1、大冶市王英水庫引水工程1輸配水管道管材選擇一、管材選擇要求在長距離輸配水工程中，管材的選擇一般要根據工程的規模、管道的工作壓力、輸水距離的長短、工程的進度與重要性以及工程所在地的地形、地貌、地質情況，當地管材的生產狀況，應用管材的習慣，特別是工程的資金落實情況，進行技術、經濟、安全等方面的綜合比較后確定。 管材選擇的要求如下：、管材應符合現行國家標準生活飲用輸配水設備及防護材料的安全性評價標準GB/T 17219 的規定。、輸水管道必須具有足夠的強度，以承受外部的荷載和內部的水壓，并要有一定的使用壽命。、輸水管道必須具有抵抗原水中雜質的沖刷和磨損的作用，同時應有抗腐蝕的性能。、輸水管道接口必須

2、不滲水，以防止污水或地下水滲入而污染原水，或原水滲出而使漏損量增大。、輸水管道的內壁應整齊光滑，使水流阻力盡量減小。、輸水管道應盡量就地取材，并考慮到預制管件及快速施工的可能，減少運輸和施工費用。現結合目前國內管材生產和管網使用的實際情況，根據本工程管線的外部荷載、內水壓力、設計流量、環境介質、使用壽命等特點，進行技術經濟比選。二、管材類型大冶市王英水庫引水工程2工程上常用的長距離輸水管材主要有鋼管（SP） 、玻璃鋼夾砂管（FRPM） 、球墨鑄鐵管（DIP）及鋼筒混凝土管 PCCP。本項目原水輸水管及清水輸水管距離較長，單向長度約 55-60km，從陽新縣王英水庫到大冶城區，沿線地質情況、地貌

3、變化較大，有湖塘、山地、平原等。鑒于 PCCP 管道對管道地基處理要求較高，承插接口加工精度要求高，接口容易破損，無標準配件, 需特殊加工; 運輸、安裝困難, 搶修困難；本設計不考慮采用 PCCP 管材，以下就鋼管、玻璃鋼夾砂管、球墨鑄鐵管進行技術經濟比較。、鋼管鋼管（SP）鋼材具有極好的力學性能，鋼板焊制的輸水管道可以承受極高的內壓和較高的外壓。用于城市輸水管道工程的 SP 口徑一般在DN600mmDN2000mm 范圍，最大口徑可達 DN4000mm。SP 的制作中技術和焊接技術已經相當成熟，各種檢驗手段也日臻完善。在工程中 SP 的取材也很方便，制管鋼材一般采用 Q235 碳素結構鋼，口

4、徑小于DN1800mm 的 SP 一般可用工廠制造的螺旋縫埋弧焊管，大于 DN2000mm 的 SP 一般為卷制直縫埋弧焊管。鋼材可以加工成各種管件，尤其在穿越障礙較多、地形復雜的地段時，SP 有很強的適應性。一般情況下，SP 還能夠靠自身抗拉強度來抵消軸向力，這是其它管材所不具備的優勢。但埋地 SP 不耐腐蝕。使用 SP 輸水最重要的問題是防止腐蝕，必須做好管道內、外壁的防腐處理，SP 使用壽命在很大程度上取決于內外防腐層的材料和施工質量。SP 的內防腐通常采用水泥砂漿涂襯，防腐效果較好。水泥砂漿內襯對水的大冶市王英水庫引水工程3阻力也較小，但要采取相應措施，確保施工質量，防止水泥砂漿內襯在

5、管道吊運、施工期間因管道彈性變形而引用開裂、剝落。相比較而言，SP 現場焊接、焊縫處的內外防腐及檢驗等現場施工的工作量較大。、球墨鑄鐵管球墨鑄鐵管（DIP）在生產工藝中經過熔化、脫硫、球化處理，預處理、離心鑄造及退火處理等工藝，使管材具有良好的韌性和耐腐蝕性。無論在海水和不同的土壤中均優于鋼管，其電阻抗比鋼管大三倍。球墨鑄鐵有接近鋼管的性能，耐壓強度比鋼管高。此外，還由于管子內壁涂以水泥砂漿，所以長時間使用后，流量和流速幾乎不會有什么變化。同時，根據配套條件可自由選擇配套各厚度的管子和采用各種橡膠圈柔性接口及管配件，其接口為柔性接口，具有伸縮性和曲折性，適應基礎不均勻沉陷。所以能夠適應各種類型

6、的地質條件。采用滑入式和機械柔性接口方式，施工簡單，因而能適應各種施工條件（包括在管內施工作業） ，接口作業完畢，可立即回填，從而節省時間。球墨鑄鐵管的常用防腐做法是：在內表面襯水泥砂漿，外表面噴鋅再涂瀝青。根據實際使用經驗，球墨鑄鐵管在腐蝕性較強的土壤中埋設，容易腐蝕穿孔，因而管外壁必須噴鋅后作防腐涂層或用塑料薄膜包裹，才能達到鑄鐵管的使用年限。而且有些生產廠家在水泥內襯上存在一些問題，如不光滑、厚度偏差大、內襯收縮引起的裂縫等。球墨鑄鐵管的缺點是大口徑管道價格昂貴，超過鋼管。、玻璃鋼管玻璃鋼纖維纏繞技術始于上世紀 40 年代，1946 年在美國申請專利。50 大冶市王英水庫引水工程4年代初

7、期，開始制作玻璃鋼管道，距今已有 70 余年的歷史。我國纖維纏繞工藝始于 1958 年，當時主要是為“兩彈一機”國防建設服務的。最早應用于民用的玻璃鋼管道以手糊及布帶卷繞為主，這樣生產的玻璃鋼管道防滲性能差，質量不穩定，雖經多次試驗，也未能在大范圍內推廣使用。80 年代末，我國首次引進玻璃鋼管道定長纏繞設備，90 年代中期，我國首次引進全自動電腦控制的連續纏繞玻璃鋼管生產線，從此，我國玻璃鋼管道工業開始有了較快的發展。目前我國玻璃鋼管生產有三種工藝，即定長纏繞工藝、離心澆鑄工藝和連續纏繞工藝。定長纏繞管的加砂采用的是裹砂工藝，即用玻璃纖維布將石英砂包裹在里邊。由于其夾砂層夾砂層存在貧膠缺陷，管

8、壁層間結合力較差，該種工藝玻璃鋼管已經淘汰。離心澆鑄管是將短切玻璃纖維、石英砂和樹脂按比例噴到旋轉的鋼模中制成的。該工藝方法不用連續玻璃纖維，機械性能差，要提高管子的性能，只能靠增加管壁厚度，工作壓力相同時，離心澆鑄管壁厚最大，故而成本也最高。為了降低成本，其樹脂添加碳酸鈣填料，填料的增加，會造成撓曲水平降低。離心澆筑玻璃鋼管制管所用玻璃纖維全部是短切纖維，且分布不夠均勻，造成其耐壓強度不夠穩定，從近幾年國內使用經驗看，離心澆筑玻璃鋼夾砂管的應用逐漸減少。連續纏繞玻璃鋼管克服了離心澆筑工藝的缺點，在管道結構上進行了優化。在結構層中，石英砂和短切纖維一起均勻添加到結構層每一個小的層間，與短切纖維

9、、環向纏繞纖維交織在一起，并得到樹脂充分的浸潤。因此，管壁結構渾然一體，這一特點完全不同于往復管的裹砂工藝。短切纖維的層間聯系特點：短切纖維的添加一方面增強管軸向強度，另一方面起著管壁層間聯系的作用。大冶市王英水庫引水工程5短切纖維吸附樹脂的能力強，是層間結合的最佳介面。在路通管管壁每個小的層間由于短切纖維各向同性的聯系作用，層間結合非常牢固。連續纏繞玻璃鋼管作為一種性能優良的復合管材，除了具有重量輕、強度高、耐腐蝕、水力性能優良、可設計性強、質量穩定等其它管材所無法取代的優越性外，其綜合經濟效益和社會效益亦非常顯著，近年來在我國的市政建設、石油化工、水利灌溉、消防安全、海底排水、壓力供水、水

10、產養殖、污水處理等領域得到了廣泛的應用。三、管材比較1、三種管材性能比較如下：管材性能比較表 管 材 性能 鋼 管球墨鑄鐵管連續澆筑玻璃鋼夾砂管使用壽命30 年50 年30 年防腐能力較弱強強抗滲性較強強強承受內外壓可深埋能承受較大內壓可深埋能承受較大內壓可深埋能承受較大內壓施工難易方便方便較難施工方法開挖、頂管開挖、頂管開挖、頂管接口形式現場焊接鋼性接口承插式橡膠圈止水套筒式橡膠圈止水粗糙度（n 值）水頭損失過水能力0.013水頭損失一般好0.0130.014水頭損失較大一般0.0080.009水頭損失較小最好重量管材運輸重量較大現場制作重量較大運輸方便重量較輕運輸較麻煩，大口徑只能堆 2層

11、對基礎要求最低高最高后期維護簡單、快捷簡單、快捷簡單、快捷破損接口處強度不夠管配件可現場制作型號較多型號不夠完備大冶市王英水庫引水工程6抗老化性強強一般2、經濟比較管材性能比較表 鋼 管球墨鑄鐵管（K9）連續澆筑玻璃鋼夾砂管管 材 項目D1220X10DN1200DN1000管材價（元/m）159422521950防腐價（元/m）20500運費（元/m）150已含管材中50接口材料焊接接口0橡膠圈接口0套筒接頭，1 個/m141管道安裝（元/m）29013050支墩費用（元/m）過溝渠除外,一般地段0100100溝槽開挖（元/m）雙管溝槽費用1110雙管溝槽費用1110雙管溝槽費用2062管道

12、綜合價DN1200（元/m）最便宜(3349 元/m)貴(3592 元/m)最貴(4353 元/m)（注：以上不含管道閥門井、管道試壓費用，地質情況較差的地段需再增加基礎處理費用；其中球墨鑄鐵管支墩按全線支墩數量和費用除總長，折算到每米）四、管材評價1、水力特性分析 采用 RPMP 管節能效果最好，SP 管、DIP 管采用襯里后水力條件相當。2、施工分析 DIP 管、PCCP 管由于自身重量較大，FRPM 管重量較輕，管道安裝相對來講玻璃鋼管較簡單；由于本工程地處丘陵地區，地質情況相對較好，因此三種管材基礎處理要求基本相當，SP 管和 DIP 管由于本身整體性較好，對地基基本不大冶市王英水庫引

13、水工程7需做特殊處理，RPMP 管由于管重小，對地基處理的要求也較低，但需增加埋深滿足抗浮的要求。且對回填土料及回填密實度要求相對較高。3、從接口上分析除鋼管外的另三種管材采用橡膠圈柔性接口，對于地基的不均勻沉降，接口通過借轉角進行適應，其適應能力有限。鋼管雖為鋼性接口，但因為鋼材本身的變形能力強，接口強度高，具有很好的整體性，對地基不均勻沉降的適應性較強。此外，采用橡膠圈接口的管道雖然管材本身使用壽命較長，但其接口的嚴密性受到橡膠圈的質量限制，橡膠圈老化、損壞而導致其使用年限可能遠小于管材本身的使用壽命，從而產生接口漏損。同時，采用柔性接口的管道不能通過接口傳遞沿管線的接力，在管道轉彎、分支

14、、末端等處須轉換為鋼筋設置支墩、拖拉墩，也相應增加了管線投資。4、安全性分析SP 管一般不易發生爆管事故，管道滲漏后的修補也較其他管材容易。其他管材爆管后一般需要換管段，因此維修工期較長。由于本項目為跨境引水，管道抗破壞性，相對鋼管及球墨鑄鐵管較好，而玻璃鋼夾砂管容易被破管。5、經濟分析從每米綜合價來看，鋼管和球墨鑄鐵管價格相當，連續纏繞玻璃鋼夾砂管綜合價最高，且比鋼管和球墨鑄鐵管每米綜合價高出約 50%。五、管材選擇綜合以上分析與比較，針對本工程的特點，綜合管材價格、接口性能、管道安全性等因素，由好至差排列依次為 SP、DIP 管、RPMP 管。大冶市王英水庫引水工程8 在實際應用中，除采用上述技術經濟比較外，管材選擇還受到諸如管材制造質量、管徑范圍大小、施工條件、地質狀況、施工質量、穿越障礙物多少、用戶使用經驗、維護能力、搶修速度等等許多因素影響。在本工程輸水管道從水源至大