BOT方式建設(shè)成都市水六廠B廠的介紹和啟迪
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2003-10-01 |
來源 | 中國水網(wǎng) | ||
作者 | 何維華 | ||
摘要 | 何維華 提要:本文介紹了成都市水六廠B廠BOT項目凈水廠、輸水管道建設(shè)的概況,筆者參與該工程過程中的一些體會,為其它類同項目的策劃,提出了一些建議。 關(guān)鍵詞: BOT 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(nèi)最大的重力流供水廠,利用成都平原的 ... |
何維華
提要:本文介紹了成都市水六廠B廠BOT項目凈水廠、輸水管道建設(shè)的概況,筆者參與該工程過程中的一些體會,為其它類同項目的策劃,提出了一些建議。
關(guān)鍵詞: BOT 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(nèi)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2km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(zhuǎn)用柏條河水,河水經(jīng)水廠凈化處理后,利用自然高差,向城市管網(wǎng)重力輸水。
水六廠取水設(shè)施分佈圖,如圖1。
它近期規(guī)劃為A、B、C三個水廠,A廠是老廠,于1990~1996年分三期建成,均勻供水達(dá)60萬m3/d;B廠是按BOT方式新建的均勻供水40萬m3/d的新廠;C廠系規(guī)劃建設(shè)中的另一新廠,規(guī)模類同B廠;三個廠既獨(dú)立運(yùn)營、又相互毗鄰,將形成一個達(dá)140萬m3/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(jīng)國家計委批準(zhǔn)立項的全國第一個城市供水設(shè)施BOT試點(diǎn)項目,經(jīng)一年多的國際公開招標(biāo),中標(biāo)方是法國通用水務(wù)集團(tuán)-日本丸紅株式會社的投標(biāo)聯(lián)合體。并于1999年8月11日由成都市政府與成都通用水務(wù)-丸紅供水有限公司(項目公司)正式簽署了《特許權(quán)協(xié)議》,經(jīng)兩年半的緊張施工,于2002年2月11日按期完工,投入商業(yè)運(yùn)營,一年多來運(yùn)營的總體效果是好的,為我國今后按BOT方式建設(shè)供水設(shè)施積累了可貴的經(jīng)驗。
B廠BOT項目包括4個子項目:
80萬m3/d的取水工程(兩座取水口、連通渠、引水暗渠);
40萬m3/d的凈水廠;
140萬m3/d凈水廠的排水總渠;
DN2400mm27km的輸水管道。
其中引水暗渠的一半、排水總渠、輸水管道為BT(建設(shè)、移交)項目,于2003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管;其余部分為BOT項目,項目公司將運(yùn)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,項目公司在B廠運(yùn)營管理期間,每天向城市管網(wǎng)輸送40萬m3的自來水,成都市自來水總公司按月供水量向項目公司以人民幣支付運(yùn)營水費(fèi),并向都江堰管理部門繳納水資源費(fèi)。運(yùn)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(shù)變化而調(diào)整。在《購水協(xié)議》上,對每個運(yùn)營年的運(yùn)營水價作了明確描述,第一年為0.96元/m3,最后一年為1.56元/m3,在十五年半的運(yùn)營期間將向項目公司累計支付的水費(fèi)約達(dá)31.27億人民幣。
2. 凈水廠
取水及凈水廠的工藝設(shè)計及設(shè)備安裝工程由法國OTV公司分包的,考慮到原水水質(zhì)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(fā)性污染。故凈水工藝是按二次沉淀、過濾消毒的常規(guī)流程構(gòu)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(jìn)水格柵、沖砂設(shè)施及進(jìn)水控制閘組成。
徐堰河取水口利用了A廠的相關(guān)設(shè)施,僅新建進(jìn)水控制閘;柏條河取水口亦利用了A廠的相關(guān)設(shè)施,新建10m長進(jìn)水格柵及進(jìn)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(zhuǎn)輸入引水暗渠。在每條連通渠出口處設(shè)有疊梁閘,在連接井下游方向的格柵室內(nèi)裝有四臺自動除渣機(jī),并設(shè)有人工、電動控制閘板。
為了防范原水突發(fā)性污染問題,在連接井內(nèi)設(shè)置了酚、氨氮、錳及水位、pH、濁度、電導(dǎo)率等在線測定儀表,以上測定數(shù)據(jù)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(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu),雙孔方涵,每孔尺寸為長1830.0m、寬3.0m、高2.0m,B、C兩廠各用一孔,出口處設(shè)有疊梁閘,將原水輸入B廠廠區(qū)內(nèi)的分配井。
2.2廠區(qū)部分
2.2.1分配井
在分配井內(nèi)設(shè)置了電動、手動調(diào)節(jié)閘板,將原水分配至B、C兩廠。由于分配井沒有溢流設(shè)施,在試運(yùn)行中,調(diào)控DN1800mm氣動控流閥時產(chǎn)生水錘,分配井出現(xiàn)頂部溢流故障。為此,分配井是修改得較多的構(gòu)筑物之一,調(diào)節(jié)閘板改電動、抬高井壁高度、增設(shè)旋轉(zhuǎn)爬梯等。
2.2.2配水井
配水井的功能是將原水經(jīng)溢流堰及閘板切換,均勻分配至兩座預(yù)沉池或通過超越管至兩座混合井。井內(nèi)水停留時間為3.0min,井內(nèi)設(shè)六條溢流堰,堰總長達(dá)60m,從而減少水頭損失。按原水水質(zhì)需要,可在井內(nèi)投加PAM、粉末活性炭及前加氯。
在分配井與配水井間設(shè)有DN2400mm超聲波流量計及DN1800mm氣動控制閥,通過流量信號對閥門自控或遠(yuǎn)控,調(diào)節(jié)進(jìn)水量。
2.2.3預(yù)沉池
當(dāng)原水濁度大于1000NTU時,原水流入兩座幅流式預(yù)沉池,其內(nèi)徑為36m,周邊水深為2.96m,池中水深為4.19m,池底中心設(shè)內(nèi)徑5.0m、深1.2m的集泥斗,通過中心傳動桁架式刮泥機(jī),將泥刮至斗內(nèi),由排泥管、排砂泵送至排水渠道。設(shè)計排泥濃度為5%,預(yù)沉池設(shè)計最大負(fù)荷為10m3/m2.h。利用投加PAM去除高濁,停留時間為20min,但近些年原水高濁情況不多,預(yù)沉池基本沒有使用。
2.2.4混合池
當(dāng)原水濁度小于1000NTU時,通過超越管直接進(jìn)入混凝沉淀系統(tǒng),首先在兩座機(jī)械混合池停留1.24min,混合池有效容積180m3,安設(shè)一臺變頻懸臂式混合攪拌機(jī),混合攪拌流量為設(shè)計流量的3倍。
PAC、PAM及濾池反沖洗回用水均投入該池內(nèi)。
2.2.5絮凝池
兩座混合池分別連通5格機(jī)械絮疑池,共10格,水經(jīng)混合池后,均勻分配到每一格絮凝池的進(jìn)水渠道,水從進(jìn)水渠底部長條形孔進(jìn)入絮凝池,經(jīng)攪拌后,水從絮凝池上部進(jìn)入沉淀池底部。絮凝池(圖4)每格處理水量在1740~1980m3/h間,一格池的平面尺寸為8.74×8.70m,有效水深為7.63m,有效容積為580m3,一格池內(nèi)只設(shè)立了一擋變頻慢速攪拌機(jī),攪拌葉輪直徑為3.8m,轉(zhuǎn)速為1.3~6.5轉(zhuǎn)/min,葉輪外緣線速度為1.27m/s,配套電機(jī)功率為1.10kw,攪拌機(jī)具有回流十余倍設(shè)計流量的性能,水在池內(nèi)達(dá)到三維旋轉(zhuǎn)翻滾流動,GT值控制在104~105之間,絮凝時間達(dá)20min,此機(jī)械絮凝池的設(shè)計與國內(nèi)流行的設(shè)計不一樣,它結(jié)構(gòu)簡單、池內(nèi)基本上不積泥、形成的絮花好。但需要說明的是混合池中除投加PAC外,還需同時投加PAM,否則影響絮凝效果。
2.2.6斜管沉淀池
OTV設(shè)計的(MULTIFLO)斜管沉淀池,亦分10個格,每格池沉淀區(qū)面積為108.66m2,液面負(fù)荷在16~18.2m3/m2.h之間,斜管高1.21m(斜長1.4m、傾角60°),棱形(39.5×35.5mm)斜管采用乙丙共聚板材模壓、熱焊組合成型,清水區(qū)保護(hù)高0.686m,底部配水區(qū)高2.1m,采用小漏斗、靜壓差排泥,小漏斗高3.57m。
每格沉淀區(qū)有9個排泥斗,10格共90個斗。每個斗設(shè)一根排泥管至排水管廊,9根管為一組,每組設(shè)排泥總管,排泥總管上設(shè)有移動式泵抽放空措施。為了減少排泥管埋深,采用4.18m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93m,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(dāng)水中溶解氧較多時,池內(nèi)會出現(xiàn)氣浮效應(yīng),部分浮渣上浮,故在進(jìn)水側(cè)設(shè)置橫向排渣槽,用閥門控制排渣。
盡管沉淀池液面負(fù)荷比國內(nèi)設(shè)計大了1.7倍,一年運(yùn)營效果而言,PAC原液投加量為10~25mg/l、PAM投加量為0.05~0.15mg/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(xiàn)象較明顯,經(jīng)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OTV專利,濾池共8格,每格面積為122m2,池深4.86m,原設(shè)計濾層厚度為2m,過濾周期20~24h,濾速達(dá)17.3~19.8m/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(qiáng)度50m3/m2/h,氣水同時反沖時水沖洗強(qiáng)度12m3/m2/h,水清洗階段時反沖洗強(qiáng)度為30m3/m2/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(jìn)行控制。
在初設(shè)、施工圖中濾料粒徑未定,但在安裝期間確定濾料粒徑d10為1.35mm,K60<1.5。由于沖洗強(qiáng)度為de1.31成正比,粒徑加大了,反沖強(qiáng)度需提高,為此增加了一臺鼓風(fēng)機(jī),同時濾層厚度減為1.5m,沖洗水泵未變,水沖強(qiáng)度未變,只是在濾池反沖洗過程中補(bǔ)充了一次水反沖。并且濾池單側(cè)進(jìn)水孔處,為了避免沖刷濾層表面,增設(shè)了穿孔消能板。盡管濾池運(yùn)行尚可,但濾池優(yōu)化運(yùn)行的研究、技改仍在探討,也就是說,在水廠試運(yùn)行過程中修改原設(shè)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(dú)立清洗,每組池進(jìn)、出口設(shè)有疊梁閘及手動閘板閘,清水池出口有細(xì)格柵裝置,溢流堰出口有水封設(shè)施。
遺憾的是整個清水池沒設(shè)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?shù)姆e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(nèi)設(shè)有PAC、PAM、粉末活性炭、液氯的貯存及投加系統(tǒng)。
(1)堿式氯化鋁(PAC)原液投加系統(tǒng)
PAC原液貯存在四個直徑為2.9m、高為7.6m、容積為50m3的聚乙烯罐內(nèi),用六臺隔膜式計量泵Q=350L/h、P=0.525Mpa(四用二備),將原液投入混合池中,并在投加點(diǎn)增加了稀釋原液的供水裝置。
?。?)聚丙烯酰胺(PAM)投加系統(tǒng)
固體PAM配制設(shè)有進(jìn)料斗、PAM的貯罐(45m3×2)、45m3配液池(兩座)及攪拌機(jī)組成。投加采用偏心螺桿泵,原水高濁度時采用三臺Q=5~15m3/h、H=50m(二用一備)投加至配水井;作為助凝劑使用時采用六臺Q=0.195~2.1 m3/h、H=50m(四用二備),投加至混合井。PAM稀釋的水由濾池管廊專用泵供給的不含氯的濾后水。
根據(jù)高效絮凝沉淀的設(shè)計構(gòu)思,需要長期投加助凝劑,而國產(chǎn)PAM的單體含量不穩(wěn)定,故指定用法國進(jìn)口的PAM,且需我國衛(wèi)生部簽發(fā)的許可證。
?。?)粉末活性炭投加系統(tǒng)
設(shè)置了粉末活性炭投加系統(tǒng),解決突發(fā)性酚的污染問題。投加粉末活性炭有V=1000L進(jìn)料斗、貯罐(45m3×2)、50m3配液池(兩座)及攪拌機(jī)組成。用偏心螺桿泵泵入配水井中,為了消除進(jìn)料點(diǎn)的粉塵,增設(shè)一套粉塵吸收裝置,由水吸收后排出。
(4)液氯投加系統(tǒng)
液氯投加系統(tǒng)分前加氯、后加氯兩部分。加氯間設(shè)有200kg/h蒸發(fā)器二臺,前加氯機(jī)V030 60kg/h一臺,后加氯機(jī)V2100 200kg/h二臺。
水射器設(shè)在藥劑樓內(nèi),壓力水由廠自用水系統(tǒng)供給,設(shè)有三探頭漏氯報警系統(tǒng)及漏氯回收中和系統(tǒng)。
前加氯按流量采取比例投加,投加點(diǎn)設(shè)在配水井及斜管沉淀池出口,用折點(diǎn)加氯法,解決氨氮、BOD等超標(biāo)帶來的有機(jī)污染問題;后加氯采取復(fù)合環(huán)自動投加,投加點(diǎn)設(shè)在濾池出水管上。
氯庫凈空高僅4.2m,氯瓶起吊不便。
2.2.10出水流量及水質(zhì)檢測
B廠出水流量及出水水質(zhì)的檢測,對BOT項目而言是極為重要的。在清水池出水管上裝有兩套DN2400mm超聲波流量計,在該兩套流量計之間留有3.2m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(jīng)有資格的檢驗機(jī)構(gòu)檢驗合格,流量計井室設(shè)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(jiān)測儀和記錄儀。上述水質(zhì)參數(shù)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(jìn)水、出水均裝設(shè)了流量計,自用水率的核算比較方便,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(qū)自用水率<3.5%,這表明B廠是一座節(jié)水型的凈水廠。
2.2.11控制系統(tǒng)
B廠的運(yùn)行控制由SCADA系統(tǒng)、儀器儀表系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)組成。運(yùn)行控制的設(shè)計原則是分散控制與中控室管理、控制相結(jié)合。整個水廠在取水口、預(yù)沉池、沉淀池、濾池、藥劑樓、清水池等處總設(shè)有15套控制系統(tǒng),可以在調(diào)試、保養(yǎng)及檢修時就地進(jìn)行參數(shù)修改與控制,絮凝劑、助凝劑、消毒劑等均按設(shè)定值自動投加;中控室設(shè)有兩套SCADA工作站,實施對水廠工藝監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、參數(shù)修改及遠(yuǎn)控或自控。
3.輸水管道
根據(jù)《特許權(quán)協(xié)議》的承諾,項目公司在B廠投產(chǎn)前應(yīng)敷設(shè)完DN2400mm27km輸水管道,與三環(huán)路城市管網(wǎng)連通,承包商為法國SADE公司,管道設(shè)計由成都市供水工程設(shè)計院分包,管道施工由武漢市供水工程公司分包。城市管網(wǎng)的配套建設(shè)由成都市政府同期進(jìn)行,確保B廠投產(chǎn)后,每天40萬m3自來水能均勻輸入管網(wǎng)。
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(huán)路;但因當(dāng)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(huán)路~沿三環(huán)路向磨盤山方向伸延敷設(shè),其中水六廠B廠至三環(huán)路為20km,三環(huán)路外側(cè)綠化帶沿三環(huán)路敷設(shè)7km(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
輸水管道口徑的確定,不完全是為了B廠40萬m3/d的輸水需要,綜合考慮到原A廠三條預(yù)應(yīng)力輸水管道存在的隱患,以及城市供水范圍擴(kuò)大的需要。
3.3管道材質(zhì)
輸水管道原考慮采用鋼筒預(yù)應(yīng)力砼管,但管廠建設(shè)遲遲未能上馬,而B廠建設(shè)對工期控制很嚴(yán),故在標(biāo)書上定為鋼管。
3.4鋼管壁厚
鋼管壁厚在草擬標(biāo)書時明確了要求,在審定標(biāo)書時提出由中標(biāo)方計算確定。在初設(shè)審查過程中,鋼管壁厚難以統(tǒng)一看法,為此我們曾向我國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會管道結(jié)構(gòu)委員會咨詢核算,該會于1998年6月17日復(fù)函同意我方認(rèn)定的在管頂覆土4m之內(nèi),壁厚18mm的意見。數(shù)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4m之內(nèi),壁厚16mm是可靠的。由于輸水管道工程是BT項目,鋼管最小壁厚薄2mm對工程成敗不可能形成否定因素,但對工程造價影響較大,對管道壽命也是有極大關(guān)系,我們與承包商觀點(diǎn)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(rèn)為這是一個遺憾,理應(yīng)在標(biāo)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(tuán)公司供應(yīng)的Q235-B厚16mm,寬1500mm的鋼卷板。螺旋焊管機(jī)是英國WILSONBYARO公司BYARD2000型的產(chǎn)品,焊機(jī)是美國LICOLNNAS-1500型自動焊機(jī),按石油天燃?xì)庑袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)‘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(wěn)定、質(zhì)量可靠、外觀漂亮、比直縫卷管剛度好、可自動連續(xù)生產(chǎn),管外徑2438mm,定尺每節(jié)9m長,經(jīng)超聲波探傷抽查焊縫的5%、X射線探傷復(fù)查前者的20%,并經(jīng)1.25倍管道試驗壓力作水壓檢驗后進(jìn)入下一工序。
3.6鋼管防腐
《特許權(quán)協(xié)議》對鋼管內(nèi)襯指定用水泥砂漿;外防腐只提出技術(shù)要求,沒有指定材料。SADE公司提出鋼管內(nèi)噴襯衛(wèi)生級環(huán)氧樹脂,外防腐用特加強(qiáng)級環(huán)氧煤瀝青。經(jīng)研究同意了承包商的意見,但選用的原材料廠家應(yīng)取得成都政府認(rèn)可。經(jīng)多次談判選定采用中國石油天燃?xì)饪偣竟こ碳夹g(shù)研究所天津開發(fā)區(qū)高科技公司的渤星牌產(chǎn)品—內(nèi)噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料”;外防腐用“8703環(huán)氧煤瀝青防腐涂料”。
3.6.1內(nèi)噴涂材質(zhì)及作業(yè)要求
內(nèi)噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料”的材質(zhì)及作業(yè)要求,由于目前國家還沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),而是參考石油天燃?xì)庑袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)‘SY/T4057--93’實施,且提出以下要求:
?。?)鋼管內(nèi)壁噴砂等方式除銹達(dá)到GB/T8923的Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn)的要求,使管壁呈現(xiàn)金屬本色;
?。?)作內(nèi)噴襯的液體環(huán)氧樹脂應(yīng)具有衛(wèi)生部的衛(wèi)生許可證,且施工過程中對人體無害;
(3)襯層總厚度≥400μm(通常噴涂五道,第一道底漆在噴砂除銹后一小時內(nèi)完成,待表干后噴下一道);
(4)襯層附著力達(dá)1~2級(試驗方法GB1720);
(5)表面硬度,用2H鉛筆試劃無劃痕(試驗方法GB6739);
(6)柔韌性1.0mm(試驗方法GB1731);
?。?)耐沖擊性能≥4.9(試驗方法GB1732);
(8)粘度≥0.2Pa.s(試驗方法GB1723);
?。?)細(xì)度≤80μm(試驗方法GB1724);
?。?0)表干時間≤4h,實干時間≤24h(試驗方法GB1728);
?。?1)甲組份固體含量≥70%,乙組份固體含量≥80%(試驗方法GB1725);
?。?2)分別在10%NaOH、30%H2SO4、10%NaCl中耐化學(xué)試劑性180d合格(試驗方法GB1763);
?。?3)耐鹽霧性500h試驗達(dá)一級(試驗方法GB1771);
?。?4)耐污水性100°C 90d 合格(試驗方法GB1733乙法);
?。?5)涂襯后應(yīng)抽檢涂層厚度、孔隙、氣泡 ,機(jī)械損傷等,對發(fā)現(xiàn)的缺陷及時修補(bǔ)。
3.6.2外防腐材質(zhì)及作業(yè)要求
參考石油部部標(biāo)準(zhǔn)‘SYT28--87’實施,結(jié)合過去的經(jīng)驗,且提出以下要求:
?。?)鋼管表面除銹應(yīng)達(dá)到GB8923-88的Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn),呈現(xiàn)金屬本色,無可見的油脂、污垢、鐵銹等附著物;
?。?)防腐材料應(yīng)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(jié)強(qiáng)度≥4Mpa;抗沖擊強(qiáng)度1.2J;工頻擊穿強(qiáng)度≥20kv/mm;體積電阻率≥1×1012Ω.cm;陰極剝離≥3級;吸水率≤0.4%;耐好氣性微生物侵蝕≥2級;
?。?)防腐層應(yīng)在24小時內(nèi)固化,厚度均勻、密實、不翹、不皺、不空鼓、不漏色,不粘手,外觀完整;
(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,底漆與金屬表面粘結(jié)良好;
(6)防腐層表面硬度好,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(dá)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;
?。?)操作方便,對人體及環(huán)境無害。
實踐證明,采用環(huán)氧煤瀝青防腐蝕涂料時,以五油二布、總厚度≥600μm,可符合以上要求。
3.6.3幾點(diǎn)體會
(1)原材料質(zhì)量的穩(wěn)定是重要的,對每批來料應(yīng)認(rèn)真檢驗;
?。?)管體噴砂除銹的效果,是影響涂層質(zhì)量的關(guān)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;
?。?)環(huán)境的濕度,對作業(yè)的質(zhì)量影響是大的,當(dāng)相對濕度超過80%時,通常不進(jìn)行作業(yè);
?。?)內(nèi)噴襯的厚度要控制好,下層表干后才可噴襯上層;
?。?)外防腐的玻纖布首先在環(huán)氧煤瀝青涂液中浸透,邊滾壓、邊用刷板壓平排氣;
?。?)現(xiàn)場管段組焊后的內(nèi)、外防腐,首先是用電動砂輪除銹,然后分層刷涂,相對而言質(zhì)量控制較難;
?。?)一旦襯層出現(xiàn)空鼓、黃斑等問題時,應(yīng)擴(kuò)大范圍鏟除襯層,從除銹開始,分層作業(yè)修補(bǔ)。
?。?)管內(nèi)噴襯環(huán)氧樹脂這樣的柔性材料,對鋼管橢園度的調(diào)整適應(yīng)性強(qiáng),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(xiàn)場組合焊接
3.7.1圖紙要求:管節(jié)現(xiàn)場組合焊接前應(yīng)先修口、清根,管端端面的坡口角度、鈍邊、間隙,應(yīng)符合GB 50268-97表4.2.7的規(guī)定,一個焊口四人施焊,外焊3~4道,內(nèi)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(qū),每條焊縫抽1個區(qū)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(jī)抽一條做x射線無損檢測,拍三張膠片,每張膠片長為360mm,抽檢長度約為超聲波無損檢測長度的28%。
27km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規(guī)范(GB50268-97),溝底土壤壓實度為90%,砂墊層厚度為200mm,胸腔回填土壓實度為95%,管頂0.5m內(nèi)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,管頂高程偏差≤±20mm,管道內(nèi)橢園度≤2%。
3.8.2施工中的具體措施
(1)溝底200mm用人工開挖,清撿至設(shè)計高程,無碎石和其它雜物;否則超挖,填砂200mm厚。
?。?)每節(jié)鋼管內(nèi)用園木三處預(yù)超頂拱1~2%。
?。?)回填土?xí)r,管道邊緣用木棒分層搗實,每層虛鋪土厚度≤200mm;其余部位采用電動蛙式夯分層夯實,每層虛鋪土厚度≤250mm;管道兩側(cè)同步回填、夯實,夯實土高差≤300mm,回填土的含水量要按需控制,必要時摻和石灰、砂等改善。
(4)夯實檢測用環(huán)刀法,檢測頻率為每層3點(diǎn)/100m。
?。?)溝槽土回填完畢多日后,才可拆除管內(nèi)頂撐木,若管內(nèi)園度達(dá)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(qiáng)度及嚴(yán)密性檢驗
3.9.1試驗壓力值的確定:由于管道是重力流輸水管道,按地面高差,前14.5km的試驗壓力為0.9Mpa,后12.5km的試驗壓力為1.1Mpa。
3.9.2管道強(qiáng)度檢驗時,將管內(nèi)水升壓至試驗壓力值后,若10分鐘內(nèi)降壓值小于0.05Mpa為合格。
3.9.3管道嚴(yán)密性檢驗時,將管內(nèi)水升壓至試驗壓力值,恒壓2小時,恒壓過程中補(bǔ)水量≤2.45L/km.min,表示檢驗合格。
3.9.4全線管道基本經(jīng)強(qiáng)度、嚴(yán)密性檢驗均合格驗收。
3.10連通管的布置
27km輸水管道的前20km在農(nóng)田段為A段,后7km在三環(huán)路外側(cè)綠化帶內(nèi)為B段。
輸水管道在B廠圍墻外A00+20處以DN2400-2200mm連通管與A廠一、二期輸水管道連通,并預(yù)留了與即將建設(shè)的C廠輸水管道連通的DN2400mm接口;在樁號A51+00處預(yù)留了與A廠一、二期輸水管道連通的DN1600mm接口;在樁號A199+90處以DN2000mm鋼管與三環(huán)路城市環(huán)狀管網(wǎng)連通;B段多處與三環(huán)路管網(wǎng)連通,未端和配套的DN2400mm輸水管道連通,該管道經(jīng)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20km內(nèi),有連通管三、四通的各個側(cè)面都設(shè)了主控閥門,穿越外環(huán)高速路、鐵路兩側(cè)也設(shè)了主控閥門,共有8件DN2400mm主控閥門,2件DN2400mm、1件DN2000mm(由成都市自來水總公司安裝)、1件DN1600mm的預(yù)留閥門。
在B段7km內(nèi),管道穿越府河、鐵路、多個道路立交橋,適當(dāng)設(shè)立了4件DN2400mm主控閥門。
在27km內(nèi)共安裝DN2400mm閥門14件中,有8件為法國KTC公司的臥式蝶閥,型號為TBG334E,重量為12噸;有6件為國內(nèi)鐵嶺閥門廠的臥式蝶閥,型號為WD23LA41X-10Q,重量為16噸。很明顯KTC公司的閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,閥板偏心后可360度旋轉(zhuǎn),有利于在管內(nèi)進(jìn)行密封圈的更換;啟閉加長桿與啟閉方向傳遞空心軸組合為一體,結(jié)構(gòu)緊湊;KTC閥門減速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計亦精巧;閥門鑄造質(zhì)量好,同樣均為球鐵鑄件,重量僅為鐵嶺閥門的3/4。
KTC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(xiàn)場檢驗、組裝中,密封膠圈均出現(xiàn)了一些問題。
按慣例采購的閥門在現(xiàn)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(jìn)行水壓檢驗,經(jīng)談判同意了中方的意見,實踐表明幾乎絕大部分閥門均檢驗不合格,項目公司也感到震驚。8件法國KTC公司DN2400mm蝶閥均存在滲漏問題,查找原因時發(fā)現(xiàn)膠圈是膠條粘接的,膠條的直徑本身存在1mm的偏差,粘接斷面又偏粗,導(dǎo)致水壓檢驗時滲漏,后經(jīng)1~2次廠方從法國帶來膠圈,進(jìn)行更換才符合了要求。
在主控閥門處均設(shè)了跨越連通的DN400mm附閥門,在管道分段或不分段灌水時,關(guān)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KTC公司的DN400mm蝶閥,共12件,此蝶閥外觀質(zhì)量及整體結(jié)構(gòu)是好的,可是逐件水壓檢驗時卻有一側(cè)傳動軸均串水,后發(fā)現(xiàn)軸的密封膠圈規(guī)格有誤,全部更換后檢驗就合格了。
3.12放空排水閥門
在A段的管道基本是順坡埋設(shè)的,主控閥門處總是前段管道的最低點(diǎn),因此在主控閥門前安裝有DN600mm放空排水閥門,就是非順坡埋設(shè)的管段,只要在管道兩主閥門之間任一最低點(diǎn)均設(shè)有放空排水閥門。這樣在管道故障點(diǎn)搶修時,可在管段最低點(diǎn)把余水抽排掉,加快故障點(diǎn)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,因而選用的是閘閥,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(jīng)現(xiàn)場水壓檢驗均串水或滲漏,全部更換為國內(nèi)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(jìn)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(xiàn)故障。
3.13人孔與存渣斗
在主控閥門前設(shè)有人孔及存渣斗,同時在管道上約500~1000m之間,結(jié)合排氣閥門也設(shè)有人孔,27km內(nèi)共設(shè)人孔33件,存渣斗4處。
在大口徑管道上設(shè)置人孔是十分必要的,在管道施工、運(yùn)營過程中都需要它,人孔的孔徑一般為600mm,該管道上為800mm。
存渣斗的設(shè)置,主要讓管內(nèi)流動的石子等雜物積留在斗內(nèi),對主控閥門起保護(hù)作用。按理管內(nèi)不應(yīng)存在渣物,但在過去管道放空檢修時,存渣斗內(nèi)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(shè)置了DN800mm沖排蝶閥6件,其中府河為主要洗管沖排點(diǎn),設(shè)有兩個沖排閥門。沖排閥門規(guī)格的選擇,主要考慮管道沖洗時的流速,應(yīng)有自凈的能力。SADE公司原先采購的產(chǎn)品,后因現(xiàn)場檢驗時滲漏及結(jié)構(gòu)上的缺陷,也全部更換為塘沽公司的球鐵蝶閥,才基本可用。
3.15排氣閥
排氣閥是輸水管道的呼吸器,當(dāng)管道排水放空時,它大量吸氣,避免管道內(nèi)形成負(fù)壓而損壞;當(dāng)管道灌水時,它大量排氣,讓管道內(nèi)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(yīng)就近排掉。因而排氣閥應(yīng)是復(fù)式的排氣閥,既有快排、快吸的功能,要求快排時,排氣口的風(fēng)速超過100m/s時也不封堵;又要有小孔釋放少量積氣的功能。
標(biāo)書要求在兩主控閥門之間的管段最高點(diǎn)、順坡埋設(shè)管道約500m設(shè)置復(fù)式排氣閥,排氣閥口徑為300mm。在《特許權(quán)協(xié)議》簽訂前的確認(rèn)性談判中,同意中標(biāo)方提出修改意見,將排氣閥口徑及數(shù)量明確為DN300mm的為20件、DN100mm的為20件,超出部分由成都政府另行解決。
SADE公司采購的DN100mm排氣閥為德國VAG公司的產(chǎn)品;DN300mm的排氣閥為以色列ARI公司的產(chǎn)品,不足的是DN300mm的排氣閥實質(zhì)是DN200mm的規(guī)格,僅是與管道連接的法蘭盤規(guī)格為DN300mm,它的進(jìn)氣量很難滿足輸水管道向府河沖排水時的進(jìn)氣要求,后經(jīng)艱難的談判,SADE公司才同意增添8件同規(guī)格的排氣閥,作為一種補(bǔ)償。
因此在A段相關(guān)主控閥門下游側(cè),均并列安裝了兩套DN300mm排氣閥,并順坡管段約400~900m有一件排氣閥。
工程竣工后,共安裝DN300mm排氣閥28件、DN100mm排氣閥34件、DN50mm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(zhuǎn)向90度,以便站在井頂蓋板上作業(yè),其中DN100mm排氣閥12套由成都政府解決。
每件排氣閥均高出地面1~1.5m,減少吸氣時對管內(nèi)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(shè)置了測流口,安裝有DN100mm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(yuǎn)離其它閥門等設(shè)施超過16D的直線距離,管道埋深較淺的部位,整條輸水管道設(shè)測流口9處。不足的是在A段的兩處測流口管段敷設(shè)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DN50mm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(yīng)力會受到制約,通常管道設(shè)計時不單獨(dú)安裝不固位的伸縮器,來消除溫度應(yīng)力。但是施工現(xiàn)場的情況復(fù)雜,若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(xiàn)過溫度應(yīng)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(cè)旁的伸縮器改為不固位的伸縮器。而預(yù)留閥門、放空排水閥門、沖洗排水閥門的側(cè)旁,安裝的是固位伸縮器。
SADE公司采購的伸縮器中,除DN800mm及5件DN600mm的是鐵嶺閥門廠的球鐵伸縮器外,其余均是英國VIKING JOHNSON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(jīng)多次談判將內(nèi)外防腐改用8701環(huán)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(diào)校鋼管端口的園度,保證了伸縮器的安裝質(zhì)量,在管道試壓、通水過程中沒有出現(xiàn)伸縮器部位的滲漏問題。
3.18閥井砌筑
3.18.1設(shè)計要點(diǎn)
(1)利用鋼制管道的特點(diǎn),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(nèi)凈空尺寸最大達(dá)長6000mm×寬6500mm×高5200~7000mm,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(nèi)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(nóng)田或綠帶內(nèi),井頂比地面高0.5m以上,其中排氣閥井頂高出地面1.5m。
?。?)閥井以干式井構(gòu)思,用鋼筋砼現(xiàn)場澆筑,砼選用抗?jié)B性商品砼;管道穿井壁部分以鋼套圈內(nèi)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(bǔ);井頂大小孔蓋板均按鋼筋砼預(yù)制。
?。?)閥井頂側(cè)面均設(shè)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(yīng)以吸、排氣最大量來核算。
?。?)閥門啟閉均可在井頂蓋面作業(yè),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。
?。?)井內(nèi)設(shè)有集水坑,有利于抽排水;井內(nèi)設(shè)有鋼制爬梯。
3.18.2效果評述
(1)井砌筑規(guī)范,有利于閥門保護(hù)與啟閉作業(yè),唯井頂方孔蓋板苯重,揭開容易損壞;園孔蓋板較小,容易丟失。
?。?)在水稻田內(nèi),多數(shù)閥井內(nèi)積水不多,但亦有一些井,井壁穿管部位,密封處理不當(dāng)而滲水。
?。?)閥井是一個密閉空間,設(shè)置了透氣洞有利于井上部的空氣對流,但還應(yīng)增設(shè)整個井內(nèi)空氣對流的措施。
?。?)在南方地區(qū)地下水水位較高時,通常按濕式井設(shè)計,造價較低;對于大口徑鋼制管道的閥井,設(shè)計為干式井是有一些優(yōu)點(diǎn),唯造價較高,若是井壁穿管部位密封不當(dāng)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(yīng)從外側(cè)補(bǔ)填密封膏,才能有效地止水。
?。?)井內(nèi)雖設(shè)有鋼制爬梯,但不完備,大口徑管道橫穿于井內(nèi),尚需竹梯協(xié)同在井內(nèi)作業(yè)。
3.19鋼管包封
經(jīng)核算,管道埋深超過4m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,27km共包封154.2m。
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:
?。?)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0.5~1.0m,用河底鋼筋砼防沖刷護(hù)板來平衡管道上浮問題,河渠兩側(cè)護(hù)坡作了加固處理,針對都江堰水系的特點(diǎn),均在河渠歲修期以圍堰法施工。不足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(yīng)引以為戒。
?。?)管道兩處穿越鐵路,均先由鐵路部門的專業(yè)隊伍頂進(jìn)鋼筋砼箱涵,分別為17m、20m長,而后設(shè)支座敷設(shè)鋼管??⒐z查時發(fā)現(xiàn)兩箱涵均存在注水問題,經(jīng)協(xié)商將箱涵內(nèi)填滿砂來消除浮管的隱患。
(3)管道穿越外環(huán)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(hù)
近十多年來成都敷設(shè)的鋼制管道均實施了犧牲鎂陽極的陰極保護(hù)措施,本工程最終也同意采用相同的保護(hù)措施,保護(hù)年限為25年,不足的是廠內(nèi)鋼管未考慮陰極保護(hù)。但在采用電流密度的設(shè)計值上發(fā)生了分歧,SADE公司提出i=0.1mA/m2值(應(yīng)是設(shè)計手冊提供的低值)。我方基于本管道的重要性、國內(nèi)陽極質(zhì)量的不穩(wěn)定性等因素,提出兩點(diǎn)修正意見,一是i=0.2~0.25mA/m2;否則承諾在十五年后項目公司將水廠移交給成都政府時,復(fù)測陽極的保護(hù)電位是否超標(biāo),超標(biāo)點(diǎn)項目公司補(bǔ)埋陽極。經(jīng)過艱難談判,SADE公司最終采取i=0.15mA/m2,并同時給成都政府100萬人民幣補(bǔ)償。
全線共設(shè)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(diǎn)采用絕緣法蘭相連,使其電絕緣隔離。
3.22標(biāo)志樁的設(shè)置
長距離輸水管道在農(nóng)田內(nèi)敷設(shè),在管道折點(diǎn)、直線段約500m處設(shè)置標(biāo)志樁是必要的,SADE公司把標(biāo)志樁設(shè)置僅1.0m高,難以觀察,經(jīng)多次談判,由項目公司返工,共設(shè)置3.0m高的標(biāo)志樁92處。
3.23輸水管線上的控流設(shè)施
水六廠是重力流輸水的水廠,A廠一、二、三期輸水管道進(jìn)入城市管網(wǎng)之前,均設(shè)有控流站,在協(xié)調(diào)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C廠投入運(yùn)營后,環(huán)狀管網(wǎng)西擴(kuò),把控流站包圍在環(huán)狀管網(wǎng)內(nèi)部時,泵壓流的水二廠、水五廠將逐漸轉(zhuǎn)為調(diào)節(jié)水廠的角色,理應(yīng)由泵壓流水廠出水泵變頻調(diào)流來保持管網(wǎng)的水壓平衡較合理。
因此當(dāng)城市供水達(dá)到一定設(shè)計規(guī)模后,如何合理地調(diào)度管網(wǎng)的水壓平衡,立項研究是必要的。為此在B廠DN2400mm輸水管道的控流方式上曾發(fā)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517.20m),建設(shè)了控流站。確定用兩臺DN1200mm活塞閥并聯(lián)來調(diào)流,目前的供水規(guī)模上是有效的,今后供水達(dá)到輸水管道的設(shè)計規(guī)模后,此控流站是否形成瓶頸,是否需要改造應(yīng)引起關(guān)注。
4.工程驗收
本工程包含了BOT項目及BT項目,對于BOT項目應(yīng)進(jìn)行完工后的檢查、驗收、運(yùn)行的測試以及竣工文件的審查、移交;對于BT項目還存在工程的移交。
4.1完工檢查
在工程完工階段由成都市政府BOT項目協(xié)調(diào)辦牽頭,擬訂了完工檢查大綱,對工程分項進(jìn)行了詳細(xì)檢查,督促整改,為BOT項目開展初步性能測試、為BT項目的驗收移交創(chuàng)造條件。
首先多次對竣工圖及竣工文件進(jìn)行了初步審查,分廠內(nèi)工程及輸水管線工程,分別組建了專業(yè)性檢查小分隊。
檢查項目有:取水口上游河堤、取水格柵、連通渠、引水暗渠、排水總渠、廠內(nèi)凈水構(gòu)筑物、廠內(nèi)建筑物、自用水系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)、流量計、水質(zhì)儀表、機(jī)電設(shè)備、輸水管線等。但檢查的重點(diǎn)是BT項目,BOT項目重點(diǎn)檢查與外部關(guān)聯(lián)的部位。
檢查前,制訂了檢查表格、表格的術(shù)語解釋、檢查注意事項,檢查期間將檢查情況形成匯總資料通報,分送相關(guān)單位督促整改,直至大部分問題得到了落實與處理。
廠內(nèi)工程分工藝、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備等專業(yè)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(nèi)狀況、閥井(兩個小分隊)及陰極保護(hù)分別進(jìn)行了檢查,并督促了整改。
管線內(nèi)部檢查時,對管內(nèi)異物進(jìn)行了清除,對內(nèi)噴涂的缺陷進(jìn)行了修補(bǔ),對橢園度進(jìn)行了抽查,對于坡向問題通過水準(zhǔn)尺的初查,發(fā)現(xiàn)返坡現(xiàn)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(nèi)對縱斷面進(jìn)行了復(fù)測,對地面的覆土高程、井點(diǎn)座標(biāo)進(jìn)行了補(bǔ)測,從而完善了竣工資料,也確認(rèn)了局部返坡和局部覆土較淺的問題,在這里國內(nèi)施工單位能主動配合、勇于揭短的風(fēng)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(biāo)、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(guī)格、型號、啟閉方向、轉(zhuǎn)數(shù)、啟閉指示準(zhǔn)確度、加長桿的穩(wěn)定性、伸縮節(jié)內(nèi)間隙、啟閉方榫狀況、排氣閥高度、人孔、爬梯及井內(nèi)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(shù)參數(shù)進(jìn)行了收集、登記,對啟閉轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行了實測,為日后管道管理部門建立閥門跟蹤卡,提供了依據(jù)。檢查中發(fā)現(xiàn)多個DN2400mm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(zhǔn)、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,督促了整改。
管線地面檢查的過程中,主要檢查還土復(fù)耕、道路、溝渠、斗渠的恢復(fù)情況,標(biāo)志樁埋設(shè)狀況。檢查中發(fā)現(xiàn)溝渠護(hù)坡有問題的進(jìn)行了整改,斗渠底離管頂不足0.5m的進(jìn)行了砼護(hù)底,標(biāo)志樁太短全部進(jìn)行了返工。
管線陰極保護(hù)檢查過程中,主要實測了管道保護(hù)電位、測試樁的埋設(shè)情況、閥井內(nèi)跨越導(dǎo)線敷設(shè)狀況、絕緣法蘭的效果監(jiān)測等。
廠內(nèi)工藝完工檢查小分隊發(fā)現(xiàn)清水池通風(fēng)百葉窗口、人孔蓋板設(shè)計不合理,影響灰塵、雨水易滲入清水池;流量計檢測點(diǎn)的管段偏高,影響計量精度等問題,均督促進(jìn)行了整改。
4.2竣工文件審查
為了搞好竣工資料的收集整理,還在工程施工過程中,成都市政府BOT項目協(xié)調(diào)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,提出了竣工圖及竣工文件的目錄清單,提供了組卷要求;對提供的竣工資料,匯同相關(guān)部門專業(yè)人員一道進(jìn)行了審查,并督促進(jìn)行了整改,對組卷不符合我市規(guī)定的,我辦領(lǐng)導(dǎo)提出并落實了補(bǔ)救措施,總的來說竣工資料的規(guī)范性與完整性也是較好的。
4.3凈水廠的性能測試
根據(jù)《特許權(quán)協(xié)議》,項目公司在工程完工后應(yīng)對取水工程、凈水廠、排水總渠及相關(guān)設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行下列測試:
(1) 初步性能測試
在初步完工日前十五天內(nèi)進(jìn)行,測試內(nèi)容包括效率測試;總供水能力測試;凈水水質(zhì)測試;可靠性運(yùn)行測試(連續(xù)成功運(yùn)行達(dá)168小時以上);自動化控制的測試(24小時內(nèi)能在設(shè)計能力的75%、100%、115%狀態(tài)下分別運(yùn)行控制);凈水工藝中使用的藥劑測試;濾料的測試。
(2) 季節(jié)性能測試
在商業(yè)運(yùn)營三個月內(nèi),第一、二月中各抽七天進(jìn)行40萬m3/d、41萬m3/d的穩(wěn)定性測試。
?。?) 最終性能測試
最終性能測試的目的是證實項目設(shè)施的安全性和可靠性,它在項目全面投入商業(yè)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行連續(xù)十天的測試。
(4)初步性能測試與管道沖洗消毒投產(chǎn)的結(jié)合
在初步性能測試期間,針對項目公司提出的管道沖洗、消毒方案及初步完工測試計劃,進(jìn)行了深入研究,考慮到初步完工測試的流量變化幅度、頻率較大,項目公司提出長時間、多個主閥門一道開啟度很小的控流計劃,這對蝶閥的正常使用是欠妥的,我協(xié)調(diào)辦提出了利用控流站內(nèi)設(shè)施進(jìn)行初步完工測試的控流方案,向項目公司方面進(jìn)行了耐心的交流,統(tǒng)一了思路,既保護(hù)了管道上主閥門的安全作業(yè),又使初步測試能順利進(jìn)行;近一個月的連續(xù)測試,流量變化的范圍較大,輸水管線上的控流站發(fā)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(wǎng)輸水的整套方案,利用正常含氯水對管道消毒沖洗,避免高濃度氯水對管壁的影響,按計劃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m3/d供水量的投產(chǎn),沒有引起供水管網(wǎng)大的沖擊。
其中,初步性能測試合格,是項目投入商業(yè)運(yùn)營的先決條件;通過以上性能測試,是對BOT項目設(shè)計、施工質(zhì)量的考核,存在的缺陷能及時整改;同時也是BOT項目運(yùn)營的班子對工藝、設(shè)備、設(shè)施熟悉掌握的極好方式。過去國內(nèi)供水工程在商業(yè)運(yùn)營前的調(diào)試很粗糙,使水廠投產(chǎn)后的一段時期內(nèi),一直在進(jìn)行技改、調(diào)整。當(dāng)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(jìn)一步探討。
5.工程的效果
該BOT項目是全國第一個城市供水設(shè)施試點(diǎn)項目,也是我市改革開放引進(jìn)外資的重點(diǎn)工程,在市委、市政府的直接領(lǐng)導(dǎo)下,統(tǒng)一思想、通力配合,經(jīng)過項目公司及各承包單位的緊張施工,使其按期完工投入了運(yùn)營,工程造價控制較好,整個工程質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)是明顯的,當(dāng)然問題也是存在的,它為我國今后的類同工程積累了寶貴經(jīng)驗。
凈水廠經(jīng)試運(yùn)行的調(diào)整后,出廠水的水質(zhì)、水量滿足了《特許權(quán)協(xié)議》的基本要求,水廠投產(chǎn)的同時,水廠的自控系統(tǒng)投入運(yùn)行,廠內(nèi)生產(chǎn)性及非生產(chǎn)性建筑物緊湊、實用,廠區(qū)的環(huán)境綠化亦初見成效。
輸水管線的施工單位克服管壁偏薄等不利條件,鋼管制造及現(xiàn)場組裝的焊接質(zhì)量是完好的;完工后管道內(nèi)部實測的橢園度均小于2%;鋼管外防腐及內(nèi)噴襯質(zhì)量也是好的;閥門井的砌筑是規(guī)范的;管線穿越河道、鐵路的施工基本達(dá)到圖紙的要求。
不足的是輸水管線的局部高程控制不嚴(yán),出現(xiàn)返坡現(xiàn)象較多,盡管完工檢查后個別點(diǎn)增添了四個排氣閥,仍然對管內(nèi)積氣的影響是存在的;
針對成都平原農(nóng)村的特點(diǎn),田塊形狀各異、高低不一,今后機(jī)械化作業(yè)勢必大規(guī)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忽視,《特許權(quán)協(xié)議》規(guī)定輸水管最小覆土深度為1.5m的本身就偏小了。管線安裝后局部埋深還小于1.5m,有些在灌溉斗渠下的埋深小于0.5m,因此今后農(nóng)田大面積改土?xí)r,加強(qiáng)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(xù)續(xù)參與了該BOT項目從起草標(biāo)書至工程竣工的全過程,對于這一試點(diǎn)項目有以下幾點(diǎn)心得體會,為今后的類同工程提出一些具體建議。
6.1 該工程在1996年爭取國內(nèi)銀行貸款及日元貸款未成功后,市政府決定爭取以BOT方式立項,來加快我市供水事業(yè)的建設(shè)。當(dāng)時水六廠A廠三期20萬m3/d的規(guī)模于1996年投產(chǎn)后不到一年就達(dá)到滿負(fù)荷供水,供水能力上沒有儲備量,加快水廠建設(shè)是必要的。
六年后的今天,資本市場發(fā)生了巨大變化,籌措建設(shè)資金的渠道多樣化了,本工程的模式已不是最經(jīng)濟(jì)的模式。
但為了對工程的經(jīng)濟(jì)性作一分析,故以國內(nèi)銀行貸款方式與此對比,作為今后同類工程的借鑒。
?。?)BOT項目投產(chǎn)后,項目公司在十五年半內(nèi)可收回水費(fèi)共達(dá)31.27億元。
?。?)BOT項目投產(chǎn)后,在十五年半內(nèi)為項目公司供水另繳水資源費(fèi)為4.53億元(水資源費(fèi)單價按0.2元/m3計)。
?。?)由于水六廠A廠加輸水管線折舊、水資源費(fèi)的綜合單位成本為0.46元/m3(折舊按25年計),為了便于與BOT項目等效比較,將折舊期改為15.5年計,則水六廠A廠的綜合單位成本為0.56元/m3。若上述十五年半的供水量按此成本計費(fèi),折算的水費(fèi)達(dá)12.67億元。
(4)考慮到1999年8月特許權(quán)協(xié)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。
BOT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BOT融資方式比銀行貸款方式支出多1.68倍。
?。?)考慮到?jīng)Q策在項目立項時的環(huán)境,故應(yīng)以1997年1月國家計委批準(zhǔn)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。
BOT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BOT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。
6.2 BOT項目在工程建設(shè)過程中,將工程風(fēng)險層層分解給承包的國內(nèi)施工隊伍,這些施工單位為了獲得參與過國際招標(biāo)工程的經(jīng)驗,甘心情愿地接受“游戲規(guī)則”的“錘煉”。
六年半的實踐,使我們領(lǐng)略到國際融資銀行怎么通過國際水務(wù)集團(tuán)介入我國水務(wù)界,巧妙地運(yùn)用“游戲規(guī)則”進(jìn)行著資本積累。它告誡國人,在參與經(jīng)濟(jì)全球化的過程中,要學(xué)會“游泳”,保護(hù)自己。
6.3 長期以來成都市的供水形勢處于供不應(yīng)求、供求持平的狀況,二十年來想把供水能力搞大一點(diǎn)、抗沖擊能力搞強(qiáng)一點(diǎn),為城市的更大發(fā)展增進(jìn)旺盛活力?,F(xiàn)在供水形勢好了,供水規(guī)模上有了一定的富余量,應(yīng)該說給成都市的更大發(fā)展創(chuàng)造了條件。到目前而言,成都水司的供水能力為138萬m3/d,今年最大供水量為118萬m3/d,設(shè)備富余率達(dá)14.5%。但近些年由于城市還處于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整期,過去用水量最大的東郊工業(yè)區(qū)正全面向郊縣遷移,區(qū)域性供水的步伐又較緩慢,過去供水緊張時期發(fā)展起來的數(shù)十家小型的自備水廠仍在運(yùn)營,城市供水總量停滯,水價上調(diào)幅度有限,制水成本過高的BOT項目的投產(chǎn),更使供水企業(yè)當(dāng)前的運(yùn)營處境艱難。
筆者認(rèn)為,首先以上狀況反映了國家對此類公用事業(yè)性企業(yè)的管理政策,應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整;其次當(dāng)前也應(yīng)該看到在建城區(qū)內(nèi)尚有幾十萬人還沒有得到清潔衛(wèi)生的飲用水,在周邊區(qū)縣城鎮(zhèn)也渴望得到優(yōu)質(zhì)、保量的自來水來帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善人們的生活質(zhì)量。這乃是提示了供水企業(yè),要努力提高服務(wù)質(zhì)量,主動攺善運(yùn)營狀況,積極擴(kuò)大供水范圍,尋求更大發(fā)展的增長點(diǎn);當(dāng)然供水企業(yè)的發(fā)展離不開當(dāng)?shù)卣恼邔?dǎo)向與幫助外部環(huán)境的改善。
6.4 高負(fù)荷的設(shè)計參數(shù)的運(yùn)用與BOT的運(yùn)作模式是緊密相關(guān)的,法方在亞、非、拉地區(qū)工程中亦有實例借鑒,但在他們本國的工程中較少采用高負(fù)荷的設(shè)計參數(shù),這一點(diǎn)也應(yīng)該引起我們?nèi)肌O癯啥妓鶑SB廠采用的單擋機(jī)械絮凝技術(shù)、高負(fù)荷的設(shè)計參數(shù),突破了現(xiàn)行我國給水規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定,曾經(jīng)令人擔(dān)心,但一年的商業(yè)運(yùn)行證明該技術(shù)基本是可行的。
6.5 投標(biāo)文件應(yīng)有初步設(shè)計深度,成都BOT投標(biāo)文件只要求技術(shù)方案,沒有完全達(dá)到初步設(shè)計的深度,因此給《特許權(quán)協(xié)議》簽署前的確認(rèn)性談判和初步設(shè)計審查增加了極大難度,初步設(shè)計審查了二次,時間經(jīng)歷50天,還是遺留了若干內(nèi)容在施工圖階段解決。特別是BT項目,前期的資料應(yīng)準(zhǔn)備充分,以免投標(biāo)中的考慮不周,落實過程里的談判艱難。
6.6 今后招標(biāo)工程的標(biāo)書中,技術(shù)要求應(yīng)具體,BT項目的閥門采購沒有量化的技術(shù)要求,沒有對閥門制造廠家的考察,《特許權(quán)協(xié)議》上只要求采購進(jìn)口的世界先進(jìn)水平的閥門,讓采購方在“大帽子”下有空子可鉆。此次圍繞鋼管壁厚及閥門采購上存在的問題是個遺憾。
6.7 按照國際慣例,標(biāo)書確定的內(nèi)容應(yīng)從嚴(yán)遵守,較多的變動一方面對其它投標(biāo)者是不公正的,二方面沒有按國際慣例辦事,損傷了對方的利益。
比如管線順坡敷設(shè)是明確的,但再三商討認(rèn)同了四處返坡,減少了工程費(fèi)用,可對管道的排氣是不利的,特別是清水池出口的返坡,容易使流量計計量管段存氣,這對流量計的計量準(zhǔn)確性帶來干擾因素。
廠內(nèi)DN2400mm出水管道上安裝的主控閥門口徑縮小到DN1600mm,增大的阻力,影響了A、B兩廠清水池水位的等同關(guān)系,這對A、B兩廠出水的調(diào)度帶來難度。
6.8 工程設(shè)計的審查不能單從技術(shù)本身出發(fā),還應(yīng)考慮經(jīng)營管理。在簽署《特許權(quán)協(xié)議》前的確認(rèn)性談判期間,對取水口設(shè)計單從進(jìn)水流速符合設(shè)計規(guī)范要求,而同意取消了CGE聯(lián)合體設(shè)計的12.5m長的進(jìn)水格柵,中標(biāo)方節(jié)省了工程造價,當(dāng)時強(qiáng)調(diào)了將來A、B、C三個廠統(tǒng)一管理,而忽略了BOT廠的獨(dú)立經(jīng)營,因此取水口沒能按A、B、C三個廠能獨(dú)立經(jīng)營、管理進(jìn)行設(shè)計,從而引起了雙方在取水口如何管理的談判上,增加了難度。
電源設(shè)計存在同樣的問題。為了有利于運(yùn)行管理和分清職責(zé),在實施前進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,要求B廠電源分別改從兩條專用供電線路下桿,而不是從A廠高壓配電室引接。如在標(biāo)書中明確,亦可避免為電源問題進(jìn)行的多次艱難的談判。
6.9 整個工程的質(zhì)量是好的,總體效果是不錯的。但在一些重要環(huán)節(jié)上也出現(xiàn)了問題,如引水暗渠及廠內(nèi)構(gòu)筑物、排水管渠不及時、主動作閉水試驗,甚至個別管段最終也沒有作閉水試驗;輸水管道的高程沒有監(jiān)理人員的連續(xù)監(jiān)控記錄。因此筆者認(rèn)為對于BOT項目、BT項目工程監(jiān)理所站的角度是不全靣的,項目公司聘請的工程監(jiān)理只有建議權(quán),特別是BT項目,有些問題得不到妥善的處理。
比如輸水管線采用薄壁鋼管,為了保證完工檢查時橢園度不超標(biāo),施工單位作了大量工作,施工單位也花費(fèi)了一定的人力與財力,保證了園度,卻忽略了局部高程的控制,引起管線局部返坡,當(dāng)時SADE公司提交的竣工資料沒有反映這一問題,而是在完工檢查中逐步揭示的。
因此,今后類同工程,最終業(yè)主方強(qiáng)化介入工程質(zhì)量監(jiān)督的力度是十分必要的。
6.10 按照《特許權(quán)協(xié)議》,施工圖設(shè)計及修改需經(jīng)成都政府審查,但不必經(jīng)政府批準(zhǔn),就是說項目公司對審查意見可接受也可不接受。
特別是在工程中還存在嚴(yán)重的邊勘測、邊設(shè)計、邊施工的“三邊”問題及邊設(shè)計、邊施工的“二邊”問題,這些對圖紙審查意見的落實、工程質(zhì)量的控制是不利的。
國內(nèi)根據(jù)《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》和《建設(shè)工程勘察設(shè)計管理條例》對施工圖設(shè)計文件進(jìn)行審查,施工圖文件審查意見必須得到確認(rèn)才能開工建設(shè),對于BOT項目也不應(yīng)例外,《特許權(quán)協(xié)議》這方面的規(guī)定是欠妥的。
6.11 應(yīng)高度重視重力流輸水的特點(diǎn),進(jìn)一步完善生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)行方案。筆者認(rèn)為B廠出廠電動閥應(yīng)與廠內(nèi)自控系統(tǒng)脫鉤,通常全開,只有特殊情況時,水司總調(diào)度室授意下才可關(guān)閉,該閥不應(yīng)參與流量的調(diào)節(jié);對B廠清水池水位提出考核要求;控制DN2400mm管線控流站的活塞閥,確保B廠日供40萬m3的水量。
需要說明的是在A廠與B廠剛出廠的連通管提前形成,主要考慮到三環(huán)路配套工程若不能按期通水時,B廠可通過A廠輸水管道輸水;另外,若DN2400mm輸水管道出現(xiàn)故障時,B廠亦可通過連通管輸水。當(dāng)前A、B兩廠連通管上的閥門近期應(yīng)關(guān)閉,兩廠出水的控制互不干擾,避免調(diào)度不當(dāng)引起管內(nèi)水流斷鏈、進(jìn)氣等問題發(fā)生。當(dāng)然十五年后,A、B、C廠統(tǒng)一于一家管理,連通管的作用就很明顯,上述的問題就不嚴(yán)重了。
以上體會與探討系筆者個人意見,僅供參考,不當(dāng)之處望指正。
2003年10月15日
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