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摘要
本文以新疆庫車縣克里西水廠改擴建工程為實例，對其供水方案、供水管井、戶表井工程等進行了設計分析，可為類似的工程提供一定的技術參考。
關鍵詞
克里西水廠；改擴建工程；設計；分析
1工程概況
項目區位于新疆阿克蘇地區的最東部、塔里木盆地北緣，地下水極豐富，只需建供水井1眼就能滿足全鎮供水要求，但實際在東西寬7km、南北長5km建有2座水廠相距不到3.2km。其中克里西水廠始建于1996年，占地1.67畝，建供水井1眼用于開采地下水，井深99.80m，井管直徑273mm，靜水位17.67m，動水位18.07m，降深0.4m，出水量為620m3/d。在距克里西水廠3.0km處還設有阿克布亞水廠，該水廠始建于2001年，建供水井1眼，井深100m，井管直徑273mm，靜水位21m，動水位23m，目前出水量為720m3/d。由于供水井水量不能滿足高峰期供水要求，均需通過擴建解決水源水量及調蓄容量不足的問題。本次擴建工程總布置將克里西水廠為供水水源，在水廠北面1.3km處新建水廠布置水源井1眼，水廠現有的老井作為備用水源井，在水廠建500m3調蓄池1座，供水井抽水消毒后進入調蓄池，從新建調蓄池鋪設輸配水管道聯并阿克布亞水廠，同時新建、改造供水內部管網，完善供水計量設施，解決整個供水規劃區遺留的飲水不安全問題。
2供水設施存在的主要問題
2.1已建水廠布置規劃不合理
項目區位于凹陷盆地，地下水極為豐富，但是設計克里西與阿克布亞水廠間隔距離太短，而且這2座水廠供水規模小、供水設備多、制水成本高，給水廠的日常運行維護工作帶來較大困難。2.2供水井管徑太小，過濾器失效由于兩座水廠的建設時間較早，設計用水標準底，管徑較小，直接制約了其供水能力。此外，農村居民用水相對集中，造成某時刻的實際供水量遠高于設計標準；舊供水井過濾器效果不明顯，水的含砂量較大，直接影響了水質。
2.3水廠缺乏計量及監控設施
兩座水廠缺少必要的計量及管理設備，包括基本的總水表和分表，不能有效的監控用水量并實現計量收費，導致上游地區可無限制用水，而下游管道供不上水。由于不能按計量收費造成大部分水費流失，使水廠缺乏資金，進而無能力對老水廠進行改造和支付工作人員工資。另外，水廠缺乏供水自動化監控和安防設施[1]。
3克里西水廠改擴建工程設計
3.1供水方案的優化設計分析
水廠規劃不合理既增加了日常運行成本，又無法滿足用水需求。經過對克里西和阿克布亞水廠現場進行調研，分析有兩種供水優化方案可供選擇，具體如下：方案一：兩座水廠各自供水對克里西和阿克布亞水廠進行同時改造，擴大各自的供水能力，設計在兩水廠內各新建供水井一眼，井深100m，直徑750mm，設計出水量為100m3/h。由于新建供水井能滿足高峰期配水要求，這樣可不需再建調蓄池，利用變頻供水直接從供水井抽水往管網供水。預計該改擴建方案的總投資為62萬元，兩水廠年運行費為56萬元。方案二：兩水廠聯合運行供水水源統一建在克里西水廠，再新建供水井和調蓄池一座，建加壓泵房，新建聯并2座水廠管道4.7km。其中新建井深100m，井徑750mm，設計出水量為100m3/h，在水廠建調蓄池一座，，設計池容量為500m3。預計該改擴建方案的總投資為120萬元，兩水廠年運行費為38萬元。通過比較可知：方案二較方案一工程投資高出62萬元，但方案二的年運行費用較方案一低19萬元，而且聯合水廠后續管理及維護工作簡單，供水系統也更為可靠。因此選取方案二為克里西水廠改擴建工程的最終供水方案。
供水管徑過小直接制約了水源井的供水能力。在本次改擴建工程中，新建供水井井管選用螺旋焊接鋼管，管井深度100m，管徑為377mm，設計出水量100m3/h。通過估算供水區的需水量得出克里西水廠遠期供水量為845m3/d，最終確定水泵型號為175QJ80-27，揚程27m，流量80m3/h。過濾器是管井的重要組成部分，主要作用是濾水攔砂和保持填礫與含水層的穩定。其類型包括骨架過濾器、纏絲過濾器、包網過濾器和填礫過濾器?？紤]到該區域地下水含量豐富，為充分保證水質安全，本工程采用填礫和纏絲過濾器相結合的方式，即在纏絲過濾器外側填充礫石。其中纏絲為12鍍鋅鐵絲，間距為1.0mm，禁止在纏絲外包任何濾水網[2]。新建供水井的施工工序主要包括：鉆井→下管→填礫→洗井→抽水試驗。具體施工參數和要求如下：
（1）鉆井。本工程鉆井采用牙輪鉆進、輕壓慢轉形式，以保證垂直度。轉速控制在60轉/min～100轉/min，泵量為600L/min。選取優質低固相泥漿作為鉆井沖洗液。開孔后及時下放孔口保護管，下放深度為2m。鉆進過程中禁止盲目加壓，最大壓力值不得超過鉆鋌重量的80%，技術人員應時刻觀察鉆進參數變化情況。
（2）本工程采用一次提吊法進行下管施工。供水井管分沉渣管和過濾管，其中沉渣管長度為5m，過濾管30m。同類管道采用管箍焊接；不同管道間利用變徑接頭連接。在下管之前要對鉆孔進行充分的溜孔和排渣，校正孔深后再進行下管?？刂坪梅殴芩俣龋瑢崟r監測管內外液面，及時向管內補充清水。各井管段必須按設計順序連接，底段需設置沖孔托盤[3]。
（3）將井管下放至預定位置處，利用鉆機孔口盤將其固定，之后下放鉆具至沖孔托盤處進行管內沖孔換漿，當泥漿黏度達到要求后需再持續20s左右，便可進行填礫工序。本工程采用動水投礫法施工，濾料規格為Ф2mm~Ф4mm砂料。填礫厚度為150mm，填礫高度高出過濾器頂10m～20m，以防填礫塌陷使填礫層降至濾管頂以下導至管井涌砂，要確保水中含砂量＜1/20萬（體積比）。在止水段投入粘土球進行止水；非止水段投入碎石。
（4）洗井結束后要求井底沉淀物厚度小于井深的5/1000（即0.5m），正式抽水前靜水位要求30min觀測一次，2h內變幅不大于2cm。抽水試驗應進行3次降深，試驗水泵的出水量達到設計出水量，最小不得低于設計出水量的75%，水位穩定持續時間應大于4h。試驗過程中要進行出水量和水位的觀測，同時依據規范完成試驗所要求的基本數據和計算成果表[4]。
3.3戶表井工程設計
目前，該工程區域用水戶的管道從配水管網上直接分水，水表安裝在供水戶的水龍頭上，水廠工作人員需逐個進戶查表收費，導致拖欠水費現象嚴重。為解決這一問題，設計建立戶表井工程，具體方法是將各戶用水控制閥、水表集中移置戶外，建專門的戶表控制井。這樣可有效減少水廠工作人員工作量，同時對拖欠水費者也可采取停水措施而不影響其它用戶的供水，保證了水廠的收入。戶表井工程主要分為閘閥井和分水控制器兩部分，下面進行詳細介紹。
（1）閘閥井。戶表井的本質為閘閥井，主要作用是對井內的設備進行保護并方便維修和檢查。目前應用最普遍的是預制砼戶表井，但由于項目區交通不便，且預制砼井重量較大，導致裝卸困難、運輸安裝費用高，所以本項目選取標準塑膠成型閘閥井作為代替方案，其具有價格合理、運輸方便、安裝容易、滿足工程質量等顯著優點。項目區共需閘閥井175個，每個閘閥井控制用戶3個～5個。
（2）分水控制器。分水器兩段連接供水管道，中間分左右兩側接用戶的分水管道，后接用戶帶鎖球閥、水表及配件，每個戶表井設一個分水控制器，最多可控制6戶的供水。從戶表井里的水表開始連接到每個家庭的供水管管道及配件統稱為入戶設備，其中主要配件包含50m的PEΦ25管道（戶均）、900彎頭、PPR立管、球閥、水龍頭[6]。
4結束語
通過對克里西水廠改擴建工程的供水方案、供水管井及戶表井進行科學合理的設計，使工程在后期的施工中不僅有效的節約了資金投入，也具有較高的實際指導價值。該項目實施后，既利用現有水廠的資源，擴大了水廠的供水規模解決了水廠供水效益差的問題，又解決了飲水不安全人口，而且解決了老水廠發展難題，社會經濟效益明顯。
作者：成軍 單位：庫車縣水利局
參考文獻
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