必须是符合SD188《农用机井技术规范》所规定的完好机井。

  1.0.5 低压管道输水灌溉工程建设,除执行本规范外,还应符合现行有关标准和规范的规定。

  2.1.1 应准确占有规划区自然地理、水文气象、水文地质、表层土壤、工程现状、农业生产、社会经济以及地形等资料。

  2.1.2 规划应在当地农业区划和地下水资源评价的基础上进行;应与农田水利基本建设总体规划相适应,做到因地制宜、统筹兼顾、全面规划、分期实施。

  2.1.3 规划中应进行多方案的技术经济比较,达到投资省、效益高、节水、节能、省地及便于管理的目标。

  2.1.4 在进行多方案的技术经济比较时,宜以年费用最小为主要依据选定规划方案。

  2.2.1 灌溉设计保证率,应根据当地自然条件和经济条件确定,宜不低于75%。

  2.2.3 低压管道输水灌溉灌区,应做到田间工程配套齐全、灌水方法合理、灌水定额适当,其田间水利用系数应不低于0.85。

  2.2.5 灌水定额应根据当地灌溉试验资料确定,无资料地区可参考邻近地区试验资料确定,也可按下式计算

  2.3.1 应根据规划区地下水资源评价成果所提供的不同典型年地下水可采量,结合配套设备能力,确定可供水量;已成井区还应根据多年采补资料,对地下水资源评价成果加以复核,分析确定可供水量。

  2.3.2 需水量中应包括灌溉、牧副渔业、工业及生活等用水量,并应考虑发展计划。

  2.3.3 不同保证率相应典型年的灌溉用水量,应根据作物组成、复种指数、作物需水、降水可利用量等计算确定。

  2.3.5 需水量大于供水量时,宜调整种植比例,减少灌溉面积或增辟水源。

  2.4.2 应根据机井位置、地块形状、种植方向及田间工程配套等因素,通过比较确定采用树状管网或环状管网。

  2.4.3 管道级数,应根据系统灌溉面积(或流量)和经济条件等因素确定;旱作物区,当系统流量小于30m3/h时,可采用一级固定管道;系统流量在 30~60m3/h时,可采用干管(输水)、支管(配水)两级固定管道;系统流量大于60m3/h,可采用两级或多级固定管道。

  2.4.5 干、支两级固定管道在灌区内的长度,宜为90~150m/hm2

  2.4.6 支管走向宜平行于作物种植行;支管间距宜采用50~150m,单向浇地时取较小值,双向浇地取较大值。

  2.4.7 给水栓(或出水口)应按灌溉面积均衡布设,间距宜为50~100m,单口灌溉面积宜为0.25~0.6h/m2,单向浇地取较小值,双向浇地取较大值。

  2.4.8 低压管道输水灌溉条件下的畦田与灌水沟规格及适宜流量,应根据当地试验资料确定;无资料地区可参照表2.4.8-1和表2.4.8-2选定。

  当Q0大于水泵流量时,应取Q0等于水泵流量,并相应减小灌溉面积或种植比例。

  n管道控制范围内同时开启的给水栓(或出水口)个数;

  3.1.3 环状管网各级管道设计流量,应根据具体情况确定;单井单环网管道设计流量,可按下式计算

  3.1.4 管道系统、各级管道及给水柱(或出水口)的实际流量,应通过水泵工作点计算确定。

  3.2.1 管道系统最大和最小工作水头,应分别按式(3.2.1-1)和式(3.2.1-2)计算

  Z1参考点1地面高程;在平原井区,参考点1一般为距水源最近的出水口,m;

  Z2参考点2地面高程;在平原井区,参考点2一般为距水源最远的出水口,m;

  △Z1、△Z2分别为参考点1与参考点2处出水口中心线与地面的高差,m,出水口中心

  3.2.2 管道系统设计工作水头,宜按最大和最小工作水头的平均值近似取用

  hf0、hj0分别为水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道沿程水头损失与局部

  3.3.3 给水栓(或出水口)的局部水头损失,应按试验或厂家提供的资料确定;无资料时可按0.3~0.5m选用。

  3.4.1 管道系统各管段的直径,应通过技术经济计算确定;在初估管径时,可按表3.4.1选择管内流速。

  3.4.2 管道系统各管段的设计工作压力,应为正常运行情况下最大工作压力(不含冲击压力)的1.4倍;最大工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定。

  3.7.3 防冲池池底,应至少低于地面15cm;防冲池占地宜为0.1~0.25 m2

  3.8.1 在管道轴线起伏段的高处和向下弯处,应设置进排气设施;在管轴线起伏段的低处和管道系统的最低处,宜设置泄水阀和渗水井。

  3.8.2 在顺坡管道节制阀下游侧、逆坡管道节制阀上游侧,以及可能出现负压的管段,应设置负压消除设施。

  3.8.3 埋于冻层以下,且埋深不少于70cm的管道,可不计算温度应力;必要时可设伸缩节或柔性接头。

  4.1.2 选用水泵的流量应满足灌溉系统设计流量的要求,且不大于根据抽水试验确定的机井出水量;扬程应根据灌溉系统设计扬程合理选定;在灌溉系统设计流量下,水泵应工作在高效区。

  4.1.3 应分别校核在管道系统最大工作水头和最小工作水头下,水泵的工作点是否在高效区内,如偏离过大应重新选择水泵或调整管道系统的设计。

  4.1.4 井用潜水泵的配套泵管,在经济上合理的情况下可增大一级管径,但不应影响水泵的安装和检修。

  4.1.5 水泵的选型和配套除应符合本规范外,还应符合《农用机井技术规范》(SD188)的要求。

  4.2.1 利用现有机井装置建设低压管道输水灌溉工程,应收集有关技术资料,测试水泵扬程、流量、转速及动力机能耗等性能参数,根据水泵及配套装置的技术指标、目前技术状况、设计要求等,通过技术论证和经济分析确定其利用、改造的可行性。

  4.2.2 应制定现有机井装置的具体技术改造方案,并据此进行改造、检修和验收。

  4.2.3 经检修或技术改造的水泵应符合4.1.2条和4.1.3条的规定。

  (1)非现场制作的管材与连接件,应为定型产品,或经过技术鉴定并严格按技术要求生产的非定型产品;

  (2)现场制作的管材与连接件,应进行技术鉴定,并有相应措施保证其质量不低于鉴定时的指标。

  5.1.3 连接件的公称压力应大于或等于管材的公称压力;其规格尺寸及偏差应满足连接密封要求。

  5.1.4 水泥预制管和现场浇筑混凝土管不应埋设在硫酸盐浓度超过1%的土壤中。在硫酸盐浓度大于0.1%、小于1%的土壤中埋管,应选用铝酸三钙含量小于5.5%的水泥。

  5.2.1 低压输水塑料管宜选用薄壁或双壁塑料管;其性能指标及检测应符合相应标准的规定。

  5.2.2 地埋塑料管由静荷载和动荷载引起的总径向变形率(即径向变形量与外径比值)不得大于5%;当埋深大于70cm时动荷载可忽略。管道径向变形量计算方法见附录B。

  5.2.4 焊接成型的硬聚氯乙烯或高密度聚乙烯连接件应符合下列力学性能要求:

  5.2.6 当管道采用橡胶圈作接口密封材料时,所用橡胶圈不应有气孔、裂缝或接缝。其性能应符合下列基本要求:

  5.3.2 用三点荷载试验数据确定管上的允许填土荷载时,安全系数应不小于1.25。

  5.3.3 管材内壁应光滑、内外壁无裂缝,壁厚允许偏差为2mm,内径允许偏差为3mm。

  6.1.2 承压附属设备的公称压力应不小于所接管材的公称压力,与管道连接必须密封、坚固。

  6.1.4 附属设备应为定型产品或经技术鉴定的非定型产品,并应有产品出厂合格证。

  6.2.1 给水栓(或出水口)应结构合理、坚固耐用、密封性好、操作方便且水流阻力小,有足够的过流能力。

  6.3.2 限压通气管应设置在管道系统进口或可能发生危害性水击压力的位置,其内径应不小于管道内径,管顶高出设置点设计水位应不小于30cm。

  6.3.4 安全阀的排放能力,在管道压力上升但未超过管材公称压力1.5倍时,应达到管道的设计流量。6.4 量水设备

  6.4.3 量水设备应水头损失小、牢固耐用、维修方便;田间量水计量精度应不低于5%。

  7.1.2 在施工过程中,应做好施工记录。隐蔽工程必须经验收合格后方能进入下道工序。

  7.1.3 施工中应成立质量检查组,对工程质量进行检测和评价,确保施工质量。

  7.3.1 施工现场应设置测量控制网点。宜在管道中心线m打一木桩,并在管线的转折点、出水口、闸阀等处或地形变化较大的地方加桩,桩上应标注开挖深度。

  (1)根据当地土质、管材、地下水位、冻土层深度及施工方法等确定断面开挖型式;

  (2)根据管材规格、施工机具、操作要求确定管槽开挖宽度。槽底宜挖弧型管床,管床对薄壁塑料管的包角应不小于120;

  (3)管槽开挖深度,宜使管道工作在冻层以下,且埋深不小于70cm,如在冻层中埋设应经技术经济论证,并有相应措施;

  7.3.4 槽底应平直、密实,并清除石块与杂物,排除积水。如超挖则应回填夯实至设计高程;遇软弱地基应采取加固措施。

  7.4.1 管道安装前,应对管材、管件进行外观检查,清除管内杂物,不合格者不得就位。

  7.4.2 管道安装,宜先干管后支管。承插口管材,插口在上游,承口在下游,依次施工。

  (1)热扩口承插,应将插口处挫成坡口,承口内壁和插口外壁均应涂粘接剂,其搭接长度应大于1倍外径;

  (1)平口(包括企口)式接头宜采用纱布包裹水泥砂浆法连接,要求砂浆饱满,纱布和砂浆结合严密,严禁管道内残留砂浆;

  (2)承插式接头,承口内应抹1:1水泥砂浆,插管后再用1:3水泥砂浆抹带封口,接管时应固定管身;

  (2)认真检查被测管道系统:设备是否安全,进排气阀是否通畅,安全阀、给水栓是否启闭灵活;

  7.7.5 试水压力应为管道系统的设计工作压力,保压时间塑料管和预制管不小于1h,现场浇筑混凝土管不小于8h。应检查管道系统的渗漏情况并做好标志和记录。渗漏损失应符合管道水利用系数要求,不允许有集中渗漏。

  7.7.6 试水不合格时应采取修补措施,在修补处达到预期强度后重新试水,直至合格。

  7.7.8 回填应按设计要求和程序进行,有条件时宜采用水浸密实法,采取分层压实法时,回填密实度应不低于最大夯实度的90%。

  7.7.9 初始回填应在管道两侧同时进行,回填材料应不含直径大于25mm的石块和直径大于50mm的土块。回填达到管顶以上15cm后再进行最终回填,回填料应不含直径大于75mm的石块。

  7.7.10 对管道系统的关键部位,如填墩、竖管周围及防冲池地基等的回填应分层夯实,严格控制施工质量。

  8.1.2 工程施工结束后,应由主管部门组织设计、施工、使用单位组成工程验收小组,对工程进行全面检查验收。

  8.2.2 应审查管道铺设长度、管道系统布置和田间工程配套、管道系统试水及试运行情况是否达到设计要求;机泵选配是否合理、安装是否合格;建筑物是否坚固。

  8.2.3 工程验收后应填写“工程竣工验收证书”,由验收组负责人签字,加盖设计、施工、使用单位公章,方可交付使用。

  9.0.4 灌水时应先开启出水口,后启动水泵;改换出水口时,应先开后关;停灌时应先停泵,后关出水口。

  9.0.7 应根据管理制度,定期检查工程及配套设施的状况,并及时进行维护、修理或更换。

  以管道输水进行地面灌溉的工程,简称管道灌溉工程。管道系统工作压力一般不超过0.2MPa。

  连通管道与大气的竖管。管内水面可随管内压力而波动,过高溢流,过低补气,以此限制管内压力升高和防止负压。

  当管内压力超出设定值时,能迅速开启排出管中水流,从而限制管内压力过高,保证管道安全的阀门。

  f0水泵吸水管进口至管道系统进口之间的沿程水头损失;

  j0水泵吸水管进口至管道系统进口之间的局部水头损失;

  f1管道系统进口至参考点1之间的沿程水头损失;

  j1管道系统进口至参考点1之间的局部水头损失;

  f2管道系统进口至参考点2之间的沿程水头损失;

  j2管道系统进口至参考点2之间的局部水头损失;

  n某级管道控制范围内同时开启的给水柱(或出水口)个数、糙率;

  E'值随着土壤质地和回填情况的不同变化很大,很难准确确定,可参考美国《PVC管道手册》中给出的由哈沃德进行100多个室内试验和野外试验得到的不同的E'值,见表B2。

  d/100 (适用于刚性管) (B3)式中Cd荷载系数,根据回填土种类及H/Bd值,由图B1选取;

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