长距离输水管道工程管材选择

　　摘 要：随着社会的发展和水资源分布不均矛盾的加剧，越来越多的长距离输水管道在城乡生活及工农业供水工程中应运而生。在管道工程中，管材的投资一般占工程投资的1/2以上，因此管材选择至关重要。对不同管材技术特性、经济性和防腐方式进行对比分析，为同类工程提供参考。

　　关键词：长距离输水管道;钢管;球墨铸铁管;预应力钢筋混凝土管;预应力钢筒混凝土管

　　在长距离输水管道工程中，管材选择是一项非常重要的工作。要考虑长距离输水管道工程规模、地质条件、外荷载、工期目标及资金成本等一系列因素，选择最优的管材，以节约工程投资成本，降低施工难度[1]。

　　1 不同输水管材的优缺点

　　近年来，工程技术日趋成熟，涌现出了一大批新型材料。我国引入了诸多新生产工艺、新型管材等，有效拓展了输供水工程管材的选择空间。当前，钢管(SP)、球墨铸铁管(DIP)、预应力钢筋混凝土管(PCP)、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、玻璃钢管(GRP)及钢塑复合管等是输水管道工程的主要管材类型。由于不同管材在性能、成本等方面存在较大差异，因此要综合对比不同管材的优缺点，以确定最优管材[2]。

　　1.1 钢管(SP)

　　钢管应用历史较长，应用范围较广。相较于其他管材，钢管具有较高的强度、良好的适应性与灵活的接口形式，且糙率与水头损失较低，单位管长重量较轻，密封性好，对地基不均匀沉降的适应能力强，适用于地形复杂地段，能穿越各种障碍。《城镇供水长距离输水管(渠)道工程技术规程》(CECS 193—2005)第4.3.3条规定：“对单条重要的大口径输水管道，或地质条件较差、使用压力较高(1.0 MPa以上)时，宜选用钢管。当输水管道穿越河流、铁路等时宜选择钢管。”

　　钢管的缺点是价格相对较高，抗腐蚀性较差，易生锈，易导致水质受到污染，需增加内、外防腐及阴极保护工艺。

　　1.2 球墨铸铁管(DIP)

　　和钢管相比，球墨铸铁管的柔性良好，具有更大的强度与更高的延伸率，且耐腐蚀性的优势明显。橡胶圈柔性接头是球墨铸铁管的主要接口方式，能有效适应不同地基，具有较长的使用寿命和较高的管道承受压力。渗水、漏水及爆管等情况一般不会出现在后续运行过程中。同时，球墨铸铁管的运输、安装难度较小，施工周期短，能大幅度节约工程安装成本。目前，它已在城市给排水工程建设中广泛应用。

　　但是，球墨铸铁管质量大，输水过程中容易产生腐蚀馏。此外，现阶段国内只有较少厂家生产大口径球墨铸铁管，导致其价格高。

　　1.3 预应力钢筋混凝土管(PCP)

　　预应力钢筋混凝土管目前应用较为普遍，主要原因在于其造价成本低，且加工难度较小。和其他管材相比，PCP管的抗渗性、耐久性优良，施工难度小。管道内壁十分光滑，基本不会出现结垢的情况，具有较强的输水能力。即便没有采用防腐处理技术，也不会出现腐蚀。

　　但是，PCP管的柔性不佳，自重较大，运输难度大，且无法保证承插接口的加工精度，存在较大的维修难度。此外，部分PCP管存在空鼓、裂缝等问题，易导致渗漏情况的发生。受PCP管管径及工作压强的影响，其一般被应用于管径2 000 mm以下、工作压强在0.4～0.8 MPa的路段。

　　1.4 预应力钢筒混凝土管(PCCP)

　　预应力钢筒混凝土管的制作材料为钢丝、混凝土与钢筒。其在抗渗性、密封性、抗震能力、耐腐性能与耐久性等方面的优势较大，且具有较长的使用寿命与较大的管径使用范围。现阶段，钢制承插口是PCCP管道的主要接口形式，且应用了橡胶止水圈，具有良好的止水效果，能非常便捷地检验接头渗漏情况，安装难度小，维修成本低。PCCP管的缺点是造价较高，单位管长质量大，运输和施工相对不便，管内壁易滋生水生物。

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