长距离输水管道设计.docx

长距离输水管道设计中的几个问题探讨

1长距离输水管道管材的选择
随着我国经济发展和城市化进程的加快，城市及工业用水量迅速增加，长距离输水工程是解决用水量迅速增加的主要措施之一。输水管道在新材料、新技术应用方面有了较大进步。管道投资占整个输水工程的绝大比重，因此管材的选择应从工程的规模、重要性、管径、工作压力、地形地质、工期、资金等方面综合分析确定，以达到性价比最优。
常用的输水管道有钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管、聚乙烯塑料管（PVC-U）、超高分子量聚乙烯管等，就上述管材选择说明比较如下
1.1钢管
钢管应用历史较长，范围广，是一种传统的输水管材。钢管一般选用螺旋焊接与直缝焊接管，具有强度高、可靠性高、适应性强等优点，但耐腐蚀性差，使用寿命一般不超过25年。为延长钢管寿命，需对其进行防腐处理和保护，其方法可采用涂料加牺牲阳极的复合防腐措施。钢管内、外防腐采用国家卫生部许可的GZ-2新型高分子防腐涂料，内壁防腐级别为普通级，采用二底二面，漆膜干膜厚80~100μm；外壁防腐级别为重加强级，采用二布四油，漆膜干膜厚280~300μm；牺牲阳极保护块间隔一定距离通过电缆与钢管连接，加强钢管的抗腐蚀能力。通过涂料加牺牲阳极的复合防腐措施，可使钢管寿命达50年，但施工复杂，工期长，造价较高。

1.2球墨铸铁管
球墨铸铁管是上世纪九十年代广泛应用的输水管材，具有强度高、韧性好、延伸率大、耐腐蚀等特点，内壁衬水泥磨光防腐，外壁采用喷锌后涂沥青防腐，采用柔性T型接口，适应变形能力强，止水效果好，是一种较理想的输水管材。
1.3预应力混凝土管
预应力混凝土管按其生产工艺分两种，一种是一阶段管即一次成型；一种是三阶段管。预应力混凝土管因加工工艺简单，造价最低，但管材生产过程中存在弊病，如三阶段喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；一阶段管在施加予应力时不易控制，造成质量不稳定、不均一，且因重量大造成运输安装不方便，使其应用受到了限制，该管道为最经济的管材，可根据供水重要性适当选用。
1.4预应力钢筒混凝土管（PCCP）
预应力钢筒混凝土管是一种钢筒与混凝土制作的复合管。管芯为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕预应力高强钢丝，并在其外部**泥浆保护层。该管抗渗性能较好，接口采用钢制承插口，尺寸较准确，设橡胶止水圈，止水效果较好。1000mm以上管径具有明显价格优势。
1.5玻璃钢管
玻璃钢管全称缠绕玻璃纤维增强热固树脂加砂管，该工艺是以树脂为基本材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，以石英砂为填充材料而制成的新型复合管材。玻璃钢管采用承插式连接，橡胶圈止水，具有耐腐蚀、重量轻、强度高、不结垢，尤其内壁光滑，水力学性能好，造率系数仅为0.009，是钢管的70%，被称为“水力学光滑管”，在长距离输水管道中具有广阔发展前景。
1.6聚乙烯塑料管（PVC-U
聚乙烯塑料管是一种传统输水管材，具有耐腐蚀、重量轻、运输安装方便等优点，管径一般小于等于800mm。400mm以下管径较为经济。
1.7超高分子量聚乙烯管
超高分子量聚乙烯管是一种新型工程塑料管道，具备了聚乙烯管优点外，还具有高抗冲击性，其冲击强度是聚乙烯管的4倍，高耐磨性，可达聚乙烯管的10倍，提高了使用寿命，管道连接采用电热融焊接工艺，有效防止结点渗漏和开裂。
管材经济比较表
单位：元/m
管径(mm)钢管球墨管混凝土管钢筒管玻璃钢管PVC-U高分子管20017815079⁄1358590300266245177⁄210187198400394350238⁄305292320500490468360⁄360435500600586617390440410730790800101797558071058510301270100012691412775862925⁄⁄12001768193096010601420⁄⁄140020602497128013801650⁄⁄160028833163132014902200⁄⁄$从安全方面，钢管、球墨铸铁管，PCCP管比较安全，特别在工压高，管径大，管线起伏较多的工程中。钢管要特别注意防腐处理以延长使用寿命；玻璃钢管特别注意出厂管材的质量检查，选用合适的刚度。
从经济方面，预应力混凝土管最为经济；400mm以下管径优先选用PVC-U和超高分子量聚乙烯管，其次为玻璃钢管；500～800mm管径优先选用玻璃钢管，其次为球墨铸铁管；1000mm以上管径优先选用钢筒管，球墨铸铁管价格较高。
2长距离输水管道管径的选择
长距离输水管道投资占输水工程的绝大比重，管径增大，管道一次性投资增大，管路阻力减小，可降低电耗量与年运行费用，相反管径减小，可降低管道一次性投资，但管路阻力增大，年耗电量及年运行费增加。因此如何