東山供水工程壓力鋼管防腐優(yōu)化設(shè)計

郭永峰

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

晉中東山供水工程為跨流域引調(diào)水工程，從山西省富水區(qū)清漳河流域、濁漳河流域，調(diào)水到貧水區(qū)汾河流域。受水區(qū)為晉中市南部5縣（市），包括太谷縣、祁縣、平遙縣、介休市、靈石縣；取水水源包括石匣水庫、關(guān)河水庫、云竹水庫及二期水源。工程年設(shè)計供水量1.1億m3左右，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，輸水管（洞）線全長254.64 km，其中壓力管線長178.06 km，隧洞長76.58 km。沿線主要建筑物，包括3座泵站、10座流量調(diào)節(jié)閥室、35座檢修閥室、225個排氣閥井、63個排水閥井、18個流量計井。

為適應(yīng)較大的地形高程變化，工程部分輸水管道（尤其是三個泵站出水池前后連接段）及管線建筑物內(nèi)，均包含一定數(shù)量不同管徑、不同工作壓力的鋼管。未施工壓力鋼管段具體情況，DN 1800管壁厚24 mm，長度2370 m；DN 1800管壁厚16 mm，長度3100 m；DN 1400管壁厚12 mm，長度2900 m。

目前農(nóng)村的初中古詩詞教學存在教學模式簡單化，照搬教學參考的問題，相當一部分老師在古詩詞教學時只是“掃清文字障礙”，學生會翻譯詩句大意、會背誦，便算完成教學任務(wù)。在課堂上，教學形式很單一，輕視誦讀教學，情境教學，忽視激發(fā)學生興趣，許多先進的教學手段不能被有效應(yīng)用，致使很多農(nóng)村學生對古詩詞學習缺乏興趣和動力。一些學生在學習古詩詞的時候，總是開小差，在背誦古詩詞的時候，也感覺難度很大。在這樣的情況下，農(nóng)村語文教師應(yīng)該認識到學生的學習狀況和當前詩詞教學的現(xiàn)狀，對其加以創(chuàng)新和改革。當然，也有很多初中教師意識到了這一問題，并及時進行了改革。

(4) 基于熵值法的客觀權(quán)重的確定。依據(jù)表5中數(shù)據(jù)，對各個指標進行歸一化處理，可得到評價指標與災(zāi)害點的評判矩陣pij。根據(jù)式(9)求得各指標熵值e1=0.914，e2=0.951，e3=0.995，e4=0.965，e5=0.975，e6=0.989，e7=0.896，總熵值E=6.685，根據(jù)式(10)得各指標權(quán)重Ws={0.237，0.156，0.016，0.111，0.079，0.035，0.330}。

管線沿線附屬建筑物較多，相應(yīng)的鋼配件較多，這些都需要做防腐處理。壓力鋼管內(nèi)、外防腐均采用傳統(tǒng)防腐形式，鋼管內(nèi)防腐采用無毒環(huán)氧類涂料，鋼管外防腐采用環(huán)氧煤瀝青。從工程已施工標段鋼管實施情況看，大口徑鋼管的內(nèi)、外防腐質(zhì)量欠佳，小口徑鋼管的內(nèi)防腐僅兩端部分可實施，鋼管內(nèi)部無法實施。

2 壓力鋼管防腐優(yōu)化設(shè)計

2.1 防腐優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀

使用壽命長。外層塑料埋地后不易老化，外防腐保護的鋼管管體不會發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，內(nèi)層塑料因不受光照也不易產(chǎn)生老化現(xiàn)象。所以，涂塑復(fù)合鋼管的使用壽命既大于鋼管，又大于塑料管，使用壽命可明顯提高。

涂塑復(fù)合鋼管與其它類的復(fù)合管材相比，主承壓部分完全由焊接鋼管承擔，其塑料層單純發(fā)揮防腐保護作用，涂塑復(fù)合鋼管具有以下特點：

2.2 防腐優(yōu)化的必要性

東山供水工程是大水網(wǎng)工程之一，工程取水水源的兩條支線共布置3個泵站，根據(jù)泵站出水池前后管線地形起伏變化大的特點，均采用了具有高強度性、高抗?jié)B性、高密封性和耐久性的鋼管，具有適應(yīng)復(fù)雜地形、抗震性能好、承壓能力強、重量較輕、運輸安裝方便等優(yōu)點。但鋼管需要進行比較復(fù)雜的內(nèi)、外防腐處理，非專業(yè)防腐施工，尤其是在施工現(xiàn)場進行鋼管防腐施工，質(zhì)量難以控制，管道糙率也相對大。

2.3 涂塑復(fù)合鋼管

阻力系數(shù)小。管壁光潔，流體阻力小、內(nèi)壁不結(jié)垢，微生物不附著，涂層附著力強，在同等管徑和壓力條件下比傳統(tǒng)工藝防腐鋼管水頭損失低。輸送相同流量的介質(zhì)，口徑可降低。

例2中的標題使用了暗喻的修辭格。該文是美國著名專利法學者Chisum教授批評前述美國最高法院關(guān)于商業(yè)方法專利判例（Bilksi案）不足的論文，他將專利法上可專利客體的法律制度比喻成一座花園，在這座花園里，多年來生長出了大量雜草。他批評最高法院錯過了清除這些雜草的時機；但同時，他又認為該判例也為專利法播下了非常有益的種子，對專利權(quán)保護范圍的界定具有重要積極意義。

優(yōu)良的物理力學性能。涂塑復(fù)合鋼管具備鋼管所有的特性，強度高、抗沖擊性強、剛性大、膨脹系數(shù)低和抗蠕變性能強，埋地鋼管可以承受一定的外部壓力。

導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性好。導(dǎo)熱系數(shù)接近塑料管的導(dǎo)熱系數(shù)，有較好的隔熱保溫性能。露天安裝鋼管外壁可減少保溫材料的用量，夏季使用亦不結(jié)露。

本次優(yōu)化設(shè)計選用的涂塑復(fù)合鋼管，結(jié)合了鋼管與塑料管的優(yōu)良性能，具有超強的防腐性能等諸多優(yōu)點，目前已應(yīng)用于南水北調(diào)等水利工程，較好地解決了鋼管防腐問題，提高了防腐可靠性，減少了運行維護成本。內(nèi)防腐采用一次性熱熔熔結(jié)環(huán)氧樹脂粉末涂層，外防腐采用熱熔聚乙烯粉末涂層。補口采用兩種型式，管徑小于DN 600的鋼管管端內(nèi)襯不銹鋼層，不小于DN 600的鋼管管端內(nèi)涂液態(tài)雙組份環(huán)氧樹脂。省去了陰極保護等工藝，維修養(yǎng)護環(huán)節(jié)簡便。

與此同時，正在引發(fā)世界性科技變革的人工智能技術(shù)已加入到與城市軌道交通運營、維護領(lǐng)域的融合中，智能化和智能運維是當前城市軌道交通運營維護不可抗拒的發(fā)展趨勢。

防腐能力強。涂塑復(fù)合鋼管由鋼管涂一定厚度的塑料材料而成的管材，涂層具有超強的附著力；采用特殊封口工藝，管材整體的防腐效果不受鋼管端面腐蝕的影響，杜絕了端面防腐效果差而影響整個系統(tǒng)防腐的重大缺陷；涂層一次完成無接縫，滲透率極低，因介質(zhì)不會與鋼管接觸，形不成微電池，不易產(chǎn)生氧化腐蝕。

從本工程已施工標段鋼管防腐情況及類似輸水工程鋼管運行情況看，傳統(tǒng)工藝防腐鋼管的使用壽命短，維修成本高。泵站出水池前后連接部分PCCP已改為壓力鋼管，糙率值未進行調(diào)整。三座泵站壓力鋼管均采用最大設(shè)計揚程進行壓力計算，未進行壓力分段設(shè)計。泵站壓力鋼管防腐采用傳統(tǒng)工藝，存在小口徑鋼管內(nèi)防腐實施難度大，且鋼管運行期防腐維護難度大、成本高的問題。

運行費用低?？蓽p小泵站揚程，大大降低工程運行管理費用。

承壓性能穩(wěn)定。鋼管為管體的主承壓層，管材的承壓能力不受塑料層性能變化的影響。其承壓強度按焊接鋼管設(shè)計，不考慮塑料層在管材中起的承壓性能，不會降低管材的設(shè)計工作壓力。

衛(wèi)生等級高。達到國家涉及飲用水衛(wèi)生許可的要求。

式中：S為系統(tǒng)內(nèi)物種的總數(shù)；N為所有物種的個體數(shù)之和；Pi=Ni/N，Pi為第i種的個體數(shù)Ni占所有種個體總數(shù)N的比例。

2.4 工程量、費用對比

通過水力、壁厚結(jié)構(gòu)強度計算得出：涂塑復(fù)合鋼管DN 1600管壁厚16 mm，長度2000 m、DN 1600管壁厚14 mm，長度3250 m、DN 1300管壁厚11 mm，長度3980 m。采用涂塑復(fù)合鋼管后，泵站鋼管鋼材用量可減少1832.8 t，內(nèi)防腐面積可減少4570 m2，外防腐面積可減少4760 m2，投資費用減少2160萬元。

2.5 施工主要工序

測量定位放線、溝槽開挖、管道基礎(chǔ)墊層及工作坑、溝槽下管、管道吊裝、鋪設(shè)管道（對口、焊接、端口防腐）、管道檢測、土方回填、打壓試驗。

3 結(jié)論

涂塑復(fù)合鋼管實施后，鋼材用量及鋼管內(nèi)、外防腐面積大大減少，可節(jié)省部分工程投資。單節(jié)鋼管重量有所減小，鋼管運輸、吊裝及安裝更為方便，可降低施工成本，提高施工速度?？蓽p小泵站揚程，大大降低運行管理費用。