浅谈节水灌溉工程首部优化施工方法

【关键词】节水灌溉；水源工程；优化施工方法 

　　1.传统的井灌区机电井状况 

　　徐水县地下取水井灌区内机电井井泵配套，出水量在40—50m3的潜水泵为主，泵管直径为3寸，对逆止阀的配置需考虑价格因素，尺寸越大价格越高，通常选配3寸水暖铸铁逆止阀，其局部水头损失为0.85米，按经济管径要求，目前节灌工程中一般选用4寸管道。因此，原首部逆止阀直径偏小，局部水头损失较大，若选用大口径逆止阀造价高，农民不乐意，这是其一；其二，水暖用逆止阀使用的是铸铁材料，不易焊接压力表等配件；其三，其尺寸较大，安装不方便。 

　　2.灌溉系统机电井的配套改进 

　　2.1灌溉系统首部逆止阀改进 

　　灌溉系统首部下蹲后，在认真分析研究逆止阀的作用并在保证其性能作用不变的前提下，针对铸铁逆止阀存在的前述三个方面的问题，对其进行了彻底的改进，做成简易逆止阀。其做法是：选用5寸标准热轧钢管做材料，考虑锈蚀和管道系道使用年限，壁厚为6mm，长度130mm，两端焊接法兰盘，并在一端焊接止水拍门，顶部焊接压力观测表。该简易逆止阀经实践证明，满足使用要求，与原铸铁逆止阀相比，水头损失由原来0.85米降至0.27米，减少水头损失0.58米；造价由原来140元降至80元，降低造价60 元，尺寸由原来30厘米变为13厘米，方便了安装。 

　　2.2机电井井房配制 

　　2.2.1原机电井井房形式 

　　由于原节水管道灌溉系统首部设施露于地面，为起到保护及管理作用，机电井井房多采用砌砖大井房，占地平均在6平方米左右，为了机泵起吊安装，房顶需预留洞口，一般简易式井房，宽2米，长3米，高3.5米，基础深0.7米，墙厚0.24米。需用砖0.6万块，水泥1.5吨，钢筋0.1吨，动土方10立方米，安铁门一个，井房投资1800元，单位造价300元每平方米。该井房投资大，占地多且检修管理不方便。 

　　2.2.2改进后机电井井房的配制 

　　灌溉系统首部下蹲后，节水管道灌溉系统首部枢纽布置得到优化，所占空间较小，不需要大面积的井房，同时考虑原有机电井井房投资较大，机泵起吊安装不方便，经多方面探索与实践，机电井井房配制要求做到：一是对首部枢纽起到完全保护作用；二是防水、防盗、坚固耐用；三是施工安装快捷；四是提泵、检修、管理方便；五是投资经济，规格标准统一。 

　　2.2.3潜水泵机电井井房配制 

　　根据实践探索， 潜水泵机电井井房配制要求：一是首先确定井房为圆形混凝土结构，有利于防水防冻和定点生产。二是根据力学分析及计算，井房只受土的侧向压力和自重荷载，确定混凝土强度为С15，壁厚6厘米。三是根据本地最大冻土层深度及井房埋深，确定井房高度为1.5米，埋深0.8米。根据人的平均身高和体重，经反复实践，确定井房内径为0.8 米，可容纳1人在井房内自由操作。四是为便于运输、装御、安装，将井房分为3节，其中最上节70厘米，中、下节各高40厘米。井房总重0.6吨，单节最重0.28吨，可吊装，也可人工安装。五是为安全防盗，管理方便，井房加盖，内设保险装置。上节侧壁开一高30厘米宽20厘米的小门，小门加锁防盗，下节做成20×20厘米缺口，用于通过管道。 

　　3.灌溉系统首部优化施工方法要点 

　　3.1潜水泵灌溉系统首部优化施工方法要点 

　　潜水泵灌溉系统首部优化是将潜水泵整体下蹲，深度和地下节水管道一样，其施工顺序及技术要点是：第一是基槽开挖，在机电井现状基础上，以泵管为中心开挖直径为1.2米，深0.9米的圆形基槽。第二是用三角架吊起水泵及泵管。第三是拆除基槽底部至地面的水泥井管，并确保基槽以下井管不受影响损坏。第四是基槽底部清理夯实并打一层厚10厘米的素混凝土，为支撑水泵，井管周围的混凝土加厚至20厘米，混凝土标号为С10。第五是放下水泵及泵管，卸除水泵出水口处管道。第六是安装首部弯头、逆止阀、短接管等设备，并与地下输水管道连接，要保证首部设备中心轴线与地下输水管道中心轴线一致。第七是在确认安装正确后试水，检查是否漏水，进气阀、逆止阀是否灵活，设备运行是否平稳等。第八是试水成功后，逐节安装井房、加盖、上保险、锁闭小门，并将基槽回填、夯实、平整。 

　　3.2管道灌溉系统首部设备制作工艺 

　　管道灌溉系统首部设备的改进，主要是对逆止阀的改进。（1）选用标准材料，热轧钢管的壁厚一定要满足抗压及防锈蚀条件，初选壁厚不小于6毫米，法兰盘选用国标产品。（2）为确保逆止阀拍门处过小断面（输水管道直径为100毫米），管径确定为125mm，逆止阀长度确定为130mm。（3）逆止阀，制作采用焊接方法，要专业人员操作，成品要符合国家产品有关标准。（4）钢管两端切口要平直，焊接兰盘时，兰盘中心拍门中心要与钢管中线一致，焊口要饱满，不得有沙眼、气泡。（5）拍门切割要圆整，胶垫安装要封闭严格，拍门启闭要灵活。（6）焊接好的逆止阀要作防锈处理，涂防锈漆，标明水流方向，产品规格。 

　　3.3机电井井房制作工艺 

　　根据井房结构特征和强度要求，混凝土井房采用机械压实工艺制作。（1）制作定型钢制模具，使用前后刷油处理。（2）生产前确定混凝土配合比，每台班制作试块交测检部门检验，强度达到С15。（3）井房制作时，先要稳固模板，混凝土材料要充分捣拌后方可入模。混凝土捣固压实要分层进行均匀充分，防止漏捣。不得出现蜂窝麻面。（4）待混凝土初凝后方可拆摸（48小时后），并防止震动，拆摸后，井房内外壁水泥砂浆抹面。（5）拆模后做好养护，夏季要加强养护。待混凝土强度达到技术要求时，方可出厂使用。 

　　4.灌溉系统首部优化施工注意事项 

　　为确保该技术应用时简单、方便、安全、可靠，充分发挥效益，须注意事项如下： 

　　（1）水泵及井房的起吊安装要使用合格的三角架，按有关操作规程安全施工。 

　　（2）电力设备的安装使用要由专业技术人员操作，并符合有关技术规范。 

　　（3）灌溉系统首部优化技术施工要严格按施工顺序及技术要点进行。 

　　（4）雨季施工要注意基槽防雨，以免毁坏机电井。 

　　5.结论 

　　灌溉系统首部优化主要创新点在于一是将地下水灌溉灌溉系统首部的管路布置优化，既减少了水头损失，降低了能耗，又节省了材料用量。二是用自己设计的简易逆止阀代替了水暖用铸铁逆止阀，节省了投资，降低了水头损失。三是用自己设计的预制砼小井房代替了传统的砌砖大井房，节省了投资，方便了施工，便于检修和管理。此项技术使节灌工程灌溉系统首部枢纽得到了优化，降低了能耗，节约了材料费用。该技术不仅适用于地下取水井灌区潜水泵、深井泵的管灌，也适用于喷灌、微灌灌溉系统。 [科] 

　　【参考文献】 

　　[1]王静莲.新河节制闸防渗设施破坏原因及处理[J].中国农村水利水电，1998（10）. 

　　[2]于海忠.钢管预制防腐施工工艺综述[J].河北水利，2007（04）.