郭家沟深井.docx
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郭家沟深井
鹏泉街道办事处
郭家沟自来水改造工程可行性
研究报告
山东地矿开源勘察施工总公司
二0一四年十二月十日
项目名称:
郭家沟村自来水改造项目
项目建设单位:
鹏泉街道办事处郭家沟村
项目建设地点:
鹏泉街道办事处郭家沟村
法人代表:
徐向新
项目主管单位:
高新区鹏泉街道办事处
项目编制单位:
山东地矿开元勘察设计总公司
资质等级:
甲级
总经理:
(高级工程师)
审定:
(高级工程师)
总工:
(高级工程师)
编制人员:
郭家沟自来水改造工程
可行性研究报告
第一章总论
第一节项目名称及承办单位
项目名称:
郭家沟村自来水改造项目
项目建设单位:
鹏泉街道办事处郭家沟村
项目建设地点:
鹏泉街道办事处郭家沟村
法人代表:
徐向新
项目主管单位:
高新区鹏泉街道办事处
第二节可行性研究依据
1、本报告编制依据文件:
项目所在地有关基础资料。
2、有关主要资料文件:
《机井技术规范》SL256-2000;
《供水水文地质勘察规范》(GBJ27-88);
《供水水文地质钻探与凿井规范》(CK313-87)
《村镇供水工程技术规范》
《村镇给水设计规范》
《莱芜市农村通自来水工作规范》
《中国农村给水工程规划设计手册》
《村镇供水工程技术规范》
《中国农村给水工程规划设计手册》
第三节可行性研究范围
1、项目提出的背景及建设的必要性
2、需水预测及建设规模
3、水源地选择
4、厂址选择
5、设计方案
6、节能
7、环境保护
8、投资估算
9、经济评价
第四节可行性研究结论
本项目建成后,实现日供水200立方米,可缓解项目区内供水不足制约经济和社会事业发展的矛盾,促进国家沟村经济、社会、城镇建设全面发展,改善居民生活条件,维护高新区社会稳定,并对振兴莱芜经济、促进莱芜高新区的开发建设将发挥巨大作用。
因此,该项目的建设是十分必要的。
项目主要建设内容包括:
1、打深井一眼,井深260米
2、新建330m3蓄水池一座。
3、提水配套设施:
潜水电泵一套,建机房、变电室、管理房一座,面积30m2。
项目总投资为72.67万元,其中深井工程投资55.83万元,提水配套工程投资2.96万元,水厂(蓄水池、变配电、管理房等)工程投资13.78万元。
项目拟于2015年3月开工建设,工期2个月。
项目建成后,主要目的是解决当地农村人口饮水问题,满足农民对水量水质要求,进一步促进当地经济可持续发展,具有较好的财务效益和巨大的社会效益。
第二章项目提出的背景及建设必要性
第一节项目提出的背景
一、项目区基本情况
郭家沟村位于莱芜市高新区的最东端,坐落于美丽的望夫山脚下,孝义河穿村而过。
西、北与孔家庄、东沈家庄接壤,东、南与钢城区辛庄镇相邻。
村东西长4公里,南北3.3公里,地形以山岭为主,地势起伏较大,以生产花生、板栗而闻名,地下资源丰富。
2007年,郭家沟村为了改变村民的生活居住环境,进行旧村改造,其建设的小康楼、老年公寓、文体广场等已投入使用,造型优美、设施配套齐全的社会主义新农村已初具规模。
设计户数800户,设计人口2500人。
莱芜市地层出露较齐全,自太古界至第四系地层多又出露。
项目周围地层主要由汶河水冲击形成的粘土、粉质粘土及中粗沙,下伏基岩为第三系粘土岩。
莱芜市地下水可开采资源量为3.2167亿立方米,地下水类型以重碳酸盐为主。
地下水循环条件好,溶滤作用较强,岩石中易溶成分被大量带走,使水质淡化,化学类型简单,适合饮用及工业生产。
二、供水现状及存在的问题
莱芜高新区鹏泉街道办事处郭家沟自来水工程始建于2008年,按照社会主义新农村建设及城镇建设用地增加和农村建设用地减少挂钩试点工作的要求,建设郭家沟居民小区,将现居住平房改造为楼房居住区,设计户数800户,设计人口2500人,且由于铁道管理生活区水源地的建设,截取了原供水工程的水源,原水源水量不符合国家《生活饮用水卫生标准》,村民用水条件恶劣,村民饮水非常困难,饮水安全难以保证,需进行郭家沟集中供水工程改造,急需改善饮水现状。
基于以上种种原因,在充分进行调查研究的基础上,特提出建设本项目。
第二节项目建设的必要性
2007年开始,郭家沟村为了改变村民的生活居住环境,进行旧村改造,其建设的小康楼、老年公寓、文体广场等已投入使用,造型优美、设施配套齐全的社会主义新农村已初具规模。
集中供水是社会主义新农村新型居民小区基础设施的重要组成部分,是社会经济发展的重要物质基础。
从该村的供水现状和存在的问题分析,目前,日供水能力只能达到50立方米,供需缺口达150立方米/日左右。
随着经济和社会的发展,水资源的供需矛盾将更加突出。
建设该项目不仅可以促进经济的发展,提高人民生活水平,而且可以改善小城镇综合功能,为经济的进一步发展提供保障。
第三章需水量预测及建设规模
该村自2007年开始建设郭家沟居民小区-幸福小区,将现居住平房改造为楼房居住区,设计户数800户,设计人口2500人,由于铁道管理生活区水源地的建设,截取了原供水工程的水源,供水存在供水水量不足,供水安全性偏低,老百姓对供水问题反应强烈,要求改造该村供水现状,恢复原郭家沟人畜用水工程建设规模200m³/d。
第四章厂址选择
第一节水源地选择
该村是我市地下水丰富水区之一,经分析比选,拟选用地下水做为本工程的供水水源。
一、水源地位置
经勘察地形及对供水经济效益分析,本工程水源地拟选于郭家沟村东南该村所辖的区域内。
二、地质构造
(一)地形、地貌及地下水
勘区地属丘陵地貌单元。
部分地段岩石裸露,微地貌形态主要为河床、河漫滩。
地表水系主要为盘龙河河水,为季节性河流,一般雨季水量大,来势猛,退得快,旱季水量小或干涸断流。
地形较复杂,西高东低、北高南低,最大高差15.24米。
在勘察深度范围内,未见地下水。
场地地下水埋藏较深。
(二)地层结构及岩土物理力学性质
根据野外钻探资料,拟建场地地基土在勘察深度范围内可划分为4层,分述如下:
1、耕土Q4pd
灰色,灰黄色,松散,以粘性土为主,含较多石英、长石砂粒,见植物根系。
该层在拟建场地分布普遍,厚度不均匀,一般揭露厚度为0.50米~0.80米,相应层底标高为-12.40米~3.04米。
2、含砂粉质粘土(Q4al+pl)
分布于部分场地,厚度1.10~2.90米,相应层底标高-15.08~-2.51米,地层呈灰褐色、黄褐色,可塑,稍有光泽,韧性中等,干强度中等,摇振反应无湿,含中粗砂粒约10~30%,砂粒主要成份为石英、长石。
3、强风化花岗片麻岩Art
地质年代为太古代,黄褐色、灰白色,粗粒结构,块状构造,原岩组织结构部分破坏尚可辨认,主要成份以石英、长石为主,黑云母、角闪石为次,风化裂隙发育。
岩芯呈破碎状、块状,破碎,为软岩,基本质量等级为Ⅴ级,RQD<30。
该层分布普遍,厚度不均匀,一般揭露厚度1.40米~5.30米,相应层底标高-20.38米~0.18米。
4、中风化花岗片麻岩Art
地质年代为太古代,灰白色,坚硬,粗粒结构,块状构造,主要成份以石英,长石为主,黑云母、角闪石为次,岩芯呈短柱状,为较硬岩,较破碎,基本质量等级为Ⅳ级,RQD=50-70。
(三)地震效应
莱芜市抗震设防烈度为7度(第二组),设计基本地震加速度值0.10g。
按照《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008),拟建工程为标准设防类。
该场地土不存在液化土层,故场地不具液化的可能性。
(四)场地的稳定性和适宜性
拟建场区地貌单一,地层结构简单,下伏基岩分布稳定,岩性单一。
依据莱芜地区构造图,场区东距离莱芜外弧断裂约1500米,对拟建物无影响。
场区内无全新世活动断裂构造,无不良地质作用,地质环境未受到破坏,本场地相对稳定,但场地地形东西高差较大,属对建筑抗震不利地段。
勘察表明,场地地下水主要为第四系孔隙潜水,主要赋存于砂石层中,受河水径流控制,水位变化随季节和降水量的大小变化明显,地下水与地表水连通性好,地下水埋深预计大于120.0米。
第二节厂址选择
水厂厂址选择充分考虑以下因素:
(1)尽量接近水源地,减少水管距离,方便管理维修;
(2)少占或不占耕地;(3)附近无污染源;(4)供电及交通方便;(5)离社区较近。
根据以上原则,经比选水厂厂址选在村南水源地的南侧岭上,占地约0.6亩,距社区0.3公里。
该处为郭家沟村制高点,地面标高290.3m,机井井口标高261.2m,水厂距离供电电源200m,水厂靠近蔡店—郭家沟路,交通便利易于工程施工。
第五章工程方案
第一节工程设计原则及目标
一、设计原则
1、水源地选择要考虑水质、水量要求,并结合社区发展规划,做到近远期结合,以近期为主。
2、水处理设施在满足水质、水量要求的前提下,做到经济合理。
3、供水系统要经济、实用、可靠。
4、总图布置要科学布设构筑物,减少不必要的水头损失。
二、设计目标
1、水量目标
近期水量达到200立方米/日,并为远期扩建留有余地。
2、水质目标
供水水质应符合《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》。
3、水压目标
配水管网最不利点服务水压不小于0.28MP,本项目入社区管网处的水压不低于0.6Mpa。
第二节主要建设内容
本工程的主要建设内容包括三大部分:
一是水源地工程;二是水厂工程;三是配套附属工程。
1、水源地工程主要包括深井1眼,设计井深260米。
2、水厂工程包括清水池及综合服务设施。
3、附属工程包括变配电等。
第三节水源地设计
本工程主要有水源工程、提水配套工程和配电工程组成,其设计指标及工程设计为:
(一)水源工程设计(深井工程设计)
1、井深
我公司接受任务后,积极组织水文、地质和物探等方面的工程技术人员对该区水文地质条件进行论证,并进行地下水地球物理勘查工作,经过充分论证,根据该地区地层岩性特点,咨询当地相邻农田灌溉用水井的深度、出水量,结合该地区的打井经验,经综合分析物探资料,确定供水井井深为220~300米,日出水量可达到200~350m3。
2、井址水文地质
生活用水井施工工作区位于郭家沟村东南岭上。
地形较平坦,沿线地质主要为第四系土层,燕山期玄武岩,土层约50米粘土层不含水,30~200米为风化玄武岩和玄武岩,含裂隙水,150~250米段为第三系风化砂岩,含水,估计取水深度为80~260米区间,满足设计用水量要求。
3、钻探设备、钻孔结构、成井结构
(1)钻探设备:
本次使用的设备为GY—1型工程钻机,使用的泥浆泵为250/50型水泵,250/50清水泵1台。
采用ZS112柴油机作为施工动力设备。
(2)钻孔成井结构:
孔深(米)
孔径(毫米)
备注
0.00~40.00
600
40.00~80.00
400
80.00~160.00
250
160.00~260.00
212
4、钻探、成井工艺及质量保证
(1)上部松散层,开孔口径为Φ600mm,下部基岩采用Φ250mm钻进至160米,换Φ212mm继续钻进至260米终孔。
(2)钻孔采用清水钻进,如上部松散层钻进必须用泥浆时,可采用低固相水压泥浆钻进,冲洗介质的质量应符合国家现行的《供水井管技术规范》(GB50296)的有关规定。
(3)认真做好钻探班报表记录,进行简易水文观测。
(4)准确记录各含水层深度、厚度、漏水、涌水、坍塌、掉块位置,并进行全孔岩芯编录。
(5)取出岩芯必须洗净,按回次排放整齐,填写岩芯牌。
(6)钻孔应保持垂直,100米、200米、250米各测孔斜一次,共三次,每百米钻孔倾斜度不大于1.5°。
(7)钻孔钻进达到孔深后,应丈量钻杆,校正孔深。
(8)成井前应进行洗孔,直到反清水为止,经抽水试验验证,抽至已建成水泵房水池,测算出水量及水质,满足设计要求后方可成井,成井方法采取一次性成井。
(9)井管要求:
深度<120米,使用Φ377mm镀锌钢管,壁厚5mm;深度>120米采用Φ215mm镀锌钢管,壁厚8mm。
井管下置采用丝扣连接,坚实牢固。
应保持井管垂直,在井深80~190米处设滤水管,用32目塑料网滤网包裹,铁丝缠牢,井管下完后,采用动水填砾,砾石为园砂砾,直径为5毫米左右砾料填完后,上部0~20米部位用粘土回填密实进行封孔,防止上部污水渗入井内。
(10)成井结束后进行洗井,洗井方法先用焦磷酸钠溶液浸泡24小时后,送清水冲洗,活塞逐段提拉,达到水清砂净效果。
在施工成井各过程严格按《供水水文地质勘察规范》(GB50027—2001)进行操作。
(11)钻井在施工过程中,应时刻注意安全生产,牢记公司发布的安全生产条例。
5、洗井及抽水试验
钻孔施工结束成井后,应采用水泵进行洗井及抽水试验,确定静止水位埋深、动水位稳定埋深,降深,单井涌水量等水文地质参数,取全分析水样送实验室化验。
(二)提水系统设计
1、提水工程
根据提水泵房至水厂距离为200.00m,输水管按最高日工作时用水量加上水厂用水量,工程建设规模200m³/d,为减少机泵每日工作时间,每天工作5小时,总设计流量为11.1L/s。
则Q时=40m3/h,进行供水工程设计。
(1)确定提水流量
根据需水要求,确定该工程提水流量为:
Q=40m3/h
(2)水力计算
A.确定管径
根据提水流量Q=40m3/h及管道内适宜流速不大于1.13米/s的要求,由公式D=(4Q/πV)1/2=0.112米
故取常用管径D内=97mm,即D=110mm,管内实际流速为1.0m/s,工作压力为0.6MPa。
B.水头损失计算
a.沿线水头损失的确定
此扬水站管道总长L=300米,提水流量Q=40m3/h,塑管比阻so=3.952×10-6,则hf沿=so×Q1.77×L=8.12米
b.局部水头损失
考虑局部水头损失按沿程损失的15%计,则hf局=1.2米
c.总水头损失H损=9.32米
d.总扬程的计量
动水位深H水=80.0米 实地扬程H实=29.1米
损失扬程H损=9.32米 则H总=118.42米
(3)水泵选型
根据提水流量Q=40m3/h,扬程H=H总×1.1=130.26米选:
型号
流量(m/h)
扬程(m)
转速
电机功率(kW)
机组最大
外形尺寸
200QJ40-143
40
143
2850
25
Φ184×2791
2、蓄水池工程设计
蓄水池设在岭顶,为该村制高点,设计蓄水池容积为330m3(14×8×3),半埋地下式,地面以上高0.8米,采用浆砌石砌筑,内设砼防渗板墙,池底铺设砼防渗,池顶现浇钢筋砼板。
(具体见蓄水池剖面图)
工程量:
(1)清基土石方:
15.5×9.5×2.1=309.2m3
(2)浆砌块乱石基础:
0.4×1.375×(8.675+14.675)×2=25.7m3
(3)浆砌石墙体:
[(0.6+1.8)×0.5-0.1]×2.7×(8.675+14.675)×2=138.7m3
(4)砼心墙:
2.8×0.1×(8.675+14.675)×2=13.1m3
(5)砼铺底:
0.1×14.2×8.2×2=11.6m3
(6)砼压顶:
0.2×0.6×[(14+8)×2]=5.3m3
(7)灰土垫层:
0.3×8×14=33.6m3
(8)砌体抹面:
(8+14)×2×2.7=118.8m2
(9)池顶钢筋砼0.15×14.7×8.7=19.2m3
3、变配电工程
根据水泵的用电负荷,按变压器最大荷量的80%计,需容量为50KVA的配电设施一处,架高压线300米,变电室结合机房及管理房同时布设,建筑面积30m2。
第六章环境保护和节能
第一节环境保护
本项目水源地在郭家沟村东南,目前该区域无任何污染,该水源地建成后,应加强卫生防护,在城市发展规划时应避免在该区域及附近建设有污染的项目,污染地下水源。
本项目污染物排放标准执行国家《综合排放标准》(GB8978—88)《城市区域环境噪声标准》和《工业企业噪声控制设计规范》等,项目建成后,对周围环境不会产生污染。
第二节节能
本项目拟采用下列节能措施:
1、潜水井泵选用节能型水泵。
2、生产构筑物间连接管道的布置,应尽量使水流通畅,以减少水头损失。
3、选择优质管材,尽可能减少厂区及输配水管道的跑、冒、滴、漏。
4、注意水资源的综合开发利用。
5、变电室靠近负荷中心,以减少线路损失。
6、选用合适的低压电容补偿柜,提高功率因数。
7、选用节能型变压器及其它节能电气产品。
8、各建筑物应充分考虑利用自然通风和采光。
9、充分利用自然环境,搞好建筑物周围的绿化。
第七章工程投资预算
(一)预算编制说明
1、工程简要说明
建设规模200m3/d。
包括提水工程、水厂工程及相关工程。
2、编制内容
本编制内容包括水源工程、提水工程、水厂工程及相关的土建工程,设备购置及安装工程。
3、建设范围:
取水:
取水头部,取水管道,取水泵房;
水厂:
各种构、建筑物,工艺安装,设备,电气,厂区总平面,道路,各种管道;
工程投资概算包括工程费,其它费,预备费,流动资金等项费用。
(二)编制依据
1)《全国统一建筑工程基础定额》(2004年)
2)《山东省水利工程建设预算定额》
3)《全国统一安装工程预算定额》(2004年)
4)《山东省水利水电工程设计概(估)算费用构成及计算标准》(鲁水定字[2000]1号文);
5)《山东省水利水电工程设计概(估)算编制方法》(鲁水定字[2000]1号文件);
6)《省估价表》全国统一市政工程预算定额
7)《全国市政投资概算指标》HGZ47-101-96;
(三)工程投资预算
项目总投资为72.67万元,其中深井工程投资55.83万元,提水配套工程投资2.96万元,水厂(蓄水池、变配电、管理房等)工程投资13.78万元。
工程预算表附后。
第八章成本效益分析
第一节供水成本分析
工程总投资额为72.67万元,固定资产形成率为80%,取工程净残值为5%,折旧年限按各类项目的平均年限取为30年。
1、基本折旧费=72.67×0.8×(1-5%)÷30=1.84万元
2、年供水费用=运行费+折旧费
运行费=电费+维修费+管理人员工资+管理费
(1)电费设计年用水总量按10.8万方计,则
电费=10.8×0.51=5.51
(2)维修费
参照已建工程资料,综合分析,工程维修费应包括设备日常维修费(取0.5%)和大修费(取2.2%),即维修费取固定资产的2.7%。
所以,
维修费=58.1×2.7%=1.57万元
(3)管理人员工资
该工程管理人2人,人均按年薪4000元,管理人员工资合计年薪0.8万元。
(4)管理费
管理费取前两项的10%,即0.71万元
运行费=0.58+0.18+1.2=8.59万元
年供水成本=运行费+折旧费=1.84+8.59=10.43万元
所以该项目区供水成本为:
10.43÷10.8=0.97元/m3。
总论:
该水价远低于当前莱芜市自来水公司生活用水水价2.62元/m3,综上所述,该项目在经济上是可行的。
第二节社会效益分析
本工程项目系民用公用设施,其国民经济效益主要有以下方面:
一、促进高新区的开发建设
作为基础设施,如果供水跟不上,势必制约城市的开发建设。
该工程建成后,将有力地促进郭家沟村的开发建设,为社会主义新农村的早日建成打下坚实的基础。
二、改善水质,提高居民健康水平
建设本项目使社区供水质量得到改善,居民生活用水更有保障,有益于居民的身体健康。
三、促进第三产业发展,建设本项目可为社区的服务、餐饮、旅游等公益事业提供水源,有利于促进第三产业发展。
根据经济评价准则,项目有一定的经济效益,而且国民经济效益显著,所以,本工程在经济上是可行的。
第九章结论
过论证,该项目符合当地经济的发展,对保护人类环境具有十分重要的意义,项目实施可以保障城乡供水水量和水质,提高居民的生活水平,改善城乡住居环境,优化投资氛围等。
实施该项目具有必要性、可行性,通过努力,项目建设完全可以达到预期的目的。
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