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(shè)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(guī)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(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(shè)計的選管原則是：結(jié)合國內(nèi)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(jié)省資金、方便供貨、易于施工的原則，選擇適合本地區(qū)地形、地質(zhì)和氣候特點的管材。

3 本工程可供選擇的管材情況

根據(jù)目前國內(nèi)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(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼夾砂管?，F(xiàn)將上述五種管材的特性、適用條件、優(yōu)缺點及在我國的使用情況分別進(jìn)行論述。

鋼管：在我國應(yīng)用歷史悠久，范圍廣泛，優(yōu)點是能適應(yīng)各種復(fù)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(fù)雜困難。

球墨鑄鐵管：在我國應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，經(jīng)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(yōu)勢明顯，價格較高。

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管加工工藝簡單、造價低、適合我國的經(jīng)濟(jì)狀況，應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yōu)勢。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）：這是一種鋼板、鋼絲和混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，此種管材充分而又綜合地發(fā)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(nèi)壓和外壓，且由于鋼套筒的作用，抗?jié)B能力非常好。管子的接口采用鋼制承插口，尺寸較準(zhǔn)確，并設(shè)橡膠止水圈(單膠圈或雙膠圈)，因而止水效果好，抗震能力強(qiáng)，安裝方便。剛性管壁和粗糙外表面使之有很強(qiáng)的抵抗裝卸、運輸、安裝過程中損壞能力，內(nèi)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(hù)費用低廉。

玻璃纖維增強(qiáng)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(qiáng)材料，熱固性樹脂為基體，采用連續(xù)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(qiáng)度較高，耐沖擊負(fù)荷，重量輕，耐磨性好，耐腐蝕，壽命長，不結(jié)垢，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。玻璃鋼管的連接也采用承插式，并設(shè)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(chǔ)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(yōu)缺點。鋼管的性能最好，在復(fù)雜地形和較高內(nèi)壓時，具有無與倫比的性能優(yōu)勢，但價格也最高；預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管除了重量比玻璃鋼管大，價格也比預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管高外，幾乎具備其它所有管材的優(yōu)點，技術(shù)非常成熟，而且近幾年在遼寧省境內(nèi)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(yīng)急入連工程中都大量使用了預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。該管材的生產(chǎn)廠家在遼寧省地區(qū)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(jù)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(jié)合管線所經(jīng)的地質(zhì)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(zhì)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(xué)之友B版，2006(4).