鐘承辰，都苑苑

（青島源水投資發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東 青島266000）

青島市黃水東調(diào)承接工程是為實現(xiàn)青島市雙路供給客水而建設(shè)的調(diào)水工程，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型。工程包括輸水主線、南線、東線、北線工程。輸水主線工程線路長62.340 km，設(shè)計流量為9 m3/s，自山東省黃水東調(diào)二期宋莊東延工程管道末端起，在平度市境內(nèi)，經(jīng)新建泵站加壓后往東南方向敷設(shè)，分為東線工程和南線工程，末端為擬建水庫。

1 管材選型

1.1 常用管材特點

經(jīng)計算，本工程沿線管道內(nèi)壓均小于1 MPa，輸水管道常用可選管材有：預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）、涂塑復(fù)合鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管等。

1）預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）。由薄鋼板、高強鋼絲和混凝土復(fù)合制成，故兼有鋼板的抗拉性能和混凝土的高強度、抗壓、耐腐蝕的優(yōu)良性能。管材的生產(chǎn)工藝成熟，且國內(nèi)生產(chǎn)廠商眾多，產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時間均有保障。

2）涂塑復(fù)合鋼管。機(jī)械強度和延伸率高，柔韌性好，承載能力強，安裝方便，單節(jié)長度長，對基礎(chǔ)要求較低，施工方式靈活。管材的生產(chǎn)工藝成熟，國內(nèi)生產(chǎn)廠商選擇性大，有利于質(zhì)量和生產(chǎn)工期控制。在供水保證率和使用壽命方面有較大優(yōu)勢，且其延展性強，承受壓力大。

3）球墨鑄鐵管。具有鋼管的強度，良好的塑性、韌性和鑄造性能，承壓能力強，無需采用大量的防腐措施，內(nèi)襯水泥砂漿，外部噴鋅后涂瀝青，施工較方便。但其價格較高，重量比鋼管重。目前國內(nèi)生產(chǎn)不出DN2800以上的球墨鑄鐵管。

4）玻璃鋼管。玻璃鋼管主要由高分子不飽和聚脂樹脂構(gòu)成，又以SiO2、CaCO3作為填料、玻璃纖維為增強材料，在石油、化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

1.2 管材比選

管材的選擇以相同的開挖邊坡、匹配的管頂覆土深度為計算模型，在基本相同水力條件下，對1 000 m管道的設(shè)備投資、施工費用及移民投資等相關(guān)費用進(jìn)行管材比選。不同管材1 000 m長度的綜合費用情況類比見表1。

2 管徑的確定

確定輸水管徑需先確定流速，為防止發(fā)生過大水錘現(xiàn)象，最大流速不超過3.0 m/s；工程引黃河水，為避免管內(nèi)淤積，最小流速應(yīng)不小于0.6 m/s。根據(jù)管線布置情況，采用單根管道輸水。本次采用不同管徑單管輸水（以涂塑復(fù)合鋼管為例）的管道方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，見表2。

3 綜合比較

3.1 管材選用

通過對輸水主管線和分部輸水管線工程管材比選可知，預(yù)應(yīng)力鋼套筒混凝土管（PCCP）投資最省，玻璃鋼管次之，涂塑復(fù)合鋼管和球墨鑄鐵管投資相對較大。

表1 各類管材每1 000 m的綜合費用對比表

表2 不同管徑供水的綜合費用粗估對比表

采用PCCP管投資最省，近些年P(guān)CCP管經(jīng)常發(fā)生爆管漏水現(xiàn)象；PCCP管自身較重，安裝困難，需要用特殊設(shè)備吊裝；本工程部分管段沿線地下水對混凝土有腐蝕性，即使對PCCP管做陰極保護(hù)，仍需定期檢測更換陽極包，PCCP管的防腐質(zhì)量也難以得到保證。本工程管線局部管段覆土較深，覆土壓力大，玻璃鋼管抗外壓能力差，且運輸和施工過程中怕摔碰，采用玻璃鋼管施工速度慢。鑒于本工程輸水管線較長，綜合考慮沿線地形、管道開挖深度等方面的因素，確定輸水主管線、南部輸水管線、東部輸水管線采用涂塑復(fù)合鋼管。而考慮到DN1000球墨鑄鐵管和DN1000鋼管單價相差不大，經(jīng)綜合考慮，確定北部輸水管線全線采用球墨鑄鐵管。

3.2 管徑的確定

通過表2中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案比較，主線方案2最優(yōu)，故管道選用1根DN3000的管道輸水；南線方案2最優(yōu)，故管道選用1根DN2000的管道輸水；東線方案2最優(yōu)，故管道選用1根DN2200的管道輸水。

3.3 防腐設(shè)計

1）涂塑復(fù)合鋼管。鋼管及管件的表面預(yù)處理。埋地鋼管及管件內(nèi)外防腐前均應(yīng)進(jìn)行表面預(yù)處理。除銹前應(yīng)對管道表面所有可見油污、塵土等污物進(jìn)行擦拭和清洗，并視污物的具體情況選擇處理方法和工藝。除銹等級應(yīng)達(dá)到《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定》（GB/T8923.1-2011）中規(guī)定的指標(biāo)。

防腐層結(jié)構(gòu)。鋼管及鋼管件外防腐采用內(nèi)熔結(jié)環(huán)氧加強級防腐處理，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層》（GB/T23257-2009），涂塑復(fù)合鋼管的結(jié)構(gòu)組成：第一層環(huán)氧粉末（FBE120μm），第二層膠粘劑（AD）≥170μm，第三層聚乙烯（PE）≥3.7 mm；鋼管及鋼管件內(nèi)防腐采用熱熔接環(huán)氧樹脂加強級防腐處理（內(nèi)環(huán)氧涂層厚度≥450μm）。

陰極保護(hù)防腐措施。鋼管管道沿線鋼管每節(jié)（12 m）設(shè)1組陽極，每組2個陽極包；1 km設(shè)1支測試樁，用于檢測陽極消耗情況；線路閥井根據(jù)確定的材質(zhì)單獨計算陽極用量；頂管段所需陽極數(shù)量均勻分布在頂管的兩端；犧牲陽極保護(hù)陰極系統(tǒng)設(shè)計壽命30年。

2）球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管內(nèi)壁防腐采用水泥砂漿處理。外防腐采用噴鋅涂料防腐，先在管道外壁噴鋅（130 g/m2），外涂厚瀝青（50μm）。