青山水庫輸水管材方案研究

楊 林 ，郭 亮

1.遼寧省葫蘆島市水利勘測設計院，遼寧葫蘆島 125000

2.遼寧省水文水資源勘測局葫蘆島分局，遼寧葫蘆島 125000

1 工程概況

遼寧省葫蘆島市青山水庫工程由樞紐工程及輸水工程組成。青山水庫是《六股河流域規劃》中確定的六股河干流上控制性骨干工程，水庫總庫容6.6億m3，為大（2）型水庫，Ⅱ等工程。水庫設計洪水標準為500年一遇，校核洪水標準為5 000年一遇。青山水庫輸水工程線路總長為71.022km，輸水工程規模為17.1萬t/d。

2 管材選擇的原則

由于本輸水工程具有單管線、大流量、長距離、輸水安全性要求高的特點。故本工程設計的選管原則是：結合國內已建類似輸水工程管材的使用情況，在首先滿足輸水安全的前提下，本著節省資金、方便供貨、易于施工的原則，選擇適合本地區地形、地質和氣候特點的管材。

3 本工程可供選擇的管材情況

根據目前國內大型供水工程實踐和本工程的輸水特性，適合使用的輸水管材有鋼管、球墨鑄鐵管、預應力鋼筋混凝土管、預應力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼夾砂管。現將上述五種管材的特性、適用條件、優缺點及在我國的使用情況分別進行論述。

鋼管：在我國應用歷史悠久，范圍廣泛，優點是能適應各種復雜地形情況。缺點是在較低壓力等級時與其它管材比，價格偏高。埋地鋼管抗腐蝕能力極差，防腐復雜困難。

球墨鑄鐵管：在我國應用也相當廣泛，經過退火處理后性能比鋼管好。缺點是只有在管徑較小時才綜合優勢明顯，價格較高。

預應力鋼筋混凝土管（PCP）：預應力鋼筋混凝土管加工工藝簡單、造價低、適合我國的經濟狀況，應用最廣泛。但由于管材在制作過程中存在弊病，三階段管噴漿易脫落起鼓；一階段管在施加預應力時不易控制，且體積重量大運輸安裝都不方便，工作壓力低，管徑小時有一定的價格優勢。

預應力鋼筒混凝土管（PCCP）：這是一種鋼板、鋼絲和混凝土構成的復合管材，此種管材充分而又綜合地發揮了鋼材的抗拉、易密閉性及混凝土的抗壓和耐腐蝕性。該管的特點是能承受很高的內壓和外壓，且由于鋼套筒的作用，抗滲能力非常好。管子的接口采用鋼制承插口，尺寸較準確，并設橡膠止水圈(單膠圈或雙膠圈)，因而止水效果好，抗震能力強，安裝方便。剛性管壁和粗糙外表面使之有很強的抵抗裝卸、運輸、安裝過程中損壞能力，內壁光滑、水密性好使管線的水頭損失小，增加了管線的輸水能力。維護費用低廉。

玻璃纖維增強熱固樹脂夾砂管(玻璃鋼夾砂管)：此種管材是以玻璃纖維為增強材料，熱固性樹脂為基體，采用連續纏繞工藝，硅砂增加剛度而制成的壓力管道。玻璃鋼夾砂管的特點是強度較高，耐沖擊負荷，重量輕，耐磨性好，耐腐蝕，壽命長，不結垢，內壁光滑阻力小，在相同管徑、相同流量條件下比其他材質管道水頭損失小、節省能耗。玻璃鋼管的連接也采用承插式，并設置膠圈，安裝很方便。玻璃鋼管相對而言壁薄，為柔性管道，對基礎與回填要求較高。上述五種管材的性能和價格比較見表1。

表1 管材性能和價格比較表（DN1600，0.6MPa）

從表1中可以看出，以上5種管材各有優缺點。鋼管的性能最好，在復雜地形和較高內壓時，具有無與倫比的性能優勢，但價格也最高；預應力鋼筋混凝土管價格較低，其他一些性能均不如其他管材；鑄鐵管由于受管徑和價格限制，本工程不與考慮；玻璃鋼管比鋼管和鑄鐵管耐腐蝕性好，比混凝土管安全性高，重量也輕，但抗外壓能力比其它管材差，而且價格較高；預應力鋼筒混凝土管除了重量比玻璃鋼管大，價格也比預應力鋼筋混凝土管高外，幾乎具備其它所有管材的優點，技術非常成熟，而且近幾年在遼寧省境內的使用非常廣泛，大火房水庫輸水（二期）工程、阜新市引白水源工程、三灣水利樞紐及輸水工程以及大伙房輸水應急入連工程中都大量使用了預應力鋼筒混凝土管。該管材的生產廠家在遼寧省地區也有幾家，可以降低運費減少工程造價。

4 管材的確定

本工程輸水日最大輸水量20.86萬t/d，線路全長71.022km，最大壓力0.8MPa。根據本工程具有單管線、大流量、長距離、輸水安全性要求高的特點，結合管線所經的地質地形條件、運輸條件和運輸距離等多方面因素。綜上分析，選擇以鋼套筒管(PCCP-E)為本輸水工程的主管材，在過河以及地質條件差的地段使用鋼管。

[1]王曉麗.深圳市龍口－茜坑供水工程管材選型及管徑確定方案的論證[J].科學之友B版，2006(4).