李載玉 劉旭升 孫 毅

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農(nóng)村跨海供水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

李載玉 劉旭升 孫 毅

工程概況

獐島地處遼寧丹東東港市北井子鎮(zhèn)西南部，面積1.2km2，轄區(qū)內(nèi)有3個(gè)村民組共970人。獐島農(nóng)村飲水跨海供水工程主要為島內(nèi)常住居民和觀光游客提供日常生活用水。工程需敷設(shè)主管路14km，其中海底供水管路4.5km、灘涂供水管路1.5km、陸地供水管線8km，最大水深20m。

工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

供水方案選擇

海水淡化不僅成本高，且設(shè)施運(yùn)行年限比常規(guī)供水工程短，運(yùn)行費(fèi)用更高。副產(chǎn)物濃鹽水進(jìn)行處理很不經(jīng)濟(jì)，直接向海里排放會(huì)影響海洋生態(tài)環(huán)境。若采用跨海運(yùn)水+高位水池供水的方法，綜合成本將達(dá)到20～30元/m3，且不良天氣時(shí)會(huì)影響運(yùn)水。

最終本工程采用跨海管道輸水方案。在與獐島村隔海相望的北井子鎮(zhèn)徐家坨子村范圍內(nèi)，地下水水量充沛，水質(zhì)優(yōu)良。供水線路從徐家坨子分別穿越鶴大線和海防大堤，管線由海底穿過上島。鑒于目前我國跨海管道建設(shè)技術(shù)比較成熟，該方案具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、易管理等優(yōu)點(diǎn)。

管材選擇

跨海段管材可采用鋼管、聚乙烯管（簡稱PE管）、玻璃鋼管及淺海用增強(qiáng)熱塑性復(fù)合管（簡稱RTP）等。

雖然目前鋼管防腐技術(shù)已經(jīng)較成熟，但接頭處內(nèi)防腐難以進(jìn)行，施工質(zhì)量無法保證。從運(yùn)行維護(hù)看，鋼管由于接頭處易出現(xiàn)防腐質(zhì)量問題，造成接頭處破壞，而海底管道維修代價(jià)很高。

玻璃鋼管接頭連接難以滿足本工程全線連續(xù)施工和相應(yīng)水深下的施工要求。

淺海用RTP管是一種新型耐高壓塑料復(fù)合管道，由流體密封層、增強(qiáng)層、耐磨層、配重層、防護(hù)層等5層構(gòu)成，可耐多種化學(xué)介質(zhì)侵蝕，不需防腐保護(hù)。但其在我國用于海底鋪設(shè)技術(shù)還不夠成熟且價(jià)格昂貴。

與上述管材相比，PE管無論在防腐技術(shù)、承受較大的內(nèi)外水壓力，施工過程中的管線定位、管節(jié)連接、管道拼裝、運(yùn)輸安裝、運(yùn)行可靠性，以及海流對(duì)管道穩(wěn)定的影響等方面均優(yōu)于其他管材。雖然目前國內(nèi)還沒有PE管用于跨海供水工程的實(shí)例，但在農(nóng)村飲水安全工程中已廣泛應(yīng)用，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

管道配重設(shè)計(jì)

PE管未配重時(shí)，管道比率為1.06。管道鋪設(shè)在海底后，受潮流沖擊會(huì)產(chǎn)生飄移，且難以埋設(shè)下沉至設(shè)計(jì)位置，因此需進(jìn)行配重。根據(jù)國內(nèi)目前相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，通常要求充水后管道比率在1.4～1.6。

本工程配重塊材料選用耐海水腐蝕的水泥塊，可防海水侵蝕。水泥塊呈半環(huán)形，每塊重14kg，用#8鐵絲捆綁，對(duì)卡在管道上，配重與管道之間墊玻璃絲袋，以防水泥塊磕碰。然后進(jìn)行回填，配重的間距為2m。

管道施工

由于獐島供水工程跨海輸水管道采用PE管是國內(nèi)首例，因此在施工方法上無先例可循。經(jīng)研究，根據(jù)海況及路由土質(zhì)情況，決定采用以下三種施工方法：

①距海防大堤1000m以內(nèi)沙質(zhì)較硬，含水量少，采用人工開挖。上口挖寬度2m，由2人同時(shí)開挖，下口縮至0.8m、深1.2m，40人為一組同時(shí)作業(yè)，挖成以后立即下管。

②距海防大堤1000～4000m和距獐島500m兩端段淤積嚴(yán)重，海沙中含水量大，采用水陸兩用挖掘機(jī)開挖寬4m、深1.6m、底寬2m的溝槽。將管道綁上配重后放置在溝槽邊（長15～20m），再用挖掘機(jī)將其吊放到溝槽底部，然后每隔4m在管道兩側(cè)各打入一根木樁（直徑12cm、長3m），上留30～40cm，然后用尼龍繩將兩根木樁綁牢，用挖掘機(jī)將木樁下壓，使尼龍繩恰好勒在管道上，再在上面壓5～7個(gè)沙袋后回填。

③距海防大堤4000～4500m段為深水區(qū)，采用挖掘船開挖與潛水員水下沖槽相結(jié)合的方法。先用挖掘船開挖出寬4～5m、深1.5～2m的溝槽，開挖長度為70～100m，隨后潛水員入水將高低不平的槽底用高壓水槍沖平。同時(shí)另一條施工船上的人員將已焊好并加上配重（間距1m）的管道放入水中并向管中注水，使其沉入溝槽內(nèi)，潛水員將其位置擺正后，施工船上的人員將沙袋拋入水中，由潛水員放置到管道上，共壓2層，溝槽由其自然回淤。

東港市獐島村跨海供水工程目前運(yùn)行情況良好，從根本上解決了海島居民常年飲用劣質(zhì)水的問題。該項(xiàng)目在跨海供水工程中應(yīng)用P E管材屬全國首例，其工程供水方案、管材選取、配重塊以及施工設(shè)計(jì)可為類似跨海供水工程設(shè)計(jì)提供參考。

（作者單位：李載玉，遼寧省丹東市農(nóng)村改水項(xiàng)目辦公室；劉旭升、孫 毅，遼寧省農(nóng)村水利建設(shè)管理局）