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长距离多起伏输水管道爆管分析与防护探讨

文档作者：张涛李瀚刘长林文档来源： 1．三峡大学土木与建筑学院 2．宜昌市水利水电工程质量与安全监督站 3．宜昌市东风渠灌区管理局		点击数：	更新时间： 2024年06月30日
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■ 水利建设与管理 2015年·第10期
DOI：10．16616／j．cnki．11~446／TV．2015．10．015
长距离多起伏输水管道爆管分析
与防护探讨
张 涛’， 李 瀚 刘长林
(1．三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002；
2．宜昌市水利水电工程质量与安全监督站，湖北宜昌443002；
3．宜昌市东风渠灌区管理局，湖北宜昌443002)
【摘要】 本文简要介绍了湖北省宜昌市东宜供水工程运行现状及存在的问题，兮析了不同工况下管道末端闸阀
快速动作对不同部位的水锤，总结了集中爆管原因，并提出了可行的防护方案，可供类似工程借鉴。
【关键词】 输水管道；爆管；分析；防护
中图分类号：TV67 文献标志码：A 文章编号：10054774(2015)10~054-04
Analysis and discussion on the explosion and protection of
long—distance water pipelines with many ups and downs
ZHANG Tao ，LI Han ，LIU Changlin
(1．Three Gorges University Civil and Construction College，Yichang 443002，China；
2．~chang Water Resources and Hydropower Engineering Quality and Safety Surveillance Station，
Yichang 443002，China；
3．~chang Dongfengqu Irrigation Area Administration，Yichang 443002，China)
Abstract：In the paper，operation status and existing problems of Yichang Dongyi water supply project in Hubei Province
are briefly introduced．W ater hammer action of pipeline terminal gate valve quick actions on different parts under different
working conditions is analyzed． Centralized pipeline explosion causes are summarized． Feasible protection plans are
proposed，which can provide reference for similar projects．
Key words：water pipeline；pipe explosion；analysis；protection
l 工程概况
宜昌市东宜原水工程是利用黄柏河东支尚家河水
库水源，通过东风总干渠将水引至官庄水库后，再修建
压力输水管道，向宜昌市城区供水的一项水源工程。
工程总供水规模为34万m ／d，总投资6145．44万元，
于2002年建成投入使用。
· 54 ·
管道建成初期运行正常。因设计未考虑在管道出
口端设置闸阀，且管道设计标准不高，抗压能力较低，
每年用于管道查漏、抢修和维修的费用较大。自2008
年以来多次爆管，特别是2011年7月6日及11月7
日，在桩号6+220处连续两次发生双管道爆管事故，
导致城区大面积停水，严重影响了百万人的生产、
生活
张 涛等／长距离多起伏输水管道爆管分析与防护探讨
2 管道爆管原因分析
2．1 管道现状
经现场踏勘，东宜原水工程主要由取水枢纽和压
力输水管道两部分组成。坝前取水口设平板钢闸门，
引水隧洞穿坝后通过DNl200蝶阀与输水管道连接。
输水管道为双管、分三段，全长17．8kin，全程沿丘陵地
形起伏布置，高差最大达100．2m。其中官庄水库至桩
号3+500段采用预应力钢筋混凝土管(DN1200，设计
承压1．0MPa)；桩号3+500～10+246采用玻璃钢夹
砂管(DN1000，设计承压0．6MPa)；桩号10+246～
11+766采用玻璃钢夹砂管(DN1000，设计承压
0．8MPa)；桩号11+766～13+900采用单根球墨铸铁
管(DN1200，设计承压2．OMPa)输水至宜昌市四水厂；
桩号11+766—17+800采用单根球墨铸铁管
(DN1200，设计承压2．OMPa)输水至宜昌市一水厂，双
管在桩号12+865m处连通。
爆管处集中在管线桩号6+200～6+240处，现场
管道破裂情况为1号管断裂破口宽70cm，管头错位
15era；2号管底部断裂，最大破口宽45em；两次爆管时
管道日供水量均维持在20万t／d，库水位分别为
194．1m、196．5m。经查，一水厂端管底标高98．00m，四
水厂端管底标高115．00m，爆管处属玻璃钢夹砂管道
(DN1000，设计承压能力0．6MPa)，管底标高为
114．5m，该段管道基础(50m轴向范围)位于一堰塘内
(现已填平)，基底为深达6m的淤泥，管道下游150m
后为一长爬坡段管道。白建成运行至爆管期间，该处
无渗、漏水现象。
2．2 原因分析
该工程属长距离重力输水管道，爆管期间未发生
极端天气、地震等。鉴于2008年初在宜昌市一水厂进
水口处(管道末端)设置了远程控制快速闸阀系统 ，
为解决因水厂清水池偏小易出现的漫溢问题，设四水
厂为手动阀，闭阀时间大于60s。现就一水厂闸阀在通
水状态下快速动作对供水管道的影响进行分析(快速
闸阀启动到关闭历时约20s)。按正常库水位至维持
正常供水的最低水位，分不同日供水量工况，四水厂闸
阀在不同开度(经核实其开度大部分时间维持在
30％)等多种组合工况下计算水锤与管内水头。
2．2．1 一水厂末端水锤计算及分析
根据《水力学计算手册》舍维列夫公式，依据不同
工况流速，判定是否为管流，是否为阻力平方区，计算
管道比阻 。，得出沿程水头损失；采用水锤波传播速度
公式。： √ 坠 ，其中根据管材特性计算管道抗力
+
系数K，计算C为717．5m／s；判定水击相，闭阀时间
=20s

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