BOT方式建立成都市水六廠B廠的介紹和啟迪摘要：本文介紹了成都市水六廠B廠BT工程凈水廠、輸水管道建立的概況，筆者參與該工程過程中的一些體會，為其它類同工程的籌劃，提出了一些建議。關鍵詞：BT供水工程凈水廠輸水管道1.概述成都市自來水六廠是目前國內最大的重力流供水廠，利用成都平原的自然坡降及都江堰水系的特征，從上游不到2k的徐堰河、柏條河重力引水至水廠，常年引用徐堰河水，徐堰河歲修期間轉用柏條河水，河水經水廠凈化處理后，利用自然高差，向城市管網重力輸水。水六廠取水設施分佈圖，如圖1。它近期規劃為A、B、三個水廠，A廠是老廠，于1990～1996年分三期建成，均勻供水達60萬3/d；B廠是按BT方式新建的均勻供水40萬3/d的新廠；廠系規劃建立中的另一新廠，規模類同B廠；三個廠既獨立運營、又互相毗鄰，將形成一個達140萬3/d的重力流均勻供水基地。水六廠輸水管道分佈圖，如圖2。B廠于1997年1月經國家計委批準立項的全國第一個城市供水設施BT試點工程，經一年多的國際公開招標，中標方是法國通用水務集團-日本丸紅株式會社的投標結合體。并于1999年8月11日由成都市政府與成都通用水務-丸紅供水〔工程公司〕正式簽署了?特許權協議?，經兩年半的緊張施工，于2002年2月11日按期完工，投入商業運營，一年多來運營的總體效果是好的，為我國今后按BT方式建立供水設施積累了可貴的經歷。B廠BT工程包括4個子工程：80萬3/d的取水工程〔兩座取水口、連通渠、引水暗渠〕；40萬3/d的凈水廠；140萬3/d凈水廠的排水總渠；DN240027k的輸水管道。其中引水暗渠的一半、排水總渠、輸水管道為BT〔建立、移交〕工程，于2022年5月26日正式移交給了成都市政府，由成都市自來水總公司接收；其余部分為BT工程，工程公司將運營管理十五年半后移交給成都市政府。工程總投資1.065億美元，工程公司在B廠運營管理期間，每天向城市管網輸送40萬3的自來水，成都市自來水總公司按月供水量向工程公司以人民幣支付運營水費，并向都江堰管理部門繳納水資源費。運營水價包括固定價格和浮動價格兩部分組成，浮動價格按匯率系數變化而調整。在?購水協議?上，對每個運營年的運營水價作了明確描繪，第一年為0.96元/3，最后一年為1.56元/3，在十五年半的運營期間將向工程公司累計支付的水費約達31.27億人民幣。2.凈水廠取水及凈水廠的工藝設計及設備安裝工程由法國TV公司分包的，考慮到原水水質的特征：枯水期低溫、低濁；洪水期高濁、泥砂含量高、瞬時變化大；原水易受突發性污染。故凈水工藝是按二次沉淀、過濾消毒的常規流程構思的，其工藝流程方塊圖，如圖3。2.1取水部分取水部分由取水口、連通渠、連接井及引水暗渠組成。2.1.1取水口取水口由攔河閘、進水格柵、沖砂設施及進水控制閘組成。徐堰河取水口利用了A廠的相關設施，僅新建進水控制閘；柏條河取水口亦利用了A廠的相關設施，新建10長進水格柵及進水控制閘。2.1.2連通渠、連接井連通渠、連接井的功能是為了連接兩個取水口，將原水轉輸入引水暗渠。在每條連通渠出口處設有疊梁閘，在連接井下游方向的格柵室內裝有四臺自動除渣機，并設有人工、電動控制閘板。為了防范原水突發性污染問題，在連接井內設置了酚、氨氮、錳及水位、pH、濁度、電導率等在線測定儀表，以上測定數據同時傳遞到水六廠B廠、A廠中控室。2.1.3引水暗渠引水暗渠為現澆鋼筋砼構造，雙孔方涵，每孔尺寸為長1830.0、寬3.0、高2.0，B、兩廠各用一孔，出口處設有疊梁閘，將原水輸入B廠廠區內的分配井。2.2廠區部分2.2.1分配井在分配井內設置了電動、手動調節閘板，將原水分配至B、兩廠。由于分配井沒有溢流設施，在試運行中，調控DN1800氣動控流閥時產生水錘，分配井出現頂部溢流故障。為此，分配井是修改得較多的構筑物之一，調節閘板改電動、抬高井壁高度、增設旋轉爬梯等。2.2.2配水井配水井的功能是將原水經溢流堰及閘板切換，均勻分配至兩座預沉池或通過超越管至兩座混合井。井內水停留時間為3.0in，井內設六條溢流堰，堰總長達60，從而減少水頭損失。按原水水質需要，可在井內投加PA、粉末活性炭及前加氯。在分配井與配水井間設有DN2400超聲波流量計及DN1800氣動控制閥，通過流量信號對閥門自控或遠控，調節進水量。2.2.3預沉池當原水濁度大于1000NTU時，原水流入兩座幅流式預沉池，其內徑為36，周邊水深為2.96，池中水深為4.19，池底中心設內徑5.0、深1.2的集泥斗，通過中心傳動桁架式刮泥機，將泥刮至斗內，由排泥管、排砂泵送至排水渠道。設計排泥濃度為5%，預沉池設計最大負荷為103/2.h。利用投加PA去除高濁，停留時間為20in，但近些年原水高濁情況不多，預沉池根本沒有使用。2.2.4混合池當原水濁度小于1000NTU時，通過超越管直接進入混凝沉淀系統，首先在兩座機械混合池停留1.24in，混合池有效容積1803，安設一臺變頻懸臂式混合攪拌機，混合攪拌流量為設計流量的3倍。PA、PA及濾池反沖洗回用水均投入該池內。2.2.5絮凝池兩座混合池分別連通5格機械絮疑池，共10格，水經混合池后，均勻分配到每一格絮凝池的進水渠道，水從進水渠底部長條形孔進入絮凝池，經攪拌后，水從絮凝池上部進入沉淀池底部。絮凝池〔圖4〕每格處理水量在1740～19803/h間，一格池的平面尺寸為8.74×8.70，有效水深為7.63，有效容積為5803，一格池內只設立了一擋變頻慢速攪拌機，攪拌葉輪直徑為3.8，轉速為1.3～6.5轉/in，葉輪外緣線速度為1.27/s，配套電機功率為1.10k，攪拌機具有回流十余倍設計流量的性能，水在池內到達三維旋轉翻滾流動，GT值控制在104～105之間，絮凝時間達20in，此機械絮凝池的設計與國內流行的設計不一樣，它構造簡單、池內根本上不積泥、形成的絮花好。但需要說明的是混合池中除投加PA外，還需同時投加PA，否那么影響絮凝效果。2.2.6斜管沉淀池TV設計的〔ULTIFL〕斜管沉淀池，亦分10個格，每格池沉淀區面積為108.662，液面負荷在16～18.23/2.h之間，斜管高1.21〔斜長1.4、傾角60°〕，棱形〔39.5×35.5〕斜管采用乙丙共聚板材模壓、熱焊組合成型，清水區保護高0.686，底部配水區高2.1，采用小漏斗、靜壓差排泥，小漏斗高3.57。每格沉淀區有9個排泥斗，10格共90個斗。每個斗設一根排泥管至排水管廊，9根管為一組，每組設排泥總管，排泥總管上設有挪動式泵抽放空措施。為了減少排泥管埋深，采用4.18靜壓差排泥，每根排泥管上安了一個氣動橡膠快速排泥閥，定時啟動排泥，小斗增加濃縮時間、減少排泥水量，效果是滿意的〔圖5〕。排水管廊布置在沉淀池出水渠的下方，總長約93，在管廊里排列90個氣動橡膠快速排泥閥，有利于集中管理。當水中溶解氧較多時，池內會出現氣浮效應，部分浮渣上浮，故在進水側設置橫向排渣槽，用閥門控制排渣。盡管沉淀池液面負荷比國內設計大了1.7倍，一年運營效果而言，PA原液投加量為10～25g/l、PA投加量為0.05～0.15g/l時，沉淀池出水濁度在2～3NTU之間，濾后水濁度在0.05～0.2NTU之間。沉淀池采用的玻璃鋼集水槽存在靜電吸附絮花的問題，斜管上端面，積絮花的現象較明顯，經常需專人用高壓水沖洗。2.2.7快速F型濾池快速F型濾池系TV專利，濾池共8格，每格面積為1222，池深4.86，原設計濾層厚度為2，過濾周期20～24h，濾速達17.3～19.8/h，采用長柄濾頭，濾帽縫隙總面積占濾池過濾面積的1.36%，氣水反沖洗過程由沖洗周期及濾層水頭損失自動控制，氣沖強度503/2/h，氣水同時反沖時水沖洗強度123/2/h，水清洗階段時反沖洗強度為303/2/h，濾料膨脹度為10%。濾池反沖洗的前期高濃度渾濁水直接排入排水渠道，反沖洗后期水回收后泵至混合井，回用水量的比例由化驗室試驗確定，以反沖洗的時間進展控制。在初設、施工圖中濾料粒徑未定，但在安裝期間確定濾料粒徑d10為1.35，K601.5。由于沖洗強度為de1.31成正比，粒徑加大了，反沖強度需進步，為此增加了一臺鼓風機，同時濾層厚度減為1.5，沖洗水泵未變，水沖強度未變，只是在濾池反沖洗過程中補充了一次水反沖。并且濾池單側進水孔處，為了防止沖刷濾層外表，增設了穿孔消能板。盡管濾池運行尚可，但濾池優化運行的研究、技改仍在討論，也就是說，在水廠試運行過程中修改原設計較多的凈化工藝是濾池。2.2.8清水池水六廠為均勻供水水廠，清水池有效容積為5.2%，分由4組，每組可獨立清洗，每組池進、出口設有疊梁閘及手動閘板閘，清水池出口有細格柵裝置，溢流堰出口有水封設施。遺憾的是整個清水池沒設爬梯；清水池出水管利用90°彎管虹吸出水，為了減少流量計管頂的積氣，用水射器人工抽排彎管頂部的空氣。2.2.9藥劑樓藥劑樓內設有PA、PA、粉末活性炭、液氯的貯存及投加系統?！?〕堿式氯化鋁〔PA〕原液投加系統PA原液貯存在四個直徑為2.9、高為7.6、容積為503的聚乙烯罐內，用六臺隔膜式計量泵Q=350L/h、P=0.525pa〔四用二備〕，將原液投入混合池中，并在投加點增加了稀釋原液的供水裝置。〔2〕聚丙烯酰胺〔PA〕投加系統固體PA配制設有進料斗、PA的貯罐〔453×2〕、453配液池〔兩座〕及攪拌機組成。投加采用偏心螺桿泵，原水高濁度時采用三臺Q=5～153/h、H=50〔二用一備〕投加至配水井；作為助凝劑使用時采用六臺Q=0.195～2.13/h、H=50〔四用二備〕，投加至混合井。PA稀釋的水由濾池管廊專用泵供給的不含氯的濾后水。根據高效絮凝沉淀的設計構思，需要長期投加助凝劑，而國產PA的單體含量不穩定，故指定用法國進口的PA，且需我國衛生部簽發的答應證。〔3〕粉末活性炭投加系統設置了粉末活性炭投加系統，解決突發性酚的污染問題。投加粉末活性炭有V=1000L進料斗、貯罐〔453×2〕、503配液池〔兩座〕及攪拌機組成。用偏心螺桿泵泵入配水井中，為了消除進料點的粉塵，增設一套粉塵吸收裝置，由水吸收后排出?！?〕液氯投加系統液氯投加系統分前加氯、后加氯兩部分。加氯間設有200kg/h蒸發器二臺，前加氯機V03060kg/h一臺，后加氯機V2100200kg/h二臺。水射器設在藥劑樓內，壓力水由廠自用水系統供給，設有三探頭漏氯報警系統及漏氯回收中和系統。前加氯按流量采取比例投加，投加點設在配水井及斜管沉淀池出口，用折點加氯法，解決氨氮、BD等超標帶來的有機污染問題；后加氯采取復合環自動投加，投加點設在濾池出水管上。氯庫凈空高僅4.2，氯瓶起吊不便。2.2.10出水流量及水質檢測B廠出水流量及出水水質的檢測，對BT工程而言是極為重要的。在清水池出水管上裝有兩套DN2400超聲波流量計，在該兩套流量計之間留有3.2寬在線比對檢定的位置，以便安裝比對檢定的流量計，流量計使用前經有資格的檢驗機構檢驗合格，流量計井室設有兩把鎖，實行共管。在清水池出口裝有兩套濁度、余氯、pH在線監測儀和記錄儀。上述水質參數及流量、清水池水位信息，以專線傳至A廠中控室。由于水廠進水、出水均裝設了流量計，自用水率的核算比擬方便，由于在沉淀池排泥及濾池反沖洗的以上措施，目前水廠廠區自用水率3.5%，這說明B廠是一座節水型的凈水廠。2.2.11控制系統B廠的運行控制由SADA系統、儀器儀表系統、工業監視系統組成。運行控制的設計原那么是分散控制與中控室管理、控制相結合。整個水廠在取水口、預沉池、沉淀池、濾池、藥劑樓、清水池等處總設有15套控制系統，可以在調試、保養及檢修時就地進展參數修改與控制，絮凝劑、助凝劑、消毒劑等均按設定值自動投加；中控室設有兩套SADA工作站，施行對水廠工藝監視、數據采集、參數修改及遠控或自控。3.輸水管道根據?特許權協議?的承諾，工程公司在B廠投產前應敷設完DN240027k輸水管道，與三環路城市管網連通，承包商為法國SADE公司，管道設計由成都市供水工程設計院分包，管道施工由武漢市供水工程公司分包。城市管網的配套建立由成都市政府同期進展，確保B廠投產后，每天40萬3自來水能均勻輸入管網。3.1管道走向原考慮的輸水管道的走向是由水六廠B廠～磨盤山高位水庫～三環路；但因當時許多問題尚未確定，故將輸水管道走向改為由水六廠B廠～三環路～沿三環路向磨盤山方向伸延敷設，其中水六廠B廠至三環路為20k，三環路外側綠化帶沿三環路敷設7k〔圖6〕。A段平、縱斷面圖，如圖7。B段平、縱斷面圖，如圖8。3.2管道口徑輸水管道口徑確實定，不完全是為了B廠40萬3/d的輸水需要，綜合考慮到原A廠三條預應力輸水管道存在的隱患，以及城市供水范圍擴大的需要。3.3管道材質輸水管道原考慮采用鋼筒預應力砼管，但管廠建立遲遲未能上馬，而B廠建立對工期控制很嚴，故在標書上定為鋼管。3.4鋼管壁厚鋼管壁厚在草擬標書時明確了要求，在審定標書時提出由中標方計算確定。在初設審查過程中，鋼管壁厚難以統一看法，為此我們曾向我國工程建立標準化協會管道構造委員會咨詢核算，該會于1998年6月17日復函同意我方認定的在管頂覆土4之內，壁厚18的意見。數日后，管道承包商--法國SADE公司找到該會解釋，該會又于1998年6月26日來函稱在管頂覆土4之內，壁厚16是可靠的。由于輸水管道工程是BT工程，鋼管最小壁厚薄2對工程成敗不可能形成否認因素，但對工程造價影響較大，對管道壽命也是有極大關系，我們與承包商觀點的分歧，主要是站在不同的角度考慮同一個問題，至今筆者仍認為這是一個遺憾，理應在標書中明確。3.5鋼管制作鋼管制作SADE公司提出用自動螺旋縫埋弧焊卷焊鋼管，是不錯的方案。鋼材是用武漢鋼鐵集團公司供給的Q235-B厚16，寬1500的鋼卷板。螺旋焊管機是英國ILSNBYAR公司BYARD2000型的產品，焊機是美國LILNNAS-1500型自動焊機，按石油天燃氣行業標準‘SY/T5037-92普通液體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管’制作，焊接速度快、焊縫成型穩定、質量可靠、外觀漂亮、比直縫卷管剛度好、可自動連續消費，管外徑2438，定尺每節9長，經超聲波探傷抽查焊縫的5%、X射線探傷復查前者的20%，并經1.25倍管道試驗壓力作水壓檢驗后進入下一工序。3.6鋼管防腐?特許權協議?對鋼管內襯指定用水泥砂漿；外防腐只提出技術要求，沒有指定材料。SADE公司提出鋼管內噴襯衛生級環氧樹脂，外防腐用特加強級環氧煤瀝青。經研究同意了承包商的意見，但選用的原材料廠家應獲得成都政府認可。經屢次會談選定采用中國石油天燃氣總公司工程技術研究所天津開發區高科技公司的渤星牌產品—內噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料〞；外防腐用“8703環氧煤瀝青防腐涂料〞。3.6.1內噴涂材質及作業要求內噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料〞的材質及作業要求，由于目前國家還沒有相應標準，而是參考石油天燃氣行業標準‘SY/T4057--93’施行，且提出以下要求：〔1〕鋼管內壁噴砂等方式除銹到達GB/T8923的Sa2.5級標準的要求，使管壁呈現金屬本色；〔2〕作內噴襯的液體環氧樹脂應具有衛生部的衛生答應證，且施工過程中對人體無害；〔3〕襯層總厚度≥400μ〔通常噴涂五道，第一道底漆在噴砂除銹后一小時內完成，待表干后噴下一道〕；〔4〕襯層附著力達1～2級〔試驗方法GB1720〕；〔5〕外表硬度，用2H鉛筆試劃無劃痕〔試驗方法GB6739〕；〔6〕柔韌性1.0〔試驗方法GB1731〕；〔7〕耐沖擊性能≥4.9〔試驗方法GB1732〕；〔8〕粘度≥0.2Pa.s〔試驗方法GB1723〕；〔9〕細度≤80μ〔試驗方法GB1724〕；〔10〕表干時間≤4h，實干時間≤24h〔試驗方法GB1728〕；〔11〕甲組份固體含量≥70％，乙組份固體含量≥80％〔試驗方法GB1725〕；〔12〕分別在10％NaH、30％H2S4、10％Nal中耐化學試劑性180d合格〔試驗方法GB1763〕；〔13〕耐鹽霧性500h試驗達一級〔試驗方法GB1771〕；〔14〕耐污水性100°90d合格〔試驗方法GB1733乙法〕；〔15〕涂襯后應抽檢涂層厚度、孔隙、氣泡，機械損傷等，對發現的缺陷及時修補。3.6.2外防腐材質及作業要求參考石油部部標準‘SYT28--87’施行，結合過去的經歷，且提出以下要求：〔1〕鋼管外表除銹應到達GB8923-88的Sa2.5級標準，呈現金屬本色，無可見的油脂、污垢、鐵銹等附著物；〔2〕防腐材料應耐酸、耐堿、耐微生物侵蝕，涂有防腐材料的鋼板在10％鹽酸及10％苛性鈉溶液中，分別浸泡90天；在30％硫酸溶液中浸泡7天，防腐層外觀無變化；〔3〕剪切粘結強度≥4pa；抗沖擊強度1.2J；工頻擊穿強度≥20kv/；體積電阻率≥1×1012Ω.；陰極剝離≥3級；吸水率≤0.4%；耐好氣性微生物侵蝕≥2級；〔4〕防腐層應在24小時內固化，厚度均勻、密實、不翹、不皺、不空鼓、不漏色，不粘手，外觀完好；〔5〕防腐層固化后，用小刀劃開舌形切口，無法使涂層分層剝落，底漆與金屬外表粘結良好；〔6〕防腐層外表硬度好，耐磨性好；〔7〕防腐涂層固化后及三個月后，絕緣性能均良好，要求電火花儀檢測的擊穿電壓達10000v，最低不小于6000v，且每平方米面積上只允許二處6000v以上針孔擊穿；〔8〕操作方便，對人體及環境無害。理論證明，采用環氧煤瀝青防腐蝕涂料時，以五油二布、總厚度≥600μ，可符合以上要求。3.6.3幾點體會〔1〕原材料質量的穩定是重要的，對每批來料應認真檢驗；〔2〕管體噴砂除銹的效果，是影響涂層質量的關鍵，特別是及時噴涂底漆是必要的，特別是潮濕的成都平原尤為重要；〔3〕環境的濕度，對作業的質量影響是大的，當相對濕度超過80%時，通常不進展作業；〔4〕內噴襯的厚度要控制好，下層表干后才可噴襯上層；〔5〕外防腐的玻纖布首先在環氧煤瀝青涂液中浸透，邊滾壓、邊用刷板壓平排氣；〔6〕現場管段組焊后的內、外防腐，首先是用電動砂輪除銹，然后分層刷涂，相對而言質量控制較難；〔7〕一旦襯層出現空鼓、黃斑等問題時，應擴大范圍鏟除襯層，從除銹開場，分層作業修補?！?〕管內噴襯環氧樹脂這樣的柔性材料，對鋼管橢園度的調整適應性強，工效快，盡管比水泥砂漿襯里造價高3倍，SADE公司還是選用它的主因。3.7鋼管現場組合焊接3.7.1圖紙要求：管節現場組合焊接前應先修口、清根，管端端面的坡口角度、鈍邊、間隙，應符合GB50268-97表4.2.7的規定，一個焊口四人施焊，外焊3～4道，內焊2道；焊縫總長的10%做超聲波無損檢測，按GB11345-89焊縫等級Ⅱ級為合格；超聲波無損檢測總長度的20%做x射線無損檢測，按GB3323-87焊縫等級Ⅲ級為合格。3.7.2施工中的實際檢測，每條焊縫均分為8個區，每條焊縫抽1個區做超聲波無損檢測，穿越河流、道路等障礙處焊縫做100%超聲波無損檢測；抽檢長度約為焊縫總長度的13%。每四條焊縫隨機抽一條做x射線無損檢測，拍三張膠片，每張膠片長為360，抽檢長度約為超聲波無損檢測長度的28%。27k全線管道焊縫通過無損檢測，全部合格。3.8鋼管園度保證的措施3.8.1圖紙要求參照給水排水管道工程施工及驗收標準〔GB50268-97〕，溝底土壤壓實度為90%，砂墊層厚度為200，胸腔回填土壓實度為95%，管頂0.5內回填土壓實度約為90%，上層回填土壓實度與地面功能的不同而不同，管頂高程偏向≤±20，管道內橢園度≤2%。3.8.2施工中的詳細措施〔1〕溝底200用人工開挖，清撿至設計高程，無碎石和其它雜物；否那么超挖，填砂200厚?！?〕每節鋼管內用園木三處預超頂拱1～2%?！?〕回填土時，管道邊緣用木棒分層搗實，每層虛鋪土厚度≤200；其余部位采用電動蛙式夯分層夯實，每層虛鋪土厚度≤250；管道兩側同步回填、夯實，夯實土高差≤300，回填土的含水量要按需控制，必要時摻和石灰、砂等改善?！?〕夯實檢測用環刀法，檢測頻率為每層3點/100?！?〕溝槽土回填完畢多日后，才可撤除管內頂撐木，假設管內園度達不到要求，回填土重新挖掉，按上述程序返工。3.9管道分段作強度及嚴密性檢驗3.9.1試驗壓力值確實定：由于管道是重力流輸水管道，按地面高差，前14.5k的試驗壓力為0.9pa，后12.5k的試驗壓力為1.1pa。3.9.2管道強度檢驗時，將管內水升壓至試驗壓力值后，假設10分鐘內降壓值小于0.05pa為合格。3.9.3管道嚴密性檢驗時，將管內水升壓至試驗壓力值，恒壓2小時，恒壓過程中補水量≤2.45L/k.in，表示檢驗合格。3.9.4全線管道根本經強度、嚴密性檢驗均合格驗收。3.10連通管的布置27k輸水管道的前20k在農田段為A段，后7k在三環路外側綠化帶內為B段。輸水管道在B廠圍墻外A00+20處以DN2400-2200連通管與A廠一、二期輸水管道連通，并預留了與即將建立的廠輸水管道連通的DN2400接口；在樁號A51+00處預留了與A廠一、二期輸水管道連通的DN1600接口；在樁號A199+90處以DN2000鋼管與三環路城市環狀管網連通；B段多處與三環路管網連通，未端和配套的DN2400輸水管道連通，該管道經川陜路將與磨盤山高位水庫相通。3.11主控閥門及附閥門在A段20k內，有連通管三、四通的各個側面都設了主控閥門，穿越外環高速路、鐵路兩側也設了主控閥門，共有8件DN2400主控閥門，2件DN2400、1件DN2000〔由成都市自來水總公司安裝〕、1件DN1600的預留閥門。在B段7k內，管道穿越府河、鐵路、多個道路立交橋，適當設立了4件DN2400主控閥門。在27k內共安裝DN2400閥門14件中，有8件為法國KT公司的臥式蝶閥，型號為TBG334E，重量為12噸；有6件為國內鐵嶺閥門廠的臥式蝶閥，型號為D23LA41X-10Q，重量為16噸。很明顯KT公司的閥門構造設計合理，閥板偏心后可360度旋轉，有利于在管內進展密封圈的更換；啟閉加長桿與啟閉方向傳遞空心軸組合為一體，構造緊湊；KT閥門減速箱的構造設計亦精巧；閥門鑄造質量好，同樣均為球鐵鑄件，重量僅為鐵嶺閥門的3/4。KT閥門密封膠圈采用三元一丙橡膠，鐵嶺閥門采用丁腈橡膠，閥門在現場檢驗、組裝中，密封膠圈均出現了一些問題。按慣例采購的閥門在現場不另行水壓檢驗的，但成都水司對采購的閥門長期堅持逐件要進展水壓檢驗，經會談同意了中方的意見，理論說明幾乎絕大部分閥門均檢驗不合格，工程公司也感到震驚。8件法國KT公司DN2400蝶閥均存在滲漏問題，查找原因時發現膠圈是膠條粘接的，膠條的直徑本身存在1的偏向，粘接斷面又偏粗，導致水壓檢驗時滲漏，后經1～2次廠方從法國帶來膠圈，進展更換才符合了要求。在主控閥門處均設了跨越連通的DN400附閥門，在管道分段或不分段灌水時，關閉主控閥門，用連通的附閥門開啟灌水是一項重要措施。附閥門的口徑選擇，主要考慮灌水速度、管道的排氣速度。采購的連通附閥門是法國KT公司的DN400蝶閥，共12件，此蝶閥外觀質量及整體構造是好的，可是逐件水壓檢驗時卻有一側傳動軸均串水，后發現軸的密封膠圈規格有誤，全部更換后檢驗就合格了。3.12放空排水閥門在A段的管道根本是順坡埋設的，主控閥門處總是前段管道的最低點，因此在主控閥門前安裝有DN600放空排水閥門，就是非順坡埋設的管段，只要在管道兩主閥門之間任一最低點均設有放空排水閥門。這樣在管道故障點搶修時，可在管段最低點把余水抽排掉，加快故障點的搶修。放空排水閥門口徑的選擇，綜合考慮到今后引接分支管道的可能，口徑略為偏大。放空排水閥門開啟的概率是極低的，因此選用的是閘閥，而不是蝶閥，總共有19件。SADE公司采購的是英國的灰鑄鐵閘閥，經現場水壓檢驗均串水或滲漏，全部更換為國內天津某公司的灰鑄鐵閘閥，在工地管道試壓過程中又紛紛爆裂，因工程進度的緊迫，只好全部更換為塘沽公司的球鐵蝶閥后才沒有出現故障。3.13人孔與存渣斗在主控閥門前設有人孔及存渣斗，同時在管道上約500～1000之間，結合排氣閥門也設有人孔，27k內共設人孔33件，存渣斗4處。在大口徑管道上設置人孔是非常必要的，在管道施工、運營過程中都需要它，人孔的孔徑一般為600，該管道上為800。存渣斗的設置，主要讓管內流動的石子等雜物積留在斗內，對主控閥門起保護作用。按理管內不應存在渣物，但在過去管道放空檢修時，存渣斗內確存在著渣物。3.14沖洗排水閥門輸水管道在紅星斗渠、沱江河、府河，國防河、鳳凰河均設置了DN800沖排蝶閥6件，其中府河為主要洗管沖排點，設有兩個沖排閥門。沖排閥門規格的選擇，主要考慮管道沖洗時的流速，應有自凈的才能。SADE公司原先采購的產品，后因現場檢驗時滲漏及構造上的缺陷，也全部更換為塘沽公司的球鐵蝶閥，才根本可用。3.15排氣閥排氣閥是輸水管道的呼吸器，當管道排水放空時，它大量吸氣，防止管道內形成負壓而損壞；當管道灌水時，它大量排氣，讓管道內快速灌滿水；在管道輸水過程中，水里釋放出的少量氣體亦應就近排掉。因此排氣閥應是復式的排氣閥，既有快排、快吸的功能，要求快排時，排氣口的風速超過100/s時也不封堵；又要有小孔釋放少量積氣的功能。標書要求在兩主控閥門之間的管段最高點、順坡埋設管道約500設置復式排氣閥，排氣閥口徑為300。在?特許權協議?簽訂前確實認性會談中，同意中標方提出修改意見，將排氣閥口徑及數量明確為DN300的為20件、DN100的為20件，超出部分由成都政府另行解決。SADE公司采購的DN100排氣閥為德國VAG公司的產品；DN300的排氣閥為以色列ARI公司的產品，缺乏的是DN300的排氣閥本質是DN200的規格，僅是與管道連接的法蘭盤規格為DN300，它的進氣量很難滿足輸水管道向府河沖排水時的進氣要求，后經困難的會談，SADE公司才同意增添8件同規格的排氣閥，作為一種補償。因此在A段相關主控閥門下游側，均并列安裝了兩套DN300排氣閥，并順坡管段約400～900有一件排氣閥。工程開工后，共安裝DN300排氣閥28件、DN100排氣閥34件、DN50排氣閥2件，每件排氣閥下面安裝了一雙法蘭中線蝶閥，蝶閥的啟閉方向改轉向90度，以便站在井頂蓋板上作業，其中DN100排氣閥12套由成都政府解決。每件排氣閥均高出地面1～1.5，減少吸氣時對管內的二次污染。3.16測流口在輸水管道有大口徑分支管后，均設置了測流口，安裝有DN100的AVK軟密封閘閥，以便管道輸水過程中用插入式流量計校測流量用。一般安排測流口遠離其它閥門等設施超過16D的直線間隔，管道埋深較淺的部位，整條輸水管道設測流口9處。缺乏的是在A段的兩處測流口管段敷設時高程略有抬高，形成返坡積氣，影響測流效果，故在兩處添加了兩件DN50排氣閥，以解決此問題。3.17伸縮器大口徑鋼管管道存在熱脹冷縮的問題，埋地后由于土壤對管道的摩擦阻力的作用，溫度應力會受到制約，通常管道設計時不單獨安裝不固位的伸縮器，來消除溫度應力。但是施工現場的情況復雜，假設是埋地管段閉合焊接時的溫度等控制不妥，有些城市也出現過溫度應力引起的管道故障。因此在本工程的主控閥門及其連通的附閥門，側旁的伸縮器改為不固位的伸縮器。而預留閥門、放空排水閥門、沖洗排水閥門的側旁，安裝的是固位伸縮器。SADE公司采購的伸縮器中，除DN800及5件DN600的是鐵嶺閥門廠的球鐵伸縮器外，其余均是英國VIKINGJHNSN公司的鋼制伸縮器。此種鋼制伸縮器剛度不大，防腐效果不理想，經屢次會談將內外防腐改用8701環氧樹脂涂料，螺栓改用不銹鋼材料。施工單位在伸縮器的組裝時，用外鋼套校正器調校鋼管端口的園度，保證了伸縮器的安裝質量，在管道試壓、通水過程中沒有出現伸縮器部位的滲漏問題。3.18閥井砌筑3.18.1設計要點〔1〕利用鋼制管道的特點，盡量將多種功能閥門組合在一起，如主控閥門、附閥門、放空排水閥門、排氣閥門、存渣斗、人孔組合成一座矩形井，內凈空尺寸最大達長6000×寬6500×高5200～7000，也有單座閥門井、單座排氣閥井、單座沖洗排水閥門井、單座測流井等共98座，閥井內尺寸考慮到閥門更換時不損壞井壁的需要?！?〕由于閥井砌筑在農田或綠帶內，井頂比地面高0.5以上，其中排氣閥井頂高出地面1.5?！?〕閥井以干式井構思，用鋼筋砼現場澆筑，砼選用抗滲性商品砼；管道穿井壁部分以鋼套圈內嵌橡膠圈柔性密封，由于套圈與管道園度誤差，以填嵌密封膏彌補；井頂大小孔蓋板均按鋼筋砼預制。〔4〕閥井頂側面均設置了帶不銹鋼砂窗的透氣洞，尤其是排氣閥井的透氣洞的面積，應以吸、排氣最大量來核算?！?〕閥門啟閉均可在井頂蓋面作業，不必下井操作，閥門啟閉端及指示盤均以加長軸方式傳至井頂部。〔6〕井內設有集水坑，有利于抽排水；井內設有鋼制爬梯。3.18.2效果評述〔1〕井砌筑標準，有利于閥門保護與啟閉作業，唯井頂方孔蓋板苯重，揭開容易損壞；園孔蓋板較小，容易喪失?！?〕在水稻田內，多數閥井內積水不多，但亦有一些井，井壁穿管部位，密封處理不當而滲水?！?〕閥井是一個密閉空間，設置了透氣洞有利于井上部的空氣對流，但還應增設整個井內空氣對流的措施。〔4〕在南方地區地下水水位較高時，通常按濕式井設計，造價較低；對于大口徑鋼制管道的閥井，設計為干式井是有一些優點，唯造價較高，假設是井壁穿管部位密封不當就得不償失；鋼套圈與管道間一定要嵌入膠圈或膠條，井壁澆筑拆模后，應從外側補填密封膏，才能有效地止水。〔5〕井內雖設有鋼制爬梯，但不完備，大口徑管道橫穿于井內，尚需竹梯協同在井內作業。3.19鋼管包封經核算，管道埋深超過4時，鋼管采取鋼筋砼整體包封，鋼管與砼間用苯板隔離，包封的截面尺寸等按埋深計算確定，27k共包封154.2。3.20特殊地段的對策管道穿越河渠、鐵路、高速公路時的處理情況如下：〔1〕管道穿越徐堰河、紅星斗渠、游子河、沱江河、南堰河、府河、國防河、鳳凰河時，管頂覆土僅0.5～1.0，用河底鋼筋砼防沖刷護板來平衡管道上浮問題，河渠兩側護坡作了加固處理，針對都江堰水系的特點，均在河渠歲修期以圍堰法施工。缺乏的是穿越河道的鋼管沒有砼包封，卵石直接與管壁接觸，對管道的壽命是有影響的，今后應引以為戒。〔2〕管道兩處穿越鐵路，均先由鐵路部門的專業隊伍頂進鋼筋砼箱涵，分別為17、20長，而后設支座敷設鋼管。開工檢查時發現兩箱涵均存在注水問題，經協商將箱涵內填滿砂來消除浮管的隱患?！?〕管道穿越外環高速公路時，由于管道與道路同步施工，管道僅作了鋼筋砼包封。3.21鋼制管道的陰極保護近十多年來成都敷設的鋼制管道均施行了犧牲鎂陽極的陰極保護措施，本工程最終也同意采用一樣的保護措施，保護年限為25年，缺乏的是廠內鋼管未考慮陰極保護。但在采用電流密度的設計值上發生了分歧，SADE公司提出i=0.1A/2值〔應是設計手冊提供的低值〕。我方基于本管道的重要性、國內陽極質量的不穩定性等因素，提出兩點修正意見，一是i=0.2～0.25A/2；否那么承諾在十五年后工程公司將水廠移交給成都政府時，復測陽極的保護電位是否超標，超標點工程公司補埋陽極。經過困難會談，SADE公司最終采取i=0.15A/2，并同時給成都政府100萬人民幣補償。全線共設置4kg陽極包2670支〔5支/組，共534組〕；8kg陽極包610支〔5支/組，共122組〕；22kg陽極包45支〔3支/組，共15組〕；電位測試樁53處。輸水管道上所有非焊接部位均采用銅芯電纜跨越連接，本工程與其它主支管連通點采用絕緣法蘭相連，使其電絕緣隔離。3.22標志樁的設置長間隔輸水管道在農田內敷設，在管道折點、直線段約500處設置標志樁是必要的，SADE公司把標志樁設置僅1.0高，難以觀察，經屢次會談，由工程公司返工，共設置3.0高的標志樁92處。3.23輸水管線上的控流設施水六廠是重力流輸水的水廠，A廠一、二、三期輸水管道進入城市管網之前，均設有控流站，在協調重力流與泵壓流供水的水壓平衡上是行之有效的。但B廠及今后廠投入運營后，環狀管網西擴，把控流站包圍在環狀管網內部時，泵壓流的水二廠、水五廠將逐漸轉為調節水廠的角色，理應由泵壓流水廠出水泵變頻調流來保持管網的水壓平衡較合理。因此當城市供水到達一定設計規模后，如何合理地調度管網的水壓平衡，立項研究是必要的。為此在B廠DN2400輸水管道的控流方式上曾發生過分歧，最終由成都市政府按配套工程的方式在A段樁號A184+15～A185+15間〔地面高程517.20〕，建立了控流站。確定用兩臺DN1200活塞閥并聯來調流，目前的供水規模上是有效的，今后供水到達輸水管道的設計規模后，此控流站是否形成瓶頸，是否需要改造應引起關注。4.工程驗收本工程包含了BT工程及BT工程，對于BT工程應進展完工后的檢查、驗收、運行的測試以及開工文件的審查、移交；對于BT工程還存在工程的移交。4.1完工檢查在工程完工階段由成都市政府BT工程協調辦牽頭，擬訂了完工檢查大綱，對工程分項進展了詳細檢查，催促整改，為BT工程開展初步性能測試、為BT工程的驗收移交創造條件。首先屢次對開工圖及開工文件進展了初步審查，分廠內工程及輸水管線工程，分別組建了專業性檢查小分隊。檢查工程有：取水口上游河堤、取水格柵、連通渠、引水暗渠、排水總渠、廠內凈水構筑物、廠內建筑物、自用水系統、加氯系統、流量計、水質儀表、機電設備、輸水管線等。但檢查的重點是BT工程，BT工程重點檢查與外部關聯的部位。檢查前，制訂了檢查表格、表格的術語解釋、檢查考前須知，檢查期間將檢查情況形成匯總資料通報，分送相關單位催促整改，直至大部分問題得到了落實與處理。廠內工程分工藝、構造、機電設備等專業小分隊；輸水管線工程分別組織了五個小分隊，對管線地貌、管內狀況、閥井〔兩個小分隊〕及陰極保護分別進展了檢查，并催促了整改。管線內部檢查時，對管內異物進展了去除，對內噴涂的缺陷進展了修補，對橢園度進展了抽查，對于坡向問題通過水準尺的初查，發現返坡現象較多，然后委托市測量隊在管道施工單位的積極配合下，從管內對縱斷面進展了復測，對地面的覆土高程、井點座標進展了補測，從而完善了開工資料，也確認了部分返坡和部分覆土較淺的問題，在這里國內施工單位能主動配合、勇于揭短的風格是可敬的。管線閥門完工檢查的過程中，對閥井位置的座標、樁號、高程核實；閥井外形尺寸、閥門支座、透氣洞及井蓋板外觀情況核實；閥門的規格、型號、啟閉方向、轉數、啟閉指示準確度、加長桿的穩定性、伸縮節內間隙、啟閉方榫狀況、排氣閥高度、人孔、爬梯及井內清潔狀況等檢查與實測。通過閥井檢查的同時，對各個閥門的技術參數進展了搜集、登記，對啟閉轉數進展了實測，為日后管道管理部門建立閥門跟蹤卡，提供了根據。檢查中發現多個DN2400主蝶閥的密封膠圈潰裂、加長桿的傳動部位搖擺、顯示部位指針指示不準、放空閥門的集水井沒有井孔、井蓋等不合理問題，一一提出來，催促了整改。管線地面檢查的過程中，主要檢查還土復耕、道路、溝渠、斗渠的恢復情況，標志樁埋設狀況。檢查中發現溝渠護坡有問題的進展了整改，斗渠底離管頂缺乏0.5的進展了砼護底，標志樁太短全部進展了返工。管線陰極保護檢查過程中，主要實測了管道保護電位、測試樁的埋設情況、閥井內跨越導線敷設狀況、絕緣法蘭的效果監測等。廠內工藝完工檢查小分隊發現清水池通風百葉窗口、人孔蓋板設計不合理，影響灰塵、雨水易滲入清水池；流量計檢測點的管段偏高，影響計量精度等問題，均催促進展了整改。4.2開工文件審查為了搞好開工資料的搜集整理，還在工程施工過程中，成都市政府BT工程協調辦牽頭，匯同市城建檔案館、水司檔案處及我辦檔案管理人員，提出了開工圖及開工文件的目錄清單，提供了組卷要求；對提供的開工資料，匯同相關部門專業人員一道進展了審查，并催促進展了整改，對組卷不符合我市規定的，我辦指導提出并落實了補救措施，總的來說開工資料的標準性與完好性也是較好的。4.3凈水廠的性能測試根據?特許權協議?，工程公司在工程完工后應對取水工程、凈水廠、排水總渠及相關設備、設施進展以下測試：〔1〕初步性能測試在初步完工日前十五天內進展，測試內容包括效率測試；總供水才能測試；凈水水質測試；可靠性運行測試〔連續成功運行達168小時以上〕；自動化控制的測試〔24小時內能在設計才能的75%、100%、115%狀態下分別運行控制〕；凈水工藝中使用的藥劑測試；濾料的測試?！?〕季節性能測試在商業運營三個月內，第一、二月中各抽七天進展40萬3/d、41萬3/d的穩定性測試?！?〕最終性能測試最終性能測試的目的是證實工程設施的平安性和可靠性，它在工程全面投入商業運行狀態下進展連續十天的測試?！?〕初步性能測試與管道沖洗消毒投產的結合在初步性能測試期間，針對工程公司提出的管道沖洗、消毒方案及初步完工測試方案，進展了深化研究，考慮到初步完工測試的流量變化幅度、頻率較大，工程公司提出長時間、多個主閥門一道開啟度很小的控流方案，這對蝶閥的正常使用是欠妥的，我協調辦提出了利用控流站內設施進展初步完工測試的控流方案，向工程公司方面進展了耐心的交流，統一了思路，既保護了管道上主閥門的平安作業，又使初步測試能順利進展；近一個月的連續測試，流量變化的范圍較大，輸水管線上的控流站發揮了作用，利用凈水廠的測試流量，也充分地沖洗了管道。同時商定了管道灌水、沖洗、悶水消毒、再沖洗、向管網輸水的整套方案，利用正常含氯水對管道消毒沖洗，防止高濃度氯水對管壁的影響，按方案完成了凈水廠性能測試的同時，也完成了輸水管線的消毒、沖洗，順利完成了40萬3/d供水量的投產，沒有引起供水管網大的沖擊。其中，初步性能測試合格，是工程投入商業運營的先決條件；通過以上性能測試，是對BT工程設計、施工質量的考核，存在的缺陷能及時整改；同時也是BT工程運營的班子對工藝、設備、設施熟悉掌握的極好方式。過去國內供水工程在商業運營前的調試很粗糙，使水廠投產后的一段時期內，一直在進展技改、調整。當然這樣測試也付出了一定的代價，因此這方面如何效仿，值得進一步討論。5.工程的效果該BT工程是全國第一個城市供水設施試點工程，也是我市改革開放引進外資的重點工程，在市委、市政府的直接指導下，統一思想、通力配合，經過工程公司及各承包單位的緊張施工，使其按期完工投入了運營，工程造價控制較好，整個工程質量的優點是明顯的，當然問題也是存在的，它為我國今后的類同工程積累了珍貴經歷。凈水廠經試運行的調整后，出廠水的水質、水量滿足了?特許權協議?的根本要求，水廠投產的同時，水廠的自控系統投入運行，廠內消費性及非消費性建筑物緊湊、實用，廠區的環境綠化亦初見成效。輸水管線的施工單位克制管壁偏薄等不利條件，鋼管制造及現場組裝的焊接質量是完好的；完工后管道內部實測的橢園度均小于2％；鋼管外防腐及內噴襯質量也是好的；閥門井的砌筑是標準的；管線穿越河道、鐵路的施工根本到達圖紙的要求。缺乏的是輸水管線的部分高程控制不嚴，出現返坡現象較多，盡管完工檢查后個別點增添了四個排氣閥，仍然對管內積氣的影響是存在的；針對成都平原農村的特點，田塊形狀各異、上下不一，今后機械化作業勢必大規模改造田塊，水稻田泡水后，土中鋼管空管時的抗浮問題又不可無視，?特許權協議?規定輸水管最小覆土深度為1.5的本身就偏小了。管線安裝后部分埋深還小于1.5，有些在灌溉斗渠下的埋深小于0.5，因此今后農田大面積改土時，加強對管線上的覆土控制是必要的。6.體會與建議六年半來，筆者斷斷續續參與了該BT工程從起草標書至工程開工的全過程，對于這一試點工程有以下幾點心得體會，為今后的類同工程提出一些詳細建議。6.1該工程在1996年爭取國內銀行貸款及日元貸款未成功后，市政府決定爭取以BT方式立項，來加快我市供水事業的建立。當時水六廠A廠三期20萬3/d的規模于1996年投產后不到一年就到達滿負荷供水，供水才能上沒有儲備量，加快水廠建立是必要的。六年后的今天，資本市場發生了宏大變化，籌措建立資金的渠道多樣化了，本工程的形式已不是最經濟的形式。但為了對工程的經濟性作一分析，故以國內銀行貸款方式與此比照，作為今后同類工程的借鑒?！?〕BT工程投產后，工程公司在十五年半內可收回水費共達31.27億元。〔2〕BT工程投產后，在十五年半內為工程公司供水另繳水資源費為4.53億元〔水資源費單價按0.2元/3計〕?！?〕由于水六廠A廠加輸水管線折舊、水資源費的綜合單位本錢為0.46元/3〔折舊按25年計〕，為了便于與BT工程等效比擬，將折舊期改為15.5年計，那么水六廠A廠的綜合單位本錢為0.56元/3。假設上述十五年半的供水量按此本錢計費，折算的水費達12.67億元。〔4〕考慮到1999年8月特許權協議簽訂時的美元匯率為826.49；貸款利率為6.21%；18年貸款的總開支為：1.065億美元×8.2649×〔1+0.0621〕18=26.04億人民幣。BT融資方式比銀行貸款方式增加開支為：31.27+4.53-〔26.04-12.67〕=22.43億人民幣。故BT融資方式比銀行貸款方式支出多1.68倍?！?〕考慮到決策在工程立項時的環境，故應以1997年1月國家計委批準立項時的美元匯率為827.00；貸款利率為8.0%；核算18年貸款的總開支為：1.065億美元×8.27×〔1+0.08〕18=35.20億人民幣。BT融資方式比銀行貸款方式增加開支為：31.27+4.53-〔35.20-12.67〕=13.27億人民幣。故BT融資方式比銀行貸款方式支出多0.59倍。需要說明的是以上計算均未考慮繳稅款項。6.2BT工程在工程建立過程中，將工程風險層層分解給承包的國內施工隊伍，這些施工單位為了獲得參與過國際招標工程的經歷，甘心情愿地承受“游戲規那么〞的“錘煉〞。六年半的理論，使我們領略到國際融資銀行怎么通過國際水務集團介入我國水務界，巧妙地運用“游戲規那么〞進展著資本積累。它告誡國人，在參與經濟全球化的過程中，要學會“游泳〞，保護自己。6.3長期以來成都市的供水形勢處于供不應求、供求持平的狀況，二十年來想把供水才能搞大一點、抗沖擊才能搞強一點，為城市的更大開展增進旺盛活力。如今供水形勢好了，供水規模上有了一定的充裕量，應該說給成都市的更大開展創造了條件。到目前而言，成都水司的供水才能為138萬3/d，今年最大供水量為118萬3/d，設備充裕率達14.5%。但近些年由于城市還處于經濟構造調整期，過去用水量最大的東郊工業區正全面向郊縣遷移，區域性供水的步伐又較緩慢，過去供水緊張時期開展起來的數十家小型的自備水廠仍在運營，城市供水總量停滯，水價上調幅度有限，制水本錢過高的BT工程的投產，更使供水企業當前的運營處境困難。筆者認為，首先以上狀況反映了國家對此類公用事業性企業的管理政策，應作適當調整；其次當前也應該看到在建城區內尚有幾十萬人還沒有得到清潔衛生的飲用水，在周邊區