淺談改進節(jié)水灌溉輸水管道施工工藝的有效技術措施

代劉靜

（阜陽市潁州區(qū)三十里河電力排灌站，安徽 阜陽 236000）

1 概述

阜陽市潁州區(qū)位于安徽省西北部、淮北平原的南端，屬黃淮海平原的一部分，地理位置為東經(jīng) 114°53′17″～116°37′30″，北緯32°23′34″～33°34′00″。全區(qū)國土面積 529 平方公里，轄13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、辦事處，總?cè)丝?3.30萬人，其中農(nóng)村人口42.32萬人，全年全區(qū)生產(chǎn)總值34.56億元，人均生產(chǎn)總值5459元，全年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值56075萬元，其中農(nóng)業(yè)產(chǎn)值27196萬元，2009年項目區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值2031.7萬元，其中農(nóng)業(yè)產(chǎn)值1395.4萬元，工業(yè)總產(chǎn)值636.3萬元，農(nóng)業(yè)人均純收入3337元。

項目區(qū)經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主，主要農(nóng)作物有小麥、玉米、大豆等。

阜陽市潁州區(qū)屬淮北沖積平原，有沙潁河、汾泉河從境內(nèi)流過，河流的水量受季節(jié)影響較大，夏季流量較大，冬季流量較小，地表水資源較為匱乏。

根據(jù)安徽省地質(zhì)局和323地質(zhì)隊及省地質(zhì)局第一水文地質(zhì)大隊提供的《阜陽市農(nóng)田水文地質(zhì)勘探報告》資料可知，潁州區(qū)地下水資源較為豐富，主要有全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)三個水層。這三個含水層水量相當豐富、穩(wěn)定。按地下水的埋藏條件和水力特征，地下水可分為淺層水和中深層水，淺層地下水貯存于40m以上的全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)地層中，主要接受大氣降水、農(nóng)灌回歸水的垂向補給以及河流等地表水的垂向與側(cè)向補給，消耗于潛水蒸發(fā)及開采，水位埋深在1～3m，近年來隨著水資源開采量增加、水位埋深有所下降，最深達8m左右。導致淺水井供水量銳減，嚴重影響了農(nóng)田灌溉與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。因此節(jié)水灌溉工程對發(fā)展?jié)}州區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟尤其重要，灌溉輸水管道施工工藝的改進勢在必行。

2 管道結(jié)構(gòu)改進的思路

對普通的管道系統(tǒng)連接方式和連接部位進行重新制作，采取組裝式管件新結(jié)構(gòu)。它涉及到地埋塑料管道的所有部件，以及地埋管道與地面移動管道連接的新結(jié)構(gòu)，經(jīng)過阜陽市潁州區(qū)西湖鎮(zhèn)節(jié)水灌溉示范工程實踐應用證明，施工效率提高一倍以上，施工費用減少三分之二，管材損耗減少3.5%，施工質(zhì)量具有一次成功的把握，管道部分工程造價可降低8%～10%，其中連接管道下降到管道總價的15%～20%，平均降低6%～11%，取得了比較理想的效果。

輸水管道由管子與連接部件所組成。就后者而言，涉及到兩個問題：一是連接的方式問題，二是連接部件的結(jié)構(gòu)問題。總結(jié)以往的工程實踐，大致有五個方面的弊端：一是施工難度大，費時費力，必須有熟練的操作工人才會安裝施工；二是造價較高，無論是內(nèi)接的焊制關鍵，還是外部套接的鑄鐵關鍵都比較貴；三是功能單一，只能用在特定位置，不能他用；四是維修管理不便，漏水和脫節(jié)的隱患較多；五是內(nèi)接式管件水頭損失較大，運行成本相對較高。針對上述問題，我們對管道結(jié)構(gòu)的連接方式和結(jié)構(gòu)形式作了根本性改進，使之結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟合理，施工安裝更加快捷，質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠，維修管理更加方便。

2.1 連接方式的改進

新的連接方式不同于內(nèi)接承插形式，也不同與外裝套接形式，而是采用夾裝密封形式，不受管材材質(zhì)（PVC、PE）的影響，不受管壁厚?。ǜ?、中、低壓）的限制，不破壞管材整體結(jié)構(gòu)。施工安裝時只需在關鍵連接部位外側(cè)（一側(cè)或相對的兩側(cè)）用加熱的專用打孔器沖制與連接管件相應直徑的孔，再將組裝好的管件用螺栓夾裝成一體即可，無需特殊工具，其安裝技術簡便。其主要優(yōu)點是：

（1）靈活性大，可在管道的任何地段，任何部位接裝，封堵、改變結(jié)構(gòu)，其靈活程度是以往任何管件所無法比擬的。

（2）改善流道結(jié)構(gòu)，管壁內(nèi)部不增加任何阻擋水流的部位，使管內(nèi)水流水頭損失減少到最低限度?，F(xiàn)場測試表明，局部水頭損失減少幅度可達80%以上，因此在實際使用中，管道直徑可比設計直徑減小一個尺碼，或延長單根管道使用長度，這對管道用量較大的節(jié)水灌溉工程來講，對降低工程造價具有十分重要的現(xiàn)實意義。

（3）在設計工作壓力不變的情況下，可適當降低水泵揚程的選用，以降低能耗，減少運行費用。

（4）體積小，重量輕，易于運輸和存放。

2.2 結(jié)構(gòu)形式

新的管道結(jié)構(gòu)采用組合拼裝形式，用戶可根據(jù)工程實際需要將幾個母件輔以標注件組合所需關鍵，可就地組裝、更改，靈活方便。母件的規(guī)格品種可根據(jù)實際需要而定。我區(qū)一般選定 110mm、90mm、75mm、63mm塑料關鍵為主，用母件組裝足以滿足節(jié)水灌溉工程對連接管件的需求。實踐證明，采用這種關鍵結(jié)構(gòu)，連接部位漏水的可能性很小，因此施工安裝和管溝回填可同步進行，以縮短工期，不誤農(nóng)時。

3 管道結(jié)構(gòu)的應用特點

3.1 配套性強

管件組裝適宜各種塑料管材配套使用，對材質(zhì)、壁厚、公差均無特殊要求，施工單位可就近取材，尤其適應與PE管材配套，原因之一是克服了PE管材施工連接性能差的弊端，有利于提高施工質(zhì)量；原因之二是直徑63mm以下的PE管材一般均以盤卷捆扎出廠，單根長度可達數(shù)百米，可以使管道在長度方向的接頭數(shù)量減少到最低限度，單根管道往往不出現(xiàn)一個接頭、卷體性強，既減少了連接時的管材損耗和施工費用，為降低工程管道用量和工程造價創(chuàng)造了條件，又增強了管道使用的可靠程度，大大減少了接頭處漏水和脫節(jié)的可能性，保障工程建成后的長期穩(wěn)定使用，減少工程運行維修費用。

3.2 適用范圍廣

①固定式噴灌工程所有連接部件；②半固定噴灌工程地埋管道的所有連接部件；③微灌工程的地埋管道連接部件；④低壓管道輸水灌溉工程；⑤地面軟管灌溉工程。

3.3 通用性強

新的關鍵組裝，工藝簡單、成本低、加上合理的結(jié)構(gòu)設計，因而具有較量的通用性和互換性，方便安裝且質(zhì)量穩(wěn)定可靠，給工程交付使用后的維修管理也帶來極大方便。

目前，部分關鍵組裝結(jié)構(gòu)還有待進一步完善，但總體上比較滿意，漏水部位的返修率還不到0.5%。據(jù)已建工程測算：固定式噴灌工程可降低造價8%～10%，半固定噴灌工程可降低5%～5.5%。因而，如今全市或更大范圍推廣，節(jié)省投資非?？捎^。從施工技術要求看，老百姓均可施工，而且工程質(zhì)量穩(wěn)定，維修管理方便。從使用壽命看比以往延長8～10年。

[1]黃修橋.灌溉用水需求分析與節(jié)水灌溉發(fā)展研究[J].西北農(nóng)林科技大學，2005.