廣州市西江引水工程支線段管材比選

摘要：對廣州市西江引水工程的石門支線、西村支線及江村支線的輸水管材選擇進行了介紹。針對預應力鋼筒混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管及玻璃鋼夾砂管四種管材，從性能、施工條件、市場供應情況等方面進行了比選。最后三條輸水支線均選用了鋼管。

關鍵詞：廣州市西江引水工程 預應力鋼筒混凝土管 鋼管 球墨鑄鐵管 玻璃鋼夾砂管

廣州市西江引水工程支線段從廣州市鴉崗村附近的配水增壓泵站為起點，分為三路：一路向北預留接口(至規(guī)劃北部水廠)；一路向東沿鴉崗大道、華南三期至機場高速公路，再沿機場高速公路西側向北，至江村水廠二廠；一路向南沿廣清高速，增槎路接入石門水廠、西村水廠一級取水泵站。江村支線長約12.7km，口徑DN2400，單管運行；西村支線長約8.4km，口徑DN3200，單管運行；石門支線長約5.5km，其中與西村支線并行段長2.9km，口徑DN2800，單管運行，后段長約2.6km，口徑DN2000，雙管并行。管道工作壓力均為0.5MPa。管道覆土厚度一般為2～2.5m。支線主管材均為鋼管。

1 管材性能特點

1.1 預應力鋼筒混凝土管(PCCP)

預應力鋼筒混凝土管內部嵌置一層1.5mm厚鋼筒，在管芯上纏繞環(huán)向預應力，采用機械張拉纏繞高強鋼絲，并在其外部噴水泥砂漿保護層。預應力鋼筒混凝土管具有很高的強度，可承受較高的工作壓力；采用鋼質承插口環(huán)，強度和鋼度好，并采用雙橡膠圈密封，有一定的柔性，抗?jié)B、防漏性能都比較好。限于該管的自身外層的混凝土結構，遇上較大轉角及其他配件時，仍需采用通常的鋼制配件。

1.2 球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵是一種鐵、碳、硅的合金，其中碳以球狀游離石墨存在。球墨鑄鐵管的主要特點是強度高、韌性大、耐腐蝕能力強，管道的柔性較好、且管口之間采用柔性接口，有很強的適應地基變形和抗震能力，施工方便簡單。球墨管在大口徑長距離引水工程中使用較少。

1.3 鋼管

鋼管是一種在各行業(yè)廣泛應用管材，具有長久的應用歷史，豐富的使用經驗。鋼管的優(yōu)點是適應性強，一般情況下不需要做特殊的管道基礎處理，加工靈活方便，可承受較高的內壓，彈性模量高。其缺點是除銹防腐麻煩。

1.4 玻璃鋼夾砂管

玻璃鋼夾砂管是以樹為基體材料，玻璃纖維及其制品為增強材料，石英砂為填充材料而制成的新型復合材料。玻璃鋼夾砂管主要的特點是管材重量輕，承受內壓高，內壁光滑，有較好的通水性能，同等管徑比其他管材可輸送更多的水量，抗震性能較好。

2 管材比選

為保障廣州亞運供水，西江引水工程必須在廣州亞運開幕前完工，施工工期十分有限。由于工程的特殊性，管材比選需把管道施工條件、管道市場供應的情況等，結合上文介紹的管材性能特點考慮。

2.1 施工條件與管材施工要求比較

西江引水工程三條支線的管線大部分都沿著或直接敷設在交通繁忙的市政道路上，地下綜合管線復雜繁多、縱橫交錯。沿線地質情況復雜多變，主要以中砂、淤泥質土為主。

本工程輸水管道施工時需要考慮到工程對廣州市交通及廣州市民生活影響，對沿線地下設施的影響。管道的施工，需嚴格控制管道基坑的寬度及施工范圍，另外管線走向升降較多，甚至需要頂管的施工工藝，因此對管材、管件的靈活性有很高的要求。

從四種管材的特征分析，鋼管的適應性最強，鋼管管件現(xiàn)場加工靈活，接口一般采用現(xiàn)場就地焊接，遇到地下設施阻礙或其他特殊情況時，可以靈活避讓，在頂管施工工藝中鋼管使用最為廣泛。鋼管施工所需要的管道基坑較小，一般不需要地基處理；且鋼管自重不大，運輸較方便，施工起重設備要求不高，施工范圍較小。但鋼管的連接采用焊接方式，焊接管道前需作對管、碰管等一系列的準備工作，焊接時間也較長，需要多道焊縫同時作業(yè)，以縮短工期。

球墨鑄鐵管管件需要工廠定做，且都是標準規(guī)格的彎頭、三通，靈活性不足，雖然直管段中，球墨管鑄鐵管安裝有快捷便利的優(yōu)勢，且所需要的基坑寬度較小，但由于管道連接是柔性承插接口，管道轉彎需設支敦，以防接口脫落，設支墩則需要增大基坑的寬度和施工范圍。由于球墨管為外突型承插接口，所以不能采用頂管施工。

玻璃鋼夾砂管管材最輕，運輸方便，起重設備要求低，由于玻璃鋼管單根長度較長，且重量小，不許防腐處理，因此施工速度較快。但管材及管配件需工廠定做，不如鋼管方便，且玻璃鋼管道配件目前國內制造廠還沒有流水線機械化生產能力，尤其管線現(xiàn)場施工階段如果發(fā)生調整，管線的彎頭等配件一般采用現(xiàn)場手工制作，質量難以得到有效保證。因此在長距離頂管中目前還沒有應用實例。

PCCP管自重最大，管道吊裝設備要用上大型的履帶吊車或龍門吊來吊裝，需要寬廣的施工范圍，對施工范圍周邊的環(huán)境有較大的影響。由于PCCP管所用到的大型施工機具，施工便道的等級比其他管材的高，增加投資。由于支線段地質主要是中砂或淤泥質土，為軟性地質，為防止管段不均勻沉降，管道安裝前需要通過打樁或置換地基等方法來處理基坑地基，增加施工費用。

2.2 口徑范圍、管子制造供貨

國內生產大中口徑球墨鑄鐵管規(guī)格一般不超過DN2600，實際應用超過DN2200的較少，能制造的廠家也不多，缺乏市場競爭力我國城市供水管網中，鑄鐵管占80％以上，但口徑多為DN100-DN1600之內。從市場供求上看，球墨鑄鐵管不能滿足廣州市西江引水工程支線段的管材需求。

目前國內已具備大中口徑玻璃鋼夾砂管的生產能力（DN1600-DN3000），但在城市給水工程中應用較少，以DN1600及以下口徑較為成熟，大于DN1600以上實際應用很少。國內的玻璃鋼管生產廠眾多，生產規(guī)模和產品質量參差不齊。玻璃鋼管主要采用長玻璃纖維加砂纏繞工藝制成，管道配件流水線機械化生產能力還相對薄弱，一般為手工制作。

PCCP管，國外已經發(fā)展了五十多年，據(jù)有關資料介紹，國外實際使用最大口徑已達6.4m以上。到目前為止，國內已建成了四十多條生產線，生產能力1000km以上，涉及管子規(guī)格范圍從DN600-DN4800，適用工作壓力最高達1.6MPa。但由于PCCP管自重大，運輸不方便，對工程的進度有很大影響，另外對市政道路的交通運輸造成很大壓力。

鋼管設計制作方便，口徑范圍廣。至目前為止，鋼管在大量輸水工程中得到了廣泛利用，在長距離輸水工程中鋼管的使用積累了最為豐富的經驗。且鋼管自重不大，運輸方便。在廣州地區(qū)，廣州鋼管廠、珠江鋼管廠等，都具備大型鋼管生產能力和業(yè)績，能夠滿足本工程的鋼管需要。

3 管材選擇

綜合上述對比，鋼管對復雜的施工條件的適應性強，其在長距離輸水工程中使用經驗豐富，貨源供應充足，完全滿足廣州市西江引水工程支線段的工程要求。因此本工程輸水管材選用鋼管。

參考文獻：

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[3]李楊主編，市政給排水工程施工[M].水利水電出版社，2010年03月.