南水北調(diào)供水配套工程管道修復(fù)技術(shù)淺析

□ 李紅濤 □ 張瑞雪 □ 高繼東

（1河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司；2羅山縣水利局）

1 概況

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程主要向南陽(yáng)、平頂山、漯河、周口、許昌、鄭州、焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、濮陽(yáng)、安陽(yáng)等11座省轄市市區(qū)和所屬的7個(gè)縣級(jí)市、25個(gè)縣城以及禹州神垕鎮(zhèn)、鄧州移民安置區(qū)、南陽(yáng)龍升工業(yè)園區(qū)等48個(gè)供水目標(biāo)提供生活和工業(yè)用水。供水配套工程上接總干渠，下連城市水廠，擔(dān)負(fù)著承上啟下的輸水任務(wù)，工程建成后，可基本滿足河南省受水區(qū)用水需求，極大改善河南省受水區(qū)城市水資源的緊缺狀況，歸還城市擠占的農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水，為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供供水安全保障，對(duì)全省的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有十分重要的意義。

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程輸水管道采用是單管輸水，管道總長(zhǎng)約1000km，管道有PCCP、PCP、球墨鑄鐵管、涂塑鋼管、鋼管、玻璃鋼夾砂管等6種管材，其中PCCP長(zhǎng)約750 km，PCCP所占比重達(dá)75%。隨著時(shí)間的推移，地下管道被腐蝕是不可避免的，所以PCCP等管材的修復(fù)技術(shù)研究十分必要。

2 管道修復(fù)技術(shù)分析

目前管道修復(fù)技術(shù)有傳統(tǒng)開(kāi)挖修復(fù)和管道更換技術(shù)、非開(kāi)挖修復(fù)管道技術(shù)。傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)在深埋及城區(qū)等建筑物密集地區(qū)，實(shí)施起來(lái)十分困難，周期長(zhǎng)，造成水廠長(zhǎng)時(shí)間不能使用南水北調(diào)水，如水廠沒(méi)有其他備用水源或水源不足，產(chǎn)生的社會(huì)影響難以估量。

目前非開(kāi)挖管道修復(fù)方法有爆管法、內(nèi)襯法、軟襯法、纏繞法、噴涂法、灌漿法、點(diǎn)狀CIPP法等。

3 南水北調(diào)供水配套管道修復(fù)技術(shù)研究必要性

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程管道總長(zhǎng)約1000 km，管道有PCCP、PCP、球墨鑄鐵管、涂塑鋼管、鋼管、玻璃鋼夾砂管等6種管材，其中PCCP長(zhǎng)約750km，PCCP所占比重達(dá)75%。隨著時(shí)間的推移，地下管道的被腐蝕是不可避免的，管道的腐蝕引起泄露，造成的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響是難以估量的；加之各種建設(shè)發(fā)展較快，平時(shí)正常運(yùn)行巡視等避免不了外界因素對(duì)管道的破壞；所以PCCP管等管材的修復(fù)技術(shù)研究十分必要，避免一旦管道發(fā)生破壞，修復(fù)周期長(zhǎng)，效率低，給運(yùn)行管理帶來(lái)很多難題。尤其是PCCP管在供水配套工程中所占比重達(dá)75%，所以PCCP管等管材的修復(fù)技術(shù)研究十分必要。

4 PCCP管道修復(fù)技術(shù)探討

4.1 PCCP管道特性

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是國(guó)內(nèi)近十多年發(fā)展起來(lái)的新型管道材料。該管道材料是一種具備高強(qiáng)度、高抗?jié)B性和高密封性的復(fù)合型管材，其集合了薄鋼板、中厚鋼板、異型鋼、普通鋼筋、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)砂漿和橡膠密封圈等原輔材料制造而成。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是指在帶有鋼筒的混凝土管芯外側(cè)纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲并制作水泥砂漿保護(hù)層而制成的管子，包括內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPL）和埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPE）。鋼筒作用是防滲，形成一個(gè)封閉防滲空間；管道內(nèi)壓及外壓由混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼絲承受；預(yù)應(yīng)力鋼絲外層為砂漿保護(hù)層，起到防腐作用，保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絲免受腐蝕，增加管道使用的耐久性。埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管示意圖見(jiàn)圖1。

4.2 PCCP管道修復(fù)探討

4.2.1 淺埋PCCP管道修復(fù)

圖1 埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管示意圖

淺埋PCCP管道如發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲等造成漏水事故，具備開(kāi)挖條件的，可將破損處開(kāi)挖出來(lái)，查明破損情況進(jìn)行修復(fù)，根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲根數(shù)，可將破壞的外保護(hù)層及管芯采用環(huán)氧樹(shù)脂等材料修復(fù)，再用鋼帶在預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲處施加預(yù)應(yīng)力，鋼帶相應(yīng)做好防腐，再回填，可滿足正常運(yùn)行。這種處理在類(lèi)似工程中已經(jīng)運(yùn)用，效果很好。這種處理方式，既達(dá)到了正常要求，又避免了采用更換管道造成的不必要浪費(fèi)。

4.2.2 深埋PCCP管道修復(fù)

深埋及城區(qū)不具備開(kāi)挖修復(fù)等處PCCP管道發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲爆管事故后，開(kāi)挖修復(fù)難度大、不具備開(kāi)挖修復(fù)條件，采用非開(kāi)挖修復(fù)或更換管道是比較經(jīng)濟(jì)合理，修復(fù)周期也短。

深埋及城區(qū)等不具備開(kāi)挖處PCCP管道在南水北調(diào)供水配套工程中一般采用頂管法施工，但是由于PCCP管預(yù)應(yīng)力鋼絲一旦斷絲，相應(yīng)部位的預(yù)應(yīng)力就消失，管道承受內(nèi)壓和外壓的能力不能滿足要求，修復(fù)需要重新在相應(yīng)部位施加預(yù)應(yīng)力，但是在非開(kāi)挖情況下，如何重新施加預(yù)應(yīng)力還是難題。如果重新施加預(yù)應(yīng)力難題不能解決，只能采用從內(nèi)部加強(qiáng)的方式，相當(dāng)于不考慮已破壞PCCP管道，如在PCCP管內(nèi)襯鋼板，內(nèi)襯鋼板用來(lái)承受內(nèi)壓和外壓。

內(nèi)襯鋼板法:內(nèi)襯鋼板施工時(shí)，鋼板應(yīng)根據(jù)管道內(nèi)徑的大小，加工成能進(jìn)入管道的管片，運(yùn)入破壞部位，拼裝完成后，支撐到位，兩段與承插口鋼環(huán)焊接，形成一個(gè)封閉的體系，最后進(jìn)行接觸灌漿。

內(nèi)襯鋼板法雖然能達(dá)到正常運(yùn)行的要求，但是南水北調(diào)供水配套工程是單管輸水，一旦出現(xiàn)爆管事故，施工周期長(zhǎng)，施工難度大，所以對(duì)PCCP管道預(yù)應(yīng)力鋼絲斷絲的修復(fù)進(jìn)一步研究是必要的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)PCCP管道特性的分析，認(rèn)為PCCP的修復(fù)技術(shù)研究是十分必要的，以后供水配套工程運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)爆管漏水事故，有相應(yīng)的處理預(yù)案，根據(jù)制定管道修復(fù)技術(shù)方案，及時(shí)進(jìn)行搶修，縮短搶修時(shí)間，對(duì)減少由于爆管等引起的漏水事故產(chǎn)生的社會(huì)影響至關(guān)重要。所以，南水北調(diào)供水配套工程PCCP管道修復(fù)技術(shù)研究是必要的。但是由于PCCP在南水北調(diào)供水配套工程中應(yīng)用范圍廣，情況復(fù)雜，加之PCCP管結(jié)構(gòu)特殊性，深埋和城區(qū)不具備開(kāi)挖條件的PCCP修復(fù)現(xiàn)在還存在問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究切實(shí)可行和經(jīng)濟(jì)的修復(fù)或更換方案，縮短修復(fù)周期。為保證河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定，建議加強(qiáng)后期管理，尤其是平時(shí)巡線工作，避免鉆探、打井等對(duì)PCCP管道的破壞；另一方面做好各種情況下PCCP修復(fù)等預(yù)案。