浅析东水西调管线（团城湖取水口至玉泉山泵站段）改移

浅析东水西调管线（团城湖取水口至玉泉山泵站段）改移

唐亚丽

北京禹冰水利勘测规划设计有限公司北京100000

摘要：“园外园-玉东公园”整体环境提升，以南水北调来水为水源，从颐和园团城湖取水送至南旱河、北长河，为园外园-玉东公园地区提供清洁的水源。但园内有两条D=1800东水西调输水管线，因管道埋深较浅，影响到玉东公园湖面开挖，故将东水西调管道改移。本文介绍了东水西调管线（团城湖取水口至玉泉山泵站段）改移存在的问题、改移方案、改移难点及结论。

关键词：存在问题改移方案改移难点结论

为配合“园外园”规划，海淀区正在推进园外园地区景观提升工程建设，生态补水工程范围包括园外园新增水域、河道水面恢复及现有水面生态补水。为部分恢复高水湖、养水湖、泄水湖旧有历史风貌，提高区域水生态功能和水生态景观，根据园外园规划，通过对玉东郊野公园的改造等工程，将南水北调生态用水补充到玉泉山周边地区干涸的河湖中，增强水体的稀释自净能力，改善河湖水量和水质，逐步恢复城市水生态功能。主要需水水域包括园外园地区玉东一、二期湖面等水面。

东水西调管线（团城湖取水口至玉泉山泵站段）位于玉东公园园内南侧。现况输水管道为两条D=1800钢筋混凝土管，管道间距2.8m，管线沿北坞村北向西穿过永丰支渠、玉泉山公路与永丰渠平行走向至玉泉山南侧，向南拐穿永丰灌渠入一号泵站前池。输水管道全线有三处弯道，设置三座检查井，为引水时排气和检查、检修管道使用。管道全长1510.48m，纵坡4/10000，管道出口底高程45.1m。管线穿越少量菜地、苗木，其余均为玉米地，沿线管道开挖深度5m左右。现况东水西调管道在团城湖设计正常水位49.0m、前池水位48.3情况下，引水流量Q现况=4m³/s。

《北京市东水西调工程技术汇编》中P34页中有关于一号泵站的基本参数如下：（1）设计流量4m³/s，反向输水流量3m³/s（2）团城湖水位最高水位49.30m，设计正常水位49.00m，最低水位48.50m（3）进水池水位最高水位48.00m，设计正常水位47.70m，最低水位47.20m（4）后池（即出口调节池）最高水位65.00m，设计正常水位64.00m，最低水位63.00m（5）最大静扬程17.80m，最小静扬程15.00m，设计静扬程16.30m。

1东水西调管线（团城湖取水口至玉泉山泵站段）存在问题

现状管道穿湖段管顶标高为47.4～47.6m、管内底标高为45.5～45.7m，拟建玉东公园景观湖底标高为48.20m，水深1.5m。管道外顶距离拟建湖底覆土仅为0.75～0.55m，管道接口处距离拟建湖底仅为0.3m。不符合《室外给水设计规范》（GB50013-2006）要求最小垂直净距0.5m。为保障东水西调输水安全，故改移该段管道。

2管道改移方案

2.1管道位置

现况输水管道南侧16m是金河河岸，而北侧则是公园用地。考虑施工期间现况管道正常运行输水及改移管道施工占地等因素，故将改移管道铺设在现况管道北侧。改移管道具体位置如下：

DN1800输水管道设计起点0+000与玉泉加压泵站现况D=1800输水管道出水管相接，设计起点0+000至0+069（0+067）穿越万安东路后向东北折67.50至0+179（0+175）处，由0+179（0+175）向东折22.50至1+481（1+476）段南侧设计DN1800输水管道位置距现况D=1800输水管道位置5.8米平行铺设，北侧设计DN1800输水管道位置距南侧设计DN1800输水管道位置2.8米平行铺设，由1+481（1+476）向南折22.50至1+504（1+499）处，由1+504（1+499）向东至1+507（1+502）终点设接头与现况D=1800输水管道相接。南侧设计输水管道长度为1502米，北侧设计输水管道长度为1507米，输水管道全长为3009米。

2.2管材

根据钢管的优点，管材强度较高，耐高压，施工敷设方便，适应性强，接口形式灵活，管道渗漏较少，适合用于地形复杂地段和穿越各种障碍等的优点。

且东水西调输水管道玉泉加压泵站以西管道均已经改造完成，选用管材为钢管；从团城湖至玉泉加压泵站现状为预应力混凝土管。

同时为与东水西调改造管材保持一致，所以本次管道改移选用钢管做为设计管材，管道管径与现状管道一致。

2.3钢管强度计算

拟采用DN1800钢管，本次计算目的为确定管材强度等级，选择合理壁厚，并对管线的稳定，抗浮及刚度进行验算。

经过分段结构计算，本工程管道管材选为Q345-B，计算壁厚16mm，构造壁厚2mm，即：设计壁厚18mm。强度验算、稳定验算、刚度验算、抗浮验算均满足要求。

3管道改移难点

3.1管道防腐

管道防腐包括内防腐和外防腐。且内防腐材料的粗糙系数将会影响管道的流速和流量。

内防腐：为保障本段改移管道的流速和流量不低于原管道，防腐选用粗糙系数较小仅为0.008的GH102型白色环氧陶瓷涂料，厚度为400um。质量要求应符合《安全产品许可批件中国卫生部国产涉及饮用水卫生》（卫水字2006第0026号）。喷涂前应进行去污除锈，达到《涂装前钢材表面处理规范》(SYJ4007-86)中的St3级标准。管件的内、外及接口的除锈和防腐要求与管道相同。

为了明确设计管道内防腐采用白色环氧陶瓷涂料后，流速、流量与原管道的差别，根据淹没出流公式进行了水力计算。

淹没出流计算公式

­­—流量系数z—水头差

根据淹没出流公式，经过计算，在团城湖设计正常水位49.0m的工况下，设计管道流量满足原设计管道过流能力，管道内防腐采用GH102型白色环氧陶瓷涂料可行。

外防腐：钢管外防腐为环氧煤沥青，采用五油三布防腐层。质量要求应符合《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》（SY/T0447-96）和《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层施工及验收规范》（SYJ4047-90）。防腐前应进行除锈达到《涂装前钢材表面处理规范》（SYJ4007-86）中的Sa21/2级标准。管道安装后接口防腐采用塑化沥青防蚀胶带，质量要求应符Q/ZLC002-1997标准。

3.2管道附属构筑物

（1）设计钢管与现况混凝土的连接

钢管与混凝土管的连接，结合运行、维护、检修及施工方便等因素，摒弃了转换接头的做法，采用了连通井的做法。

转换接头虽然用混凝土满包封管道，随着运行时间的推移，管道可能出现渗水的情况，一旦这种情况发生，不仅不容易发现管道渗水，且不易查找渗水位置。而连通井不仅容易施工，且便于检修、维护。

（2）泄水

因改移管道位于现况管道北侧，而金河位于现况管道北侧，且现况管道在改移管道施工期间正常运行输水，故改移管道需穿越现况管道，将泄水排入金河内。

排泥闸阀井：因改移管道埋深大于现况管道，故设计两根管道各设1个排泥闸阀，向中间通过三通汇入一根排水管道再下穿现况管道至泄水井。

该井位于顶管的顶坑附近，为节约投资，对顶坑进行了二次结构设计为排泥闸阀井。

排空井：金河已有河道治理方案，现况河底高程49m、河道内无水，治理方案设计河底高程49m、金河常水位为49.7m，低于地面高程（51.2m）1.5m。排空井在保留0.7m的井筒后，盖板高程为50.5m，低于金河常水位(49.7m)0.8m。考虑到金河常水位，设计溢流管管顶高程与金河常水位一致。

在河道水位低于排水溢流管高程时，输水管道排水采用自流或者泵抽排至金河；当河道水位高于排水溢流管高程时，输水管道需关闭排泥闸阀，以防止河道倒灌至输水管道内。在排水期间，输水管道需关闭排泥闸井，以保证操作人员安全。

4结论

本工程的实施能有效地保证东水西调的输水安全，促进玉东公园郊野建设，为园外园的景观提升起到积极的推动作用。管道防腐关系到新旧管道的流量、流速的衔接，泄水措施关系到管道防冻、输水顺畅。两个疑难问题得解决，对本段管道改移起到了至关重要的作用。

参考文献

[1]高振奎，楼望俊.北京市东水西调工程技术汇编.北京市东水西调工程指挥部，1994.3.15

[2]给水排水设计手册，中国市政工程西南设计研究院

[3]安全产品许可批件中国卫生部国产涉及饮用水卫生,中央政府，2006.10.19