工业园区提水工程初步设计.docx

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工业园区提水工程初步设计

工业园区提水工程初步设计

一、综合说明

1、概况

XX县工业园区位于县城西北部、距县城10公里的润镇中部，辖区24个行政村，38个自然村。

企事业单位8个，总面积47.5平方公里。

该区域塬面宽阔，地平路畅，211国道横穿东西，南北有通往车坞、卜家乡的干道公路，村庄道路四通八达，交通十分便利。

入住园区的企业不断增加，农业产业化迅猛崛起，园区承载着润镇重点镇和甘沟农业产业园发展，建设规模不断扩大，基础设施建设、生产生活用水供需矛盾日渐突出，现已无有效保障，园区近中期规划日供水能力5000吨。

该园区现有深井4眼，原设计供水能力2000t/d，工程建于上世纪七八十年代，由于地下水长期开采，近年来该井水位不断下降，水量逐渐减少，无法维持现有企业生产生活用水和园区发展，为此解决该园区生产生活用水问题迫在眉睫。

受XX县水利局委托，我院承担了“工业园区提水工程”初步设计工作，在现场勘测和调查的基础上，依据《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）《室外给水设计规范》（GB113—86）和《陕西省村镇供水工程初步设计要点》等设计规范、规程，完成了“XX县工业园区提水工程”初步设计报告的编制。

2、工程建设条件

项目区属暖温带大陆性季风气候，气候特点为春夏秋冬四季分明，春季温和少雨，夏季炎热，秋季湿润，冬季干燥，多年平均气温9.8℃，极端最高气温39.4℃，极端最低气温-23℃，多年平均无霜期183天，多年平均降水量606.8mm，最多902.2mm，最少346.1mm。

降水年内分配不均，每年7、8、9三个月降水量占全年降水量的53%。

项目区地处鄂尔多斯地台南缘皱褶带上，地势由西北向东南倾斜，地层构成以第四纪以来的风积黄土为主，黄土层厚度多在100米以上，地下水潜水层埋深100—150m左右，地下水资源为弱富水区，近些年来利用的深井水量有下降趋势，再无开采地下水的条件。

拟利用地表水为项目区解决水源。

经勘测调查，项目区东邻寨子渠，相距6公里，多年平均沟道常流量为0.042m3/s，且下游建有县城供水工程，工程日供水能4500t/d。

西邻通深沟，相距4公里，经实测枯水期最小常流量0.041m3/s，水量满足日增加3000吨的用水需求。

加之开工建设的西坡水库，库容120万立方以上，取水处选择在水库下游左岸，因此选择通深沟水源水量是有保证的。

3、供水范围及供水规模

“工业园区提水工程初步设计”主要给已开工建设的园区水厂提供补充水量，保证沉淀池3000t/d的需求，水厂供水规模达到5000t/d，满足工业园区企业及承载的重点镇润镇及甘沟农业产业园近中期规划的用水需求。

二、工程设计

（一）、抽水站工程设计

1、水源及水质

水源引用通深沟道常流水，经实测枯水期最小常流量0.041m3/s，水量满足用水需求。

另按设计年径流量计算，该沟道以上集水面积49.81km2，选用频率按75%、90%计算，年设计径流量为W75%=203.8万m3,W90%=138.4万m3,加之拟建设的西坡水库今年已动工兴建，该水库又处在抽水站上游，库容在百万立方以上。

因此，选择通深沟水源水量是有保证的。

水质：

根据水质化验资料分析（水质化验资料附后），各项主要指标符合生活饮用水标准，细菌总数超标，经过加氯消毒处理即可。

此水源为河道常流水，水源特点，是在汛期水质浑浊度将会超标，本次设计工艺流程为，在主汛期浑浊度超过500NTU时采用旋流沉沙池进行一次强制混凝反应沉淀，在非汛期泵站压力管道将水直接送入供水池，通过输水管道进入园区水处理厂预沉池，从预沉池进入净化处理工艺。

2、抽水站站址选择布置

经过现场勘测，抽水站站址选择在泾河一级支流的通深沟中段，拟建的西坡水库下游，河流左岸的台地上，距水库涵洞出口约95米处。

站址高程980.60米，站址距河床高4米，岸坡较缓，水源水位变幅不大。

经校核计算，满足50年一遇的溢洪道下泄流量的防洪标准。

3、抽水站设计流量确定

设计方案：

在通深沟取河道常流水为水源，依据《室外给水设计规范》（GBJ13-86）和《陕西省村镇供水工程初步设计要点》的规定。

用地表水作为饮水工程供水水源时，其设计枯水期流量的保证率不低于90%，根据该河道常流量实测资料，枯水期日平均流量为0.041m3/s，可满足需新增供水能力3000t/d。

设计抽水流量确定为3200t/d。

水面高程980.00米，塬面水池水面高程1125.00米。

4、抽水站设计扬程计算

经测量抽水站地形扬程145.0m，管坡长度332.0m。

为了便于抽水运行管理，确定选用潜水泵抽水，查潜水泵产品样本，初选250QJ80—160/8—55kW潜水泵，上水管配套5吋钢管。

设计扬程计算

H设=H地+H损

H损=H沿损+H局损

H沿损=4.36×3.32

=14.48（m）

H局损—查潜水泵产品样本为0.4m；

H损=14.48+0.4

=14.88（m）

4.36—潜水泵产品样本，每百米钢管的损失扬程（m）。

H设=145+14.88

=159.88（m）

5、水泵机组选择

根据设计扬程计算结果，初选的250QJ80—160/8—55kW潜水泵符合设计扬程要求，按照抽水站设计流量，确定选择250QJ80—160/8—55kW潜水泵2台。

配套5吋上水钢管664m。

6、机组管路布置及建筑物

根据所选水泵和配套管道，上水管道布置为并排两路，设置镇墩3个及支墩。

7、电气设备选择

（1）高压电气设备选择

①变压器选择

S=∑（K1P1/ηcosφ）+P2K2

=2×（1×55/0.86×0.89）+4×0.9

=147.3（kVA）

式中：

S—变压器容量（kVA）；

∑—表示同时投入运行的电动机功率之总和；

K1——电动机负荷系数；

P1——电动机额定功率（kW）；

η—电动机的效率；

cosφ—电动机的功率因数；

P2——照明用电总功率（kW）；

K2——照明用电同时系数，一般取0.8～0.9。

按计算的变压器容量，查变压器产品样本目录，选择变压器型号及规格为：

S11-M-160kVA/10kV全密封配电变压器1台。

②变压器高压侧保护设备选择

根据所选变压器容量160kVA，高压侧电压10kV，选择：

跌落式熔断器：

RW7—10/50A3只

阀型避雷器：

FS4—10kV3只

③主结线设计

根据地形条件，确定变压器安装在塬畔，采用双杆柱上式变电台。

在变压器旁建1间配电房，变压器低压侧出线直接引入配电房内低压配电屏的主母线上，从低压配电屏引出二条支路，用低压地埋电缆引至沟下抽水站，分别向2台机组供电。

（见抽水站电气主结线图）

（2）低压电气设备选择

①低压配电屏选择

根据配套动力两台55kW电机，选择：

低压配电屏：

BSL—10型1面

②起动器选择

根据所选潜水泵配套电动机功率55kW，选择XJ01—55kW自耦减压启动器2台。

③潜水泵电动机引线选择

潜水泵电动机引线，根据地形条件，设计采用地埋电缆。

根据该抽水站架设专用变压器，供电电压较高的实际情况，潜水泵运行时，电机端电压降不大于额定电压的5%便可正常运行。

按下列公式计算电缆截面积：

S=M/C×⊿u%

=55×350/83×5

=46.4（mm2）

式中：

S—电缆截面积，mm2；

M—负荷距（kW·m），即输送有功功率P（kW）和输送距离l（m）的乘积；

C—电压损失计算常数，铜导线83；

⊿u%—电压损失的百分值。

根据计算结果，选择电缆型号及规格为：

VV型3×50（mm2）铜芯电缆。

8、10kV架空线路

（1）电线截面的选择

按输电容量113.6kW，输电距离0.58km，查《小型水利手册》（下册）P622页表7-3-5，选出电线的型号和截面为：

LGJ—25mm2钢芯铝线。

（2）电杆和档距的选择

根据本地区的气象和地质条件，架空电线的型号和规格，电杆选用梢径φ17cm，长10m的园形水泥杆，因为地形平坦，最大档距选为80m，满足架空电线最大弧垂点对公路地面的距离不小于7.0m的要求。

9、建筑物设计

（1）引水渠及进水前池

引水渠采用矩形砌石结构加盖板，根据抽水站设计流量，经计算渠底宽0.5m，渠深0.6m，长80m，底坡1/250。

砌石厚度0.30m，M7.5水泥砂浆砌石，具体结构尺寸详见设计图。

抽水站前池设计为长方形，侧向进水，池深4.0m，池长3.0m，池宽1.6m。

M7.5水泥砂浆砌石结构，池顶加钢筋混凝土盖板。

具体结构尺寸详见设计图。

（2）管坡工程

为防止管坡被雨水冲刷，毁坏设备管道，本次设计对整个管坡进行C15砼砌护，砌护厚度8cm，砌护宽度2.0m，在管坡右侧修建0.5m宽踏步一道。

整个管坡总长332m，为防止突然断电而产生的水锤压力，对机组造成破坏，设计3个砼镇墩，每个镇墩之间设伸缩节1个，并设支墩，具体尺寸详见设计图。

管坡边坡为原状土，确定两侧开挖边坡为1：

0.5，开挖高度超过6米设计戗台一道，戗台宽度0.5m。

根据实测的管坡纵断面图，设计0+010～0+159管坡底坡为1：

1.58；0+159～0+310管坡底坡为1：

2.05，5#--9#段长度58米，由于挖方量大，采取隧洞形式，洞底宽2米，侧墙高1.5米，半圆拱，拱高1.0米，总高度2.5米。

（二）管理站工程设计

管理站设计建在塬面距沟畔10m处，总面积988.0㎡。

建筑面积79.2㎡，三间为管理房，一间为配电房，院内布设有沉砂池，供水池各一座，控制闸阀井四座。

（三）供水系统设计

1、供水构筑物设计

供水池容积，考虑到水处理厂建有一座1000m3蓄水池，本次设计确定供水池容积100m3圆形砖石结构，直径6.5m，池高3.4m。

采用国家建筑标准设计图集85S848定型设计图。

考虑到抽水站流量160t/h，设计为半地下式园形沉砂池，直径为3.0m，池高6.0m。

底部为漏斗型，详细结构尺寸见设计图。

2、输水管道设计

（1）管径确定

抽水管理站院内供水池至水处理厂，输水管道全长3970m，沿程未有分流管段，设计输水流量Q=0.044m3/s，水头损失计算公式为：

i=0.000915Q1.774/D4.774，查管道水力计算表，水头损失24.93m，选取内径为225mmPE管材。

该段地形高差51.75m，经计算自由水头为26.82m。

查PE给水管材表，确定选用外径Φ250mm的PE管材。

农业产业园位于水厂下游的甘沟村南部，其规模为养猪1000头、温室大棚100亩，日供水200吨，输水管道全长2750m。

沿程未分流，只起输水功能，管道设计流量Q=5.8升/秒，查管道水力计算表，选取内径为φ100mmPE管材。

该段地形高差6.82米，沿程水头损失14米，输水管道进口所需水头20米，水厂供农业产业园输水管道进口压力变频控制20米水头。

查PE给水管材表确定取外径φ110mm规格的管材。

（2）管沟设计

该区冻土层深度较小，但管道走向多为田间，为保证管道安全，根据管道直径及安装方便，管道开挖宽度取0.8m，最小深度为1.2m，开挖深度见管道纵断面图。

（3）闸阀井设计

在供水池、沉砂池进出水口设计闸阀井四座，以便在主汛期、非汛期控制运行。

在输水管道中段、输水管道未端设计闸阀井工程，以便于管理检修。

闸阀井设计为园形，直径1.2m，井深1.3m的砖结构，具体结构尺寸详见设计图。

三、工程投资预算

1、预算编制依据：

本工程投资预算编制依据省计委陕计项目（2000）1045号文颁发的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准》、《陕西省水利水电建筑工程预算定额》、《陕西省水利水电设备安装工程预算定额》和《陕西省水利水电工程施工机械台班费定额》（1996）及省发改委陕发改项目（2009）821号文批复的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准（2000版）调整意见》的有关规定进行编制。

2、定额依据：

①建筑工程：

执行本建筑工程预算定额（2000）及（2000版）调整意见。

②设备安装工程：

执行本设备安装工程预算定额（2000）及（2000版）调整意见。

③施工机械台班费：

执行陕水计（1996）140号文件颁发的《陕西省水利水电工程施工机械台班费》定额，一类费用调整系数取1.15进行计算。

3、基础单价：

①人工费单价：

按《编制办法及费用标准》（2000版）调整意见规定计算：

技工46元/工日，普工38元/工日。

②材料预算单价：

主要材料按《编制办法及费用标准》（2000）中规定价进入单价，预算价和规定价之差计入税金后以价差计算进入工程单价，工程单价计算中，次要材料按市场调查价确定。

4、工程单价：

①直接费：

建筑工程按本工程的工料单价计算，安装工程根据《编制办法及费用标准》（2000）中的规定，按本工程工料单价进行调整计算，其它直接费按《编制办法及费用标准》（2000版）调整意见中规定，增加了安全文明施工措施费。

其它直接费建筑工程取7%，安装工程取8.2%。

②间接费：

按《编制办法及费用标准》（2000）中规定计算，以人工费为取费基础，费率为：

土方工程40%，石方工程55%，砼工程140%，辅助工程75%，设备安装工程150%。

③利润、税金：

依据《编制办法及费用标准》（2000）中规定计算：

利润为4%，税金3.22%。

5、工程投资预算：

本工程预算总投资369.16万元。

四、工程施工

1、施工条件

工程区东邻车坞、卜家乡主干公路，交通条件十分便利。

工程占地采用征用或租赁解决，所用材料可就近购买，工程使用水电就近接入，有工业园区和该项目所在地政府的大力支持，使该项目具备良好的施工条件和社会环境，可确保工程的顺利实施。

2、施工方法

①抽水站施工应根据设计，严格按照《泵站施工规范》（SL234-1999），《泵站技术规范》（SD204-86）,《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—97），《电气装置安装工程低压电气施工及验收规范（GB5024—96）的要求进行施工。

②塬面水池及抽水站进水池施工方法。

水池由基础、池壁、池盖及进出水管附件组成。

基础开挖采用人工辅助机械开挖，基础开挖前，应按工程总平面图及标高认真做好定位、放线工作，明确进水管方位。

基础开挖时，应根据地质资料、设计图纸和设计要求施工。

基础混凝土施工采用机械拌合，人工小斗车入仓，混凝土浇筑沿两个以上方向向中线合陇，浇筑时宜快速连续作业，尽量不留施工缝。

砖砌结构采用人工砌筑，砌筑工艺严格按照《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203—200）要求进行。

砌筑时应满铺砂浆，灰缝要饱满、平直、厚度均匀、厚度为10mm，砖石要上下错缝搭砌，接茬牢固。

③管道施工方法

管道施工包括管槽开挖、管道铺设和管槽回填。

本工程管槽开挖深度1.2米、宽度0.8米、管槽底部平整，尽量沿路外的一侧布置，以防管道被破坏。

管槽回填土内不得含有机物、冻土、砖块及大于20mm的石子。

在管道试压前，管顶以上回填土高度不宜小于0.5米，可留出管道接头处0.4米范围内不进行回填。

管道试压合格后的大面积回填，宜在管道内充满水的情况下进行。

回填时应保持管道同时分层夯实回填，采用机械回填土时，机械不得在管道上方行驶，管道敷设后不宜长期处于空管状态。

管道试压对于无阀门等中间连接的管道不宜大于1.0公里，对有中间连接件的管道可根据其位置分布进行试压。

采用两种或两种以上材质的管道，应按不同材质的试压要求分布进行试验。

对PE给水管道工程，在开始敷设管道长度达到400米时施工单位应立即进行水压试验，通过检验合格后，再继续敷设。

3、施工进度计划

施工总工期4个月，其中施工准备工作15天，抽水站、管理站、管网施工3个月，调试及竣工验收15天。

五、环境影响及水资源保护

1、环境影响

工程区抽水站进水地在沟道左岸，管坡在左岸的坡面上，管理站址在沟沿线附近。

当地村民以农业种植业为主，对水质、空气污染较小。

工程施工期间由于机械车辆，施工人员进住工地，会导致生产生活废水废弃物增加，噪声污染增强，车辆运输引起粉尘飞扬，这些都对环境产生不利影响，因此需要采取必要的环保措施。

（1）施工前应编制施工环保计划，合理安排施工企业布局和场内交通网络，避免施工运输与附近交通发生严重干扰，对污染影响较大的噪声源应尽量安排在离居住区较远的场所，同时应加强施工机械的维护保养，减少废气排放量和油类泄露事故，采取科学施工方案，配备相应的除尘、降尘设备，减少工区的粉尘和飘尘量。

（2）设立弃渣区，施工期产生的生产、生活垃圾混合后集中于弃渣场掩埋。

（3）在施工人员集中的施工区，建立一个生产废水收集池和一个生活污水降解池，对生产、生活废水及污水进行净化处理。

（4）加强对施工现场的环境管理，定期进行环境监测，以控制工程涉及区的环境污染。

（5）完善卫生保健体系，加强人群健康监测和施工区的环卫管理，重点注意防止施工人员中各种传染病的发生。

（6）工程完工后应尽快恢复施工临时占地，恢复被破坏的植被，保持水土平衡，将施工期的不利影响减少至最小程度。

2、水土保持

本项目在实施的过程中，由于工程建设挠动的土层和破坏的植被面积较小，所以发生水土流失的影响较小。

为了防止该工程建成后可能产生的水土流失，工程在施工过程中，应采取以下水土保持措施。

（1）管道定线时，主要管线尽量沿当地道路条田等敷设，以避免对植被的破坏。

（2）管坡开挖砌护后，剩余的裸土，尽快人为植被，防止水蚀。

（3）对工程开挖的弃土合理堆放，及时处理，严禁随意倾倒，并对松填部分的管沟，特别是松填的土层尽可能要采用水浸泡的形式使松填的土层尽量达到原始的干容重。

（4）合理制定施工组织方案。

施工道路和临时房屋，尽量避免破坏田地，草场等植被。

3、水资源保护

本工程水源利用地表水，根据《生活饮用水卫生标准》其水源防护采用以下措施：

（1）取水构筑物的卫生保护，根据取水点水文地质条件，取水构筑物的类型及周围环境状况，在取水点下游100米，上游1000米的范围内不得设立生活居住区，禽畜饲养场，渗水厕所，不得堆放垃圾，粪便废渣或铺设污水渠道，应保持良好卫生环境，并充分绿化。

（2）对于水源卫生防护带以外的周围地区，经常了解乡镇工业废水和生活污水排放，农田灌溉、传染病突发和污染事故等情况，如发现有可能污染水源情况，及时采取必要的防护措施。

六、工程管理

1、建设管理

加强领导，明确职责，成立项目领导小组，协调土地征用和施工清障工作，组建法人单位，实行法人负责制，按照招投标程序选好施工和监理队伍，控制好原材料采购和把好工程验收关口。

做到项目管理科学化、规范化、标准化，真正做到符合设计要求，工程质量合格。

2、运行管理

工业园区提水工程项目的主要作用是为保证园区水厂补充水量。

抽水操作人员配置2名，相应的组织管理机构与园区水厂合为一体，有利于保障供水管理的协调性。

2010年4月