廣州西江引水工程輸水管材比選

裴翠梅

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

廣州西江引水工程輸水管材比選

裴翠梅

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

廣州市西江引水工程是一項(xiàng)綜合大型水利工程和重要的市政工程，為合理使用工程投資，降低工程建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用，簡(jiǎn)化運(yùn)行調(diào)度程序，提高系統(tǒng)效率，確保運(yùn)行安全，在綜合考慮研究分析各種輸水管材選取的基礎(chǔ)上，提出較合理可行的設(shè)計(jì)方案。

輸水管材；比選；西江引水工程

1 概況

廣州西江引水工程是一項(xiàng)大型水利工程和市政項(xiàng)目，包括取水口、泵站、輸水干管、配水支管等，工程為雙管線輸水，主干線長(zhǎng)48.8km，包括支線在內(nèi)，管線總長(zhǎng)68.36km。供水對(duì)象為廣州市，涵蓋市中心城區(qū)的主要部分。引水工程規(guī)模為350萬(wàn)m3/d，占廣州市自來(lái)水公司總供水量的近50%，是一項(xiàng)巨型系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)。

本工程從西江取水至廣州西部水廠，沿程管線總長(zhǎng)約68.36km，而西江最枯水位與最高水位相差11.35m，取水水位變化幅度很大，且用戶近、遠(yuǎn)期用水規(guī)模相差較大（近期242萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期350萬(wàn)m3/d），使沿程水頭損失變化范圍較大。因此如何合理選用輸水管材就變得十分關(guān)鍵。

2 管材選擇

目前國(guó)內(nèi)用于長(zhǎng)距離輸水的大口徑管材主要有鋼管（SP）、球墨鑄鐵管（DIP）、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土壓力管（PCCP）以及玻璃纖維增強(qiáng)樹脂纏繞成型加砂管（RPMP）五種，在市政工程中有時(shí)也用鋼筋混凝土箱涵進(jìn)行輸水。

2.1 鋼筋混凝土箱涵

箱涵輸水的優(yōu)點(diǎn)是能保證水質(zhì)，不需要大型施工設(shè)備，施工簡(jiǎn)單，工程投資較低；缺點(diǎn)是承受內(nèi)壓低，施工速度慢，箱涵接口處理困難，易漏水，現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土相對(duì)于工廠生產(chǎn)質(zhì)量不易控制等。

2.2 鋼管

鋼管的優(yōu)點(diǎn)是管材強(qiáng)度和耐工作壓力高、管材及管件易加工、建設(shè)周期短、施工敷設(shè)方便、接口型式靈活、管道基本不滲漏，重量輕、易于運(yùn)輸，可用于各種復(fù)雜地形和穿越障礙建筑物，也適用于不同管徑。缺點(diǎn)是價(jià)格較高、焊接接頭不易檢查，鋼管剛度小、承受外壓能力差、襯里及外防腐要求嚴(yán)，使用壽命短，必要時(shí)需作陰極保護(hù)。

2.3 球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管的優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，管道延伸性好，橡膠圈柔性接口密封效果好，對(duì)地基適應(yīng)性較強(qiáng)，可承受較大的內(nèi)壓和一定的外壓，同時(shí)配件標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)檢修方便，重量相對(duì)較輕，易于運(yùn)輸安裝。缺點(diǎn)是管價(jià)高（高于鋼管），輸水過(guò)程中管壁易產(chǎn)生腐蝕餾。目前，管徑大于DN2600的球墨鑄鐵管國(guó)內(nèi)外尚無(wú)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例。

2.4 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管采用承插式膠圈柔性接口，適應(yīng)各種地基能力較強(qiáng)，施工安裝方便，管材防腐能力較強(qiáng)，不需要做內(nèi)外防腐處理，管價(jià)低，承受外壓能力強(qiáng)。其缺點(diǎn)是采用混凝土承插接口密封效果差，重量較重，運(yùn)輸和安裝不太方便，管道使用壽命短，只能承受較低的內(nèi)壓，輸水安全性較差。目前該類管材制造口徑都小于DN2200。

2.5 玻璃纖維增強(qiáng)樹脂纏繞成型加砂管

玻璃纖維增強(qiáng)樹脂纏繞成型加砂管是近年來(lái)國(guó)內(nèi)的一種新型管材。其優(yōu)點(diǎn)是材料強(qiáng)度高，密閉性好，重量輕，管道內(nèi)壁光滑，相應(yīng)水頭損失小，具有良好的防腐性，管道維修方便快捷，特別是由于管道重量輕，施工中需要的大型設(shè)備少。缺點(diǎn)是管道為柔性管，抗外壓能力相對(duì)較差，對(duì)管溝回填要求高，目前，管徑大于DN3000的RPMP國(guó)內(nèi)外尚無(wú)應(yīng)用實(shí)例。

2.6 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土壓力管

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土壓力管兼有鋼管和鋼筋混凝土管的優(yōu)點(diǎn)，管價(jià)相對(duì)較低（比鋼管低），承受內(nèi)外壓能力強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外供水工程較多采用0.6～1.0MPa，最大設(shè)計(jì)工壓已達(dá)2.5MPa，最大瞬時(shí)工壓達(dá)3.5MPa。承插接口為鋼制，加工精度較高，密封性能好，采用雙密封膠圈接頭的管道接頭試壓方便，對(duì)接施工較為簡(jiǎn)單，防腐性能好，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)為50年以上，供水安全性高。半柔性接口，對(duì)地基不均勻沉降具有一定的適應(yīng)能力，抗震性能好。缺點(diǎn)是管的自重大，運(yùn)輸和吊裝較困難，需要大噸位的運(yùn)輸和安裝設(shè)備。

20世紀(jì)90年代前，國(guó)內(nèi)供水管道或電站壓力管道，大多采用鋼管或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，但在歐美等較發(fā)達(dá)國(guó)家，從40年代起就逐步用球墨鑄鐵管和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管取代了鋼管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。我國(guó)80年代末90年代初，繼山東電力管道公司和無(wú)錫華毅管道有限公司率先從美國(guó)引進(jìn)PCCP生產(chǎn)線后，目前已發(fā)展到30多家制管企業(yè)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)了40多座PCCP制管廠。國(guó)內(nèi)幾個(gè)大型引調(diào)水工程均采用PCCP作為輸水管材，例如，山西省萬(wàn)家寨引黃工程（DN3000，43km）、遼寧大伙房二期輸水工程（DN3200～DN2400，265km）、南水北調(diào)中線干線京石段應(yīng)急供水工程（DN4000，2×55km）、哈爾濱磨盤山引水工程（DN2200，120km）、新疆引額濟(jì)烏工程（DN2800，14.6km）、淮水北調(diào)臨渙供水工程（DN 1600～DN1800，90km）等。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)各種輸水管材的管道強(qiáng)度、使用壽命、輸水可靠性、施工運(yùn)輸條件、造價(jià)等參數(shù)進(jìn)行綜合比較，最終選擇預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管作為西江引水工程的輸水管材。

TV672+.2

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1004-7042（2010）07-0053-02

裴翠梅（1979-），女，2008年畢業(yè)于太原理工大學(xué)土木工程專業(yè)，助理工程師。

2010-05-23；

2010-06-26