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[摘 要]介绍了五种输水管材的性能特点，对其性价比作了阐述，提出了选用管材要进行综合技术经济分析，选用技术可行、经济合理的管材。
[关键词]输水管 性能
中图分类号：TU821.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0254-01
随着经济的发展，城市用水量不断增加，各地正在兴建许多长距离的输水工程，李克强总理提出2014-2015年和“十三五”期间分步建设纳入规划的172项重大水利工程，目前在建工程达到57项，今年计划新开工27项。今年水利投资规模将在去年4880亿元左右的基础上进一步增长。提出解决农村饮水安全，惠及亿万群众，建设重大水利工程，支撑经济发展，水利工程建设不能光靠政府，还要发挥市场的作用，创新投融资体制机制，推进PPP、BOT、TOT等投融资模式，更多调动社会资金的力量。使我国骨干水利设施体系显著加强。一要推进重大农业节水工程，突出抓好重点灌区节水改造和严重缺水、生态脆弱地区及粮食主产区节水灌溉工程建设。二要加快实施重大引调水工程，强化节水优先、环保治污、提效控需，统筹做好调出调入区域、重要经济区和城市群用水保障。三要建设重点水源工程，增强城乡供水和应急能力。四要实施江河湖泊治理骨干工程，综合考虑防洪、供水、航运、生态保护等要求，提高抵御洪涝灾害能力。五要开展大型灌区建设工程。坚持高标准规划，在东北平原、长江上中游等水土资源条件较好地区新建节水型、生态型灌区。
只有加快水利建设，使国内水源流动起来，才能切实解决部分缺水地区饮水难，粮食主产区灌溉难的问题。
目前，用于铺设管道的管材有两类：一类是金属管材，如钢管、球墨铸铁管；另一类是非金属管材，如预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢管等。
1 管材性能简介
1.1 钢管
钢管的机械强度较好，可以承受较高的内压和外压，制作和焊接较为方便，还可制成各种管件，对地形的适应性较强，在穿越河流、铁路、山谷和障碍物时多采用钢管。
1.2 球墨铸铁管
球墨铸铁管是以镁或稀土镁合金球化剂在浇筑前加入铁水中，使石墨球化，应力集中降低，使管材具有较高的强度和延伸率，耐冲击、耐振动、耐腐蚀，管壁薄，同口径时比铸铁管节省材料30%-40%，胶圈接口，施工方便，能缩短工期，其抗腐蚀能力较钢管好，目前在中小管径的管道工程中应用较多，相对而言其价格较昂贵。
1.3 玻璃钢管
玻璃钢管是一种树脂基符合材料，按生产工艺分成两种：一种是玻璃纤维离心浇铸成型，另一种是玻璃纤维缠绕成型，两种的原材料基本相同，都采用玻璃纤维、聚酯树脂、石英砂等。不同之处是离心浇铸复合管是采用短玻璃纤维离心浇铸成型，缠绕夹砂管是用长玻璃纤维缠绕成型。玻璃钢管重量轻，同等条件下，为钢管的40%，预应力混凝土管的20%，运输施工方便；强度高，耐腐蚀，不结垢，可结合各种土壤地质条件，胶圈接口，不渗漏，内壁光滑，阻力小于其它管材，依照资料介绍它的内阻按曼宁公式计算的摩阻系数n值为0.008-0.009，小于混凝土砂浆内衬，水力条件好。
1.4 预应力混凝土管
预应力混凝土管（简称PCP管）按生产工艺分成两种，一种是管芯缠丝工艺（俗称三阶段管），一种是震动挤压工艺（俗称一阶段管），最近几年一阶段管市场占有率下降很多，多数是三阶段管，预应力混凝土管有较好的抗渗性和耐久性，内壁不结垢，造价比其它管材低，但重量大，运输安装不方便，但是从整体性价比来说，低工压的管线是目前最好的选择，在本单位的施工中，中小管在电厂灰水回收中得到广泛的应用，尤其直径3000的管材我单位是目前能很好生产和施工的极少的单位之一，在工程中应用较多，积攒了大量的实践经验，得到了业主的一致好评。
1.5 预应力钢筒混凝土管
预应力钢筒混凝土（简称PCCP管）是一种技术先进、应用范围广泛的新型压力介质输送管材。是上世纪90年代从国外引进技术生产的一种新型管材，其原理是将预应力钢丝按设计要求缠绕在带有薄钢筒的混凝土管芯上，（按结构分为内衬式预应力钢筒混凝土管和埋置式钢筒混凝土管）然后喷涂水泥砂浆保护层而成。与普通预应力混凝土管相比，增加了钢筒，使PCCP管的抗渗性能极为优越，可承受的工作压力也得到大大的加强。
2 管材应用特点对比
从几种管材的性能的简单分析来看，每种管材都各有其不同的优缺点，在工程实际应用中，应综合考虑技术经济因素、运行维护费用、安全可靠性、安装施工质量等因素。
2.1 综合造价比较
同管径各种管材单价相差较大，列下表供参考分析（表1）。
2.2 运行维护费用
钢管的电化学保护费和外防腐层的监测费是主要的维护管理费，所占的比例大，其它管材的维护费较少。
管道的内壁阻力决定了管道的动力消耗量，在这几种管材中，玻璃钢管的内壁阻力小于其它管材，所以其动力运行费用低。
2.3 安全可靠性
管道的安全运行，与管材的自身质量、使用状况、运行方式、安装施工质量、维护条件等很多因素有关。要保证管材的安全可靠性，管材质量是首要因素。管材质量与其原材料、生产工艺、过程控制密切相关，根据相关资料，钢管（保证防腐质量条件下）、球墨铸铁管、玻璃钢管（严控生产质量条件下）、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管都具有较高的安全可靠性。
2.4 适应地形能力
因为输水工程的管线较长，地形较复杂，所以在实际应用中管材的适应地形能力也应是选择要考虑的条件之一，见表2。
2.5 摩阻系数
根据有关资料，各种管材的摩阻系数n值如表3
3 应用现状分析
根据多年生产使用混凝土压力管的实践，在一般情况下 ，工作压力在1.0Mpa以下，尤其是工压在0.2—0.8Mpa，使用预应力混凝土管；工压在1.0Mpa以上，尤其是深覆土，应用预应力钢筒混凝土管铺设管道是最经济合理的，其优越性是其它管材无法相比的，这是由于混凝土管材价格最便宜和管材的特点所决定的。
4 小结
经国内外几十年生产使用实践证明，在铺设管道时选用混凝土压力管材是经济合理的，它与金属管材相比，具有以下特点：
（1）、节省金属，能耗低
生产混凝土压力管所耗用钢材仅是相同口径金属管材的五分之一左右，能耗仅是铸铁管的四分之一。
（2）、输水能力强，水质不变
混凝土压力管在输水过程中管壁不结垢，输水能力和水质不变；而金属管材内壁如不处理，使用20—30年后，由于管壁结垢，输水阻力增加30%—50%，不仅输水能力大大降低，而且耗电量增加，水质也变坏。
（3）、维修费用少，使用年限长
钢管使用十年左右就要维修，寿命约20年，铸铁管使用30年就要更换。
（4）、抗震性能好
由于混凝土压力管是采用承插式柔性接口，每个接头都允许有一定的位移和转角，所以使用此种管材安装管道具有良好的抗地震和地基沉陷的性能。
参考文献
[1] 张凤琴.城市供水输水管材的选用.水利规划与设计，2005.4.
[2] 孙勇.长距离输水管材的性能对比.黑龙江水利科技，2003.2.
[3] 《预应力钢筒混凝土管》 GB/T 19685-2005.
作者简介
宋伟，身份证号码：220381198008176038。
[关键词]输水管 性能
中图分类号：TU821.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0254-01
随着经济的发展，城市用水量不断增加，各地正在兴建许多长距离的输水工程，李克强总理提出2014-2015年和“十三五”期间分步建设纳入规划的172项重大水利工程，目前在建工程达到57项，今年计划新开工27项。今年水利投资规模将在去年4880亿元左右的基础上进一步增长。提出解决农村饮水安全，惠及亿万群众，建设重大水利工程，支撑经济发展，水利工程建设不能光靠政府，还要发挥市场的作用，创新投融资体制机制，推进PPP、BOT、TOT等投融资模式，更多调动社会资金的力量。使我国骨干水利设施体系显著加强。一要推进重大农业节水工程，突出抓好重点灌区节水改造和严重缺水、生态脆弱地区及粮食主产区节水灌溉工程建设。二要加快实施重大引调水工程，强化节水优先、环保治污、提效控需，统筹做好调出调入区域、重要经济区和城市群用水保障。三要建设重点水源工程，增强城乡供水和应急能力。四要实施江河湖泊治理骨干工程，综合考虑防洪、供水、航运、生态保护等要求，提高抵御洪涝灾害能力。五要开展大型灌区建设工程。坚持高标准规划，在东北平原、长江上中游等水土资源条件较好地区新建节水型、生态型灌区。
只有加快水利建设，使国内水源流动起来，才能切实解决部分缺水地区饮水难，粮食主产区灌溉难的问题。
目前，用于铺设管道的管材有两类：一类是金属管材，如钢管、球墨铸铁管；另一类是非金属管材，如预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢管等。
1 管材性能简介
1.1 钢管
钢管的机械强度较好，可以承受较高的内压和外压，制作和焊接较为方便，还可制成各种管件，对地形的适应性较强，在穿越河流、铁路、山谷和障碍物时多采用钢管。
1.2 球墨铸铁管
球墨铸铁管是以镁或稀土镁合金球化剂在浇筑前加入铁水中，使石墨球化，应力集中降低，使管材具有较高的强度和延伸率，耐冲击、耐振动、耐腐蚀，管壁薄，同口径时比铸铁管节省材料30%-40%，胶圈接口，施工方便，能缩短工期，其抗腐蚀能力较钢管好，目前在中小管径的管道工程中应用较多，相对而言其价格较昂贵。
1.3 玻璃钢管
玻璃钢管是一种树脂基符合材料，按生产工艺分成两种：一种是玻璃纤维离心浇铸成型，另一种是玻璃纤维缠绕成型，两种的原材料基本相同，都采用玻璃纤维、聚酯树脂、石英砂等。不同之处是离心浇铸复合管是采用短玻璃纤维离心浇铸成型，缠绕夹砂管是用长玻璃纤维缠绕成型。玻璃钢管重量轻，同等条件下，为钢管的40%，预应力混凝土管的20%，运输施工方便；强度高，耐腐蚀，不结垢，可结合各种土壤地质条件，胶圈接口，不渗漏，内壁光滑，阻力小于其它管材，依照资料介绍它的内阻按曼宁公式计算的摩阻系数n值为0.008-0.009，小于混凝土砂浆内衬，水力条件好。
1.4 预应力混凝土管
预应力混凝土管（简称PCP管）按生产工艺分成两种，一种是管芯缠丝工艺（俗称三阶段管），一种是震动挤压工艺（俗称一阶段管），最近几年一阶段管市场占有率下降很多，多数是三阶段管，预应力混凝土管有较好的抗渗性和耐久性，内壁不结垢，造价比其它管材低，但重量大，运输安装不方便，但是从整体性价比来说，低工压的管线是目前最好的选择，在本单位的施工中，中小管在电厂灰水回收中得到广泛的应用，尤其直径3000的管材我单位是目前能很好生产和施工的极少的单位之一，在工程中应用较多，积攒了大量的实践经验，得到了业主的一致好评。
1.5 预应力钢筒混凝土管
预应力钢筒混凝土（简称PCCP管）是一种技术先进、应用范围广泛的新型压力介质输送管材。是上世纪90年代从国外引进技术生产的一种新型管材，其原理是将预应力钢丝按设计要求缠绕在带有薄钢筒的混凝土管芯上，（按结构分为内衬式预应力钢筒混凝土管和埋置式钢筒混凝土管）然后喷涂水泥砂浆保护层而成。与普通预应力混凝土管相比，增加了钢筒，使PCCP管的抗渗性能极为优越，可承受的工作压力也得到大大的加强。
2 管材应用特点对比
从几种管材的性能的简单分析来看，每种管材都各有其不同的优缺点，在工程实际应用中，应综合考虑技术经济因素、运行维护费用、安全可靠性、安装施工质量等因素。
2.1 综合造价比较
同管径各种管材单价相差较大，列下表供参考分析（表1）。
2.2 运行维护费用
钢管的电化学保护费和外防腐层的监测费是主要的维护管理费，所占的比例大，其它管材的维护费较少。
管道的内壁阻力决定了管道的动力消耗量，在这几种管材中，玻璃钢管的内壁阻力小于其它管材，所以其动力运行费用低。
2.3 安全可靠性
管道的安全运行，与管材的自身质量、使用状况、运行方式、安装施工质量、维护条件等很多因素有关。要保证管材的安全可靠性，管材质量是首要因素。管材质量与其原材料、生产工艺、过程控制密切相关，根据相关资料，钢管（保证防腐质量条件下）、球墨铸铁管、玻璃钢管（严控生产质量条件下）、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管都具有较高的安全可靠性。
2.4 适应地形能力
因为输水工程的管线较长，地形较复杂，所以在实际应用中管材的适应地形能力也应是选择要考虑的条件之一，见表2。
2.5 摩阻系数
根据有关资料，各种管材的摩阻系数n值如表3
3 应用现状分析
根据多年生产使用混凝土压力管的实践，在一般情况下 ，工作压力在1.0Mpa以下，尤其是工压在0.2—0.8Mpa，使用预应力混凝土管；工压在1.0Mpa以上，尤其是深覆土，应用预应力钢筒混凝土管铺设管道是最经济合理的，其优越性是其它管材无法相比的，这是由于混凝土管材价格最便宜和管材的特点所决定的。
4 小结
经国内外几十年生产使用实践证明，在铺设管道时选用混凝土压力管材是经济合理的，它与金属管材相比，具有以下特点：
（1）、节省金属，能耗低
生产混凝土压力管所耗用钢材仅是相同口径金属管材的五分之一左右，能耗仅是铸铁管的四分之一。
（2）、输水能力强，水质不变
混凝土压力管在输水过程中管壁不结垢，输水能力和水质不变；而金属管材内壁如不处理，使用20—30年后，由于管壁结垢，输水阻力增加30%—50%，不仅输水能力大大降低，而且耗电量增加，水质也变坏。
（3）、维修费用少，使用年限长
钢管使用十年左右就要维修，寿命约20年，铸铁管使用30年就要更换。
（4）、抗震性能好
由于混凝土压力管是采用承插式柔性接口，每个接头都允许有一定的位移和转角，所以使用此种管材安装管道具有良好的抗地震和地基沉陷的性能。
参考文献
[1] 张凤琴.城市供水输水管材的选用.水利规划与设计，2005.4.
[2] 孙勇.长距离输水管材的性能对比.黑龙江水利科技，2003.2.
[3] 《预应力钢筒混凝土管》 GB/T 19685-2005.
作者简介
宋伟，身份证号码：220381198008176038。