引水管道工程的管材選擇

路愛平

[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用約占50%以上。輸水管道屬于地下永久性隱蔽工程設施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理選擇管材至關重要。本文從管道的管材種類及管材比較等方面進行論述，并且以工程案例來進行分析對比，合理選擇管材。

[關鍵詞]引水管道 管材 選擇

[中圖分類號]P756.2 [文獻標識碼]B [文章編號]1672-5158（2013）06-0310-01

隨著經濟的發展，邯鄲市城鎮用水量在逐年增加，供用水矛盾日益突出，近年來為解決城市缺水問題，興建了邯鄲市岳城水庫引水工程、邯峰電廠引水工程，南水北調中線配套工程也正在進行，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，從這幾項工程的投資分析中可知，管道引水工程中管材費用占總投資的比例最大，約為50%-70%，管材的選擇是整個工程投資控制的關鍵。

一、常用管材介紹

目前我國生產使用的長距離輸水管材主要有鋼管（SP）、預應力砼管（PCP）、預應力鋼筒砼管（PCCP）、球墨鑄鐵管（DIP）、玻璃鋼管（GRP）。

1、鋼管（SP）

鋼管應用歷史較長，范圍較廣，是一種傳統的輸水管材，鋼管一般選用螺旋焊接與直縫焊接管，具有強度高、承受內外荷載能力強，剛度小、易變形、耐腐蝕性差，抗震性強、需現場焊接、質量檢驗程序多且復雜，鋼管輸水最重要的是防腐，使用壽命取決于內外防腐材料和施工質量。

2、預應力砼管（PCP）

預應力混凝土管按其生產工藝分兩種，一種是一階段管即振動擠壓預應力混凝土管；一種是三階段管即管芯纏絲預應力混凝土管。預應力混凝土管因加工工藝簡單，造價最低，但管材生產過程中存在弊病，如三階段噴漿質量不穩定，易脫落和起鼓；一階段管在施加予應力時不易控制，造成質量不穩定、不均一，維修工作量大，多地有爆管現象，且因重量大造成運輸安裝不方便，使其應用受到了限制，該管道承受內外荷載能力強、剛度大、抗腐蝕性較強、抗震性較強。

3、預應力鋼筒砼管（PCCP）

預應力鋼筒混凝土管是一種鋼筒與混凝土制作的復合管。管芯為混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm鋼筒，在管芯上纏繞環向預應力高強鋼絲，并在其外部噴水泥砂漿保護層。該管的特點是由于鋼套筒的作用，抗滲性能較好，接口采用鋼制承插口，尺寸較準確，設橡膠止水圈，止水效果較好、安裝方便，該管道承受內外荷載能力強、剛度大、抗腐蝕性較強、抗震性強。

4、球墨鑄鐵管（DIP）

球墨鑄鐵管是由經過球化處理的優質鐵水用離心鑄造工藝生產的，是目前廣泛應用的輸水管材，具有強度高、承受內外荷載能力強、剛度大、韌性好、延伸率大、耐腐蝕、抗震性強等特點，內壁襯水泥磨光防腐，外壁采用噴鋅后涂瀝青防腐，采用柔性T型接口，適應變形能力強，止水效果好，是一種較理想的輸水管材。

5、玻璃鋼管（GRP）

玻璃鋼管全稱纏繞玻璃纖維增強熱固樹脂加砂管，該工藝是以樹脂為基本材料，玻璃纖維及其制品為增強材料，以石英砂為填充材料而制成的新型復合管材。具有質量輕、強度高、耐腐蝕、不結垢、承受內外荷載能力強、剛度小、易變形、輸水能力大，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。

二、管材比較

從安全方面，鋼管、球墨鑄鐵管，預應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、鐵路及地形復雜的地段，管線起伏較多的工程中，其實用性強。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量檢查，選用合適的剛度。

從管材價格方面，同管徑中價格從高到低排列為鋼管、預應力鋼筒混凝土管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、預應力混凝土管。

從使用年限及維修方面，鋼管為25～50年，預應力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管和球墨鑄鐵管為50年，預應力混凝土管為30～40年，鋼管和預應力混凝土管維修工作量大，而預應力混凝土管和玻璃鋼管常有爆管現象發生。

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，鋼管、預應力鋼簡混凝土管和球墨鑄鐵管抗震性比預應力混凝土管和玻璃鋼管強。

從施工安裝方面，鋼管在施工現場進行焊接安裝，施工工作量大，質量檢驗程序多且復雜，其他管材施工安裝比較方便。

從管材來源與管件配套方面，鋼管和玻璃鋼管的管材及管件易加工、管件配套方便，預應力混凝土管主材來源廣泛、建廠費用低，但管件需采用鋼制管件，球墨鑄鐵管本地區生產能力大、管材與管件配套最為齊全。

三、管材選擇

選擇管材應從工程的規模、供水目標的重要性角度，結合當地經濟發展水平考慮管材性能、敷設根數、管徑、工作壓力、地形地質、施工維修等方面，兼顧市場供應、建設工期、運輸距離等因素綜合確定。

預應力混凝土管是比較經濟的管材，但輸水保證率要求高、供水對象重要、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、預應力鋼筒砼管，近來玻璃鋼管的應用也逐漸廣泛，但應用中應特別注意出廠管材的質量檢驗，注意選擇合適的剛度。

邯鄲市南水北調配套工程水廠以上輸水管道工程承擔著向邯鄲市24個供水目標輸送長江水的任務。供水區控制總面積7384 km，多年平均分水量為35202萬m。該工程引水線路，總長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論為：管徑≥1400mm，采用預應力鋼筒混凝土管（PCCP），管徑≤1200mm，采用內襯水泥砂漿球墨鑄鐵管（DIP）。