引水管道工程的管材選擇

路愛(ài)平

[摘要]在引水工程中，管道工程投資在工程總投資中占很大的比例，而管道工程總投資中管材費(fèi)用約占50%以上。輸水管道屬于地下永久性隱蔽工程設(shè)施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理選擇管材至關(guān)重要。本文從管道的管材種類(lèi)及管材比較等方面進(jìn)行論述，并且以工程案例來(lái)進(jìn)行分析對(duì)比，合理選擇管材。

[關(guān)鍵詞]引水管道 管材 選擇

[中圖分類(lèi)號(hào)]P756.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0310-01

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，邯鄲市城鎮(zhèn)用水量在逐年增加，供用水矛盾日益突出，近年來(lái)為解決城市缺水問(wèn)題，興建了邯鄲市岳城水庫(kù)引水工程、邯峰電廠引水工程，南水北調(diào)中線配套工程也正在進(jìn)行，為了避免水體再次污染、減少輸水線路損耗，引水工程都采用了管道輸水，從這幾項(xiàng)工程的投資分析中可知，管道引水工程中管材費(fèi)用占總投資的比例最大，約為50%-70%，管材的選擇是整個(gè)工程投資控制的關(guān)鍵。

一、常用管材介紹

目前我國(guó)生產(chǎn)使用的長(zhǎng)距離輸水管材主要有鋼管（SP）、預(yù)應(yīng)力砼管（PCP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管（PCCP）、球墨鑄鐵管（DIP）、玻璃鋼管（GRP）。

1、鋼管（SP）

鋼管應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，范圍較廣，是一種傳統(tǒng)的輸水管材，鋼管一般選用螺旋焊接與直縫焊接管，具有強(qiáng)度高、承受內(nèi)外荷載能力強(qiáng)，剛度小、易變形、耐腐蝕性差，抗震性強(qiáng)、需現(xiàn)場(chǎng)焊接、質(zhì)量檢驗(yàn)程序多且復(fù)雜，鋼管輸水最重要的是防腐，使用壽命取決于內(nèi)外防腐材料和施工質(zhì)量。

2、預(yù)應(yīng)力砼管（PCP）

預(yù)應(yīng)力混凝土管按其生產(chǎn)工藝分兩種，一種是一階段管即振動(dòng)擠壓預(yù)應(yīng)力混凝土管；一種是三階段管即管芯纏絲預(yù)應(yīng)力混凝土管。預(yù)應(yīng)力混凝土管因加工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)最低，但管材生產(chǎn)過(guò)程中存在弊病，如三階段噴漿質(zhì)量不穩(wěn)定，易脫落和起鼓；一階段管在施加予應(yīng)力時(shí)不易控制，造成質(zhì)量不穩(wěn)定、不均一，維修工作量大，多地有爆管現(xiàn)象，且因重量大造成運(yùn)輸安裝不方便，使其應(yīng)用受到了限制，該管道承受內(nèi)外荷載能力強(qiáng)、剛度大、抗腐蝕性較強(qiáng)、抗震性較強(qiáng)。

3、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管（PCCP）

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是一種鋼筒與混凝土制作的復(fù)合管。管芯為混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm鋼筒，在管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲，并在其外部噴水泥砂漿保護(hù)層。該管的特點(diǎn)是由于鋼套筒的作用，抗?jié)B性能較好，接口采用鋼制承插口，尺寸較準(zhǔn)確，設(shè)橡膠止水圈，止水效果較好、安裝方便，該管道承受內(nèi)外荷載能力強(qiáng)、剛度大、抗腐蝕性較強(qiáng)、抗震性強(qiáng)。

4、球墨鑄鐵管（DIP）

球墨鑄鐵管是由經(jīng)過(guò)球化處理的優(yōu)質(zhì)鐵水用離心鑄造工藝生產(chǎn)的，是目前廣泛應(yīng)用的輸水管材，具有強(qiáng)度高、承受內(nèi)外荷載能力強(qiáng)、剛度大、韌性好、延伸率大、耐腐蝕、抗震性強(qiáng)等特點(diǎn)，內(nèi)壁襯水泥磨光防腐，外壁采用噴鋅后涂瀝青防腐，采用柔性T型接口，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，止水效果好，是一種較理想的輸水管材。

5、玻璃鋼管（GRP）

玻璃鋼管全稱(chēng)纏繞玻璃纖維增強(qiáng)熱固樹(shù)脂加砂管，該工藝是以樹(shù)脂為基本材料，玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，以石英砂為填充材料而制成的新型復(fù)合管材。具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、不結(jié)垢、承受內(nèi)外荷載能力強(qiáng)、剛度小、易變形、輸水能力大，內(nèi)壁光滑阻力小，在相同管徑、相同流量條件下比其他材質(zhì)管道水頭損失小、節(jié)省能耗。玻璃鋼管的連接采用承插式，并設(shè)置膠圈，安裝很方便。玻璃鋼管相對(duì)而言壁薄，為柔性管道，對(duì)基礎(chǔ)與回填要求較高。

二、管材比較

從安全方面，鋼管、球墨鑄鐵管，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管比較安全，鋼管適用于各種巖土地基，尤其穿越河流、公路、鐵路及地形復(fù)雜的地段，管線起伏較多的工程中，其實(shí)用性強(qiáng)。其他管道適用于一般巖土地基；玻璃鋼管特別注意出廠管材的質(zhì)量檢查，選用合適的剛度。

從管材價(jià)格方面，同管徑中價(jià)格從高到低排列為鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、預(yù)應(yīng)力混凝土管。

從使用年限及維修方面，鋼管為25～50年，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管和球墨鑄鐵管為50年，預(yù)應(yīng)力混凝土管為30～40年，鋼管和預(yù)應(yīng)力混凝土管維修工作量大，而預(yù)應(yīng)力混凝土管和玻璃鋼管常有爆管現(xiàn)象發(fā)生。

從抗腐蝕性及抗震性方面，鋼管抗腐蝕性弱、玻璃鋼管抗腐蝕性最強(qiáng)，鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼簡(jiǎn)混凝土管和球墨鑄鐵管抗震性比預(yù)應(yīng)力混凝土管和玻璃鋼管強(qiáng)。

從施工安裝方面，鋼管在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接安裝，施工工作量大，質(zhì)量檢驗(yàn)程序多且復(fù)雜，其他管材施工安裝比較方便。

從管材來(lái)源與管件配套方面，鋼管和玻璃鋼管的管材及管件易加工、管件配套方便，預(yù)應(yīng)力混凝土管主材來(lái)源廣泛、建廠費(fèi)用低，但管件需采用鋼制管件，球墨鑄鐵管本地區(qū)生產(chǎn)能力大、管材與管件配套最為齊全。

三、管材選擇

選擇管材應(yīng)從工程的規(guī)模、供水目標(biāo)的重要性角度，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平考慮管材性能、敷設(shè)根數(shù)、管徑、工作壓力、地形地質(zhì)、施工維修等方面，兼顧市場(chǎng)供應(yīng)、建設(shè)工期、運(yùn)輸距離等因素綜合確定。

預(yù)應(yīng)力混凝土管是比較經(jīng)濟(jì)的管材，但輸水保證率要求高、供水對(duì)象重要、工作壓力較高，采用單管輸水的工程常采用安全性高的球墨鑄鐵管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管，近來(lái)玻璃鋼管的應(yīng)用也逐漸廣泛，但應(yīng)用中應(yīng)特別注意出廠管材的質(zhì)量檢驗(yàn)，注意選擇合適的剛度。

邯鄲市南水北調(diào)配套工程水廠以上輸水管道工程承擔(dān)著向邯鄲市24個(gè)供水目標(biāo)輸送長(zhǎng)江水的任務(wù)。供水區(qū)控制總面積7384 km，多年平均分水量為35202萬(wàn)m。該工程引水線路，總長(zhǎng)299.749km，大部分管線采用單排管供水方案，綜合以上分析比較管材選擇結(jié)論為：管徑≥1400mm，采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP），管徑≤1200mm，采用內(nèi)襯水泥砂漿球墨鑄鐵管（DIP）。