1、螺旋縫埋弧焊鋼管、三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管在遠(yuǎn)距離輸水管道工程中的應(yīng)用及對(duì)比分析鄧龍（廣州市城市建設(shè)工程監(jiān)理公司，510600）摘要：在工程實(shí)例中，通過對(duì)螺旋縫埋弧焊鋼管、三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管兩種常用給水管材在遠(yuǎn)距離輸水工程中的應(yīng)用及對(duì)比，分析其特點(diǎn)、適用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、存在的問題及前景等，為該類項(xiàng)目的可行性研究、投資、設(shè)計(jì)選材等提供參考。關(guān)鍵詞：螺旋縫埋弧焊鋼管；三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管；適用性；經(jīng)濟(jì)性；可靠性；前景；對(duì)比Spiral submerged arcwelded steel pipe and three stage prestressed rinforcement con

2、crete pipe in long-distance range water distribution plumbing engineering application and contrastive analysis DENG Long（Guangzhou Municipal Construction Project Supervision Company ，Guangzhou 510600 ）Abstract: In the project example, through to the Spiral submerged arcwelded steel pipe, three stage

3、 prestressed rinforcement concrete pipe two kind of commonly used service pipe material's in long-distance range water distribution project application and the contrast, analyzes its characteristic, serviceable, efficient, reliable, the existence question and the prospect and so on, for this kin

4、d of project's feasibility study, the investment, the design selection and so on provides the reference. Key words: Spiral submerged arcwelded steel pipe; Three stage prestressed rinforcement concrete pipe; Serviceability; Efficiency; Reliability; Prospect; Contrast 咸寧市長(zhǎng)江引水供水工程是為解決咸寧市城區(qū)市民用水困難而興建

5、的城市基礎(chǔ)設(shè)施工程，是湖北省重點(diǎn)工程。從潘家灣鎮(zhèn)長(zhǎng)江邊到咸寧市寶塔鎮(zhèn)配水廠，距離34公里，包括一個(gè)規(guī)模為20萬噸/天的水廠及34km輸水管線。34公里管線實(shí)際總投資約為6600萬元。管線部分分為六個(gè)標(biāo)段，由六個(gè)施工單位同時(shí)施工。該項(xiàng)目采用12米長(zhǎng)的DN1200螺旋縫埋弧焊鋼管、5米長(zhǎng)的三階段DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管兩種給水管材，其它少量鋼管等管材主要是用來制作預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的連接配件使用，其中螺旋縫埋弧焊鋼管總長(zhǎng)3公里、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管總長(zhǎng)31公里。螺旋縫埋弧焊鋼管主要使用在地質(zhì)情況很差、跨河等特殊地段。管道基礎(chǔ)為素土基礎(chǔ)，回填土為原土回填、換填土、換填碎石、換填砂等。在管道轉(zhuǎn)角及

6、受力位置設(shè)混凝土支墩，同時(shí)按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)置排氣閥、排泥閥、伸縮節(jié)。1管材的選用1.1經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)：DN1200螺旋縫弧埋焊鋼管（壁厚10mm）價(jià)格是DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（長(zhǎng)5m）價(jià)格的約兩倍，經(jīng)估算后，如選用DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，輸水管道工程造價(jià)約6600萬元，如選用DN1200螺旋縫弧焊鋼管，其造價(jià)約1.0億元。當(dāng)時(shí)考慮到 咸寧市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及資金規(guī)模，管材的選用首先要經(jīng)濟(jì)適用，經(jīng)濟(jì)性占第一位。1.2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的特點(diǎn)：(1)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管技術(shù)引進(jìn)我國時(shí)間較早，國內(nèi)有成熟的制管和安裝的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。(2)其最大的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低。(3)剛性較強(qiáng)，能夠承受較

7、大的管外荷載，管壁混凝土強(qiáng)度不低于C40級(jí)。(4)安裝方便快捷，只需要用膠圈連接。(5)管道本身的耐用性和永久性較明顯。(6)管體自重大，抗浮性能較其他管材有一定優(yōu)勢(shì)。綜上所述：最后設(shè)計(jì)選用的管材是DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。2沿線地質(zhì)情況 沿線地質(zhì)情況非常復(fù)雜，屬平原、丘陵混合地段，土質(zhì)從一類土（松軟土）至六類土（次堅(jiān)石）齊全，其中有一公里地段，管線基礎(chǔ)土質(zhì)是淤泥層。3施工過程相關(guān)要點(diǎn)分析對(duì)比3.1由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管自重大，運(yùn)輸及吊裝不方便，同時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的外壁、承插口易破損，吊裝時(shí)保護(hù)措施非常重要。DN1200螺旋縫埋弧焊鋼管長(zhǎng)12米,運(yùn)輸同樣不方便。但存放保管要求比預(yù)應(yīng)力

8、鋼筋混凝土管要容易。3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管與其他管材相比，剛性較強(qiáng)，管口及承插口易損壞，從而影響安裝，同時(shí)，外壁的破損且修補(bǔ)不到位，也將造成里面高強(qiáng)度的鋼絲腐蝕。因此成品保護(hù)要求很高。該項(xiàng)目由于成品保護(hù)不到位造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。3.3由于DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管采用的是直徑20mm單膠圈及管材本身的結(jié)構(gòu)尺寸，管口允許偏轉(zhuǎn)角度,規(guī)范規(guī)定小于1度，對(duì)軟土地基等產(chǎn)生的不均勻沉降的適應(yīng)能力較差，對(duì)軟土地基的基礎(chǔ)處理的要求很高。螺旋縫埋弧焊鋼管對(duì)軟土地基的基礎(chǔ)處理要求較高。3.4預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管其缺點(diǎn)抗?jié)B性能較差，水密性及耐壓性不及其他管材，該項(xiàng)目DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的工作壓力為0

9、.6mpa，水壓試驗(yàn)壓力為0.9mpa，水壓超過1.6mpa就會(huì)破壞管材。而螺旋縫埋弧焊鋼管水壓試驗(yàn)壓力達(dá)到2.3mpa，抗?jié)B性能很強(qiáng)。3.5 DN1200三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管管外表面粗糙和工作面精度很難控制，增加安裝難度。施工中常因安裝問題造成膠圈磨損、偏位，影響質(zhì)量，甚至由于膠圈安裝偏離承口工作面等原因，密封不夠嚴(yán)密而造成大量返工。DN1200螺旋縫埋弧焊鋼管只需要防止管口變形，以免兩管間對(duì)焊時(shí)偏差過大而焊接不上。3.6 DN1200三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管因?yàn)槌锌诖蠖蹇谛　９苌聿荒苤苯咏佑|溝槽底部，安裝時(shí)要求管兩端留管道基坑，以便管身平直、管底密實(shí)接觸溝槽底部。但如果施工時(shí)管道基坑

10、施工不規(guī)范或管道基坑回填不密實(shí)，容易造成管身或管口局部受力過大而嚴(yán)重影響安裝質(zhì)量及使用質(zhì)量。螺旋縫埋弧焊鋼管因管身平直，施工時(shí)不需要開挖管道基坑，但在管口處預(yù)留焊接工作坑。3.7施工注意事項(xiàng)：螺旋縫埋弧焊鋼管與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的安裝，管道的基礎(chǔ)的處理應(yīng)該嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行（如夯實(shí)、換填土、換填碎石、換填砂等）。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管安裝的注意事項(xiàng)，安裝中嚴(yán)格控制幾個(gè)關(guān)鍵安裝尺寸的必須作到位。膠圈滾至插口擋臺(tái)，上下間隙必須均勻，插口插入承口的長(zhǎng)度允許偏差、膠圈進(jìn)尺允許偏差、安裝間隙允許偏差、管口間縱向間隙允許偏差、管道水平中心允許偏差、相鄰兩管高程偏差等都要嚴(yán)格控制在規(guī)范的允許范圍內(nèi)。DN

11、1200螺旋縫埋弧焊鋼管的施工連接，焊接工序比較單一，最重要的是保證焊接質(zhì)量。  3.8排氣閥的應(yīng)用在長(zhǎng)距離輸水管線上一般安裝于局部地勢(shì)最高及最低處。排泥閥設(shè)于最低處。在長(zhǎng)期運(yùn)行中觀察，在一個(gè)管段長(zhǎng)距離坡度較大時(shí)，還應(yīng)在坡中設(shè)置一個(gè)排氣閥等。如當(dāng)?shù)貧鉁販夭钭兓螅懵对谕獾穆菪p埋弧焊鋼管隔一定距離要設(shè)置伸縮節(jié)，而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道不需要設(shè)置伸縮節(jié)。3.9設(shè)置排氣閥、排泥閥等的位置，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的連接需要用鋼制配件，連接處空隙小，縱深大，施工復(fù)雜。按規(guī)范需要用石棉水泥等填充，對(duì)技術(shù)工人的要求很高，而且質(zhì)量不好控制，養(yǎng)護(hù)要求高。螺旋縫埋弧焊鋼管的連接為焊接，質(zhì)量可靠，便于施工，

12、不需要養(yǎng)護(hù)。3.10螺旋縫埋弧焊鋼管須要進(jìn)行防腐處理才能使用，而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管不需要處理就可以投入使用。 3.11管道的試壓，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的試壓難度大，要做靠背的設(shè)計(jì)和處理方案、兩端的基礎(chǔ)處理（根據(jù)基礎(chǔ)及靠背土質(zhì)不同，制定不同方案，有時(shí)需要打大量的鋼板樁等），而且由于是膠圈連接，試壓壓力大時(shí)，管道易松動(dòng)，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的試壓往往多次才能成功。螺旋縫埋弧焊鋼管管段的試壓比較簡(jiǎn)單，只要把兩端焊接密封就可以試壓。三階段DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管試驗(yàn)壓力為管道工作壓力的1.5倍，管道試壓長(zhǎng)度不宜超過1.0km，試壓前管道浸泡一般不少于72小時(shí)（在試壓前浸泡是重要一道工序不可忽視），使

13、混凝土管道充分吸水后，方可進(jìn)行管道試壓，同時(shí)彎頭擋墩同門支墩也必須達(dá)到試壓強(qiáng)度要求。管道的試驗(yàn)壓力為恒壓15分鐘壓降不超過0.03mPa。根據(jù)滲水量公式q=w/（T1-T2）L計(jì)算，不超過國家規(guī)范值4.7L/（min·km）。4投入運(yùn)行后效果從投入后的運(yùn)行情況來看，由于螺旋縫埋弧焊鋼管的延展性，抗變形性能強(qiáng)，管線極少維修，基本無滲漏，維護(hù)費(fèi)用很低。而預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管隨時(shí)間的延伸，維修率與維護(hù)費(fèi)用逐年增高，而且輸水管滲漏逐漸加大，導(dǎo)致至配水廠的水壓降低，影響使用效果。滲漏原因從實(shí)際情況來看有以下幾個(gè)方面：（1）由于地質(zhì)不均勻沉降、位移、地下水運(yùn)動(dòng)等原因，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管線的基礎(chǔ)

14、變動(dòng)，接口等處變形而發(fā)生滲漏。（2）施工時(shí)局部基礎(chǔ)未處理好（3）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管與配件的連接接口處破損。或接口處未處理好，溫差大的時(shí)候，接口來回脹縮，形成了接口滲漏現(xiàn)象。剛性接口漏水率較高，由于接口的剛性太強(qiáng)，當(dāng)管底土層出現(xiàn)不均勻沉降時(shí)，可以使大管徑管道承口處斷裂。（4）膠圈的老化，膠圈的各項(xiàng)性能指標(biāo)逐年下降。（5）閥門銹蝕、磨損、污物嵌住無法關(guān)緊，是由于長(zhǎng)期不維修，管理不當(dāng)引起漏水。（6）其它原因：如閥門井壓在管道上，使管道受力過大等。5螺旋縫埋弧焊鋼管、三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管對(duì)比分析序號(hào)對(duì)比項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管螺旋縫埋弧焊鋼管1造價(jià)低高2成品保護(hù)要求高低3是否防腐處理否是4接口性質(zhì)柔性接口剛性接口5施工技術(shù)難度難易6施工進(jìn)度較快快7試壓技術(shù)難度高低8質(zhì)量隱患較多極少9使用效果一般好10維護(hù)費(fèi)用較高低6結(jié)束語根據(jù)國內(nèi)目前的現(xiàn)狀，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的省份或地區(qū)的輸水工程中，一般使用的是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。而在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份或地區(qū)，基本上使用的是螺旋縫埋弧焊鋼管等一類產(chǎn)品。通過對(duì)螺旋縫埋弧焊鋼管、三階段預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管兩種常用給水管材在遠(yuǎn)距離輸水工程