供水工程管材选择对比

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1、大冶市王英水库引水工程输配水管道管材选择一、管材选择要求在长距离输配水工程中，管材的选择一般要根据工程的规模、管道的工作 压力、输水距离的长短、工程的进度与重要性以及工程所在地的地形、地貌、 地质情况，当地管材的生产状况，应用管材的习惯，特别是工程的资金落实情 况，进行技术、经济、安全等方面的综合比较后确定。管材选择的要求如下： 、管材应符合现行国家标准生活饮用输配水设备及防护材料的安全性的规定。GB/T 17219评价标准 、输水管道必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，并要有一定的使用寿命。 、输水管道必须具有抵抗原水中杂质的冲刷和磨损的作用，同时应有抗 腐蚀的性能。 、输水管

2、道接口必须不渗水，以防止污水或地下水渗入而污染原水，或 原水渗出而使漏损量增大。 、输水管道的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。 、输水管道应尽量就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，减 少运输和施工费用。现结合目前国内管材生产和管网使用的实际情况，根据本工程管线的外部荷载、内水压力、设计流量、环境介质、使用寿命等特点，进行技术经济比选。二、管材类型1.大冶市王英水库引水工程、）（FRPM 工程上常用的长距离输水管材主要有钢管（SP）、玻璃钢夹砂管。PCCP）及钢筒混凝土管球墨铸铁管（DIP，从阳新55-60km本项目原水输水管及清水输水管距离较长，单向长度约县王英水库到大冶城区，沿线

3、地质情况、地貌变化较大，有湖塘、山地、平原管道对管道地基处理要求较高，承插接口加工精度要求高，接口 PCCP等。鉴 于抢修困难；本设计不，需特殊加工；运输、安装困难容易破损，无标准配件， 管材，以下就钢管、玻璃钢夹砂管、球墨铸铁管进行技术经济比PCCP考虑采用 较。、钢管）钢材具有极好的力学性能，钢板焊制的输水管道可以承受极高钢管（SP口径一般在的内压和较高的外压。用于城市输水管道工程的SP。DN4000mm 范围，最大口径可达 DN600mmDN2000mm的制作中技术和焊接技术已经相当成熟，各种检验手段也日臻完善。在SP碳素结构钢，口径小于Q235SP的取材也很方便，制管钢材一般采用工程中

4、一 的SP的SP 一般可用工厂制造的螺旋缝埋孤焊管，大于 DN2000mmDN1800mm般为卷制直缝埋孤焊管。钢材可以加工成各种管件，尤其在穿越障碍较多、地还能够靠自身抗拉强度有很强的适应性。一般情况下，SP形复杂的地段时，SP 来抵消轴向力，这是其它管材所不具备的优势。输水最重要的问题是防止腐蚀，必须做好管不耐腐蚀。使用SP但埋地SP使用寿命在很大程度上取决于内外防腐层的材料和SP道内、外壁的防腐处理， 施工质量。的内防腐通常采用水泥砂浆涂衬，防腐效果较好。水泥砂浆内衬对水的SP2.大冶市王英水库引水工程阻力也较小，但要采取相应措施，确保施工质量，防止水泥砂浆内衬在管道吊 现场焊接、运、施

5、工期间因管道弹性变形而引用开裂、剥落。相比较而言，SP 焊缝处的内外防腐及检验等现场施工的工作量较大。、球墨铸铁管）在生产工艺中经过熔化、脱硫、球化处理，预处理、离DIP球墨铸铁管（心铸造及退火处理等工艺，使管材具有良好的韧性和耐腐蚀性。无论在海水和 不同的土壤中均优于钢管，其电阻抗比钢管大三倍。球墨铸铁有接近钢管的性能，耐压强度比钢管高。此外，还由于管子内壁 涂以水泥砂浆，所以长时间使用后，流量和流速几乎不会有什么变化。同时， 根据配套条件可自由选择配套各厚度的管子和采用各种橡胶圈柔性接口及管配 件，其接口为柔性接口，具有伸缩性和曲折性，适应基础不均匀沉陷。所以能 够适应各种类型的地质条件。

6、采用滑入式和机械柔性接口方式，施工简单，因 ，接口作业完毕，可立即回填，而能适应各种施工条件（包括在管内施工作业） 从而节省时间。球墨铸铁管的常用防腐做法是：在内表面衬水泥砂浆，外表面喷锌再涂沥青。根据实际使用经验，球墨铸铁管在腐蚀性较强的土壤中埋设，容易腐蚀穿 孔，因而管外壁必须喷锌后作防腐涂层或用塑料薄膜包裹，才能达到铸铁管的 使用年限。而且有些生产厂家在水泥内衬上存在一些问题，如不光滑、厚度偏 差大、内衬收缩引起的裂缝等。球墨铸铁管的缺点是大口径管道价格昂贵，超过钢管。、玻璃钢管50年在美国申请专利。1946玻璃钢纤维缠绕技术始于上世纪40年代，3.大冶市王英水库引水工程余年的历史。年代

7、初期，开始制作玻璃钢管道，距今已有70年，当时主要是为“两弹一机”国防建设服1958我国纤维缠绕工艺始于务的。最早应用于民用的玻璃钢管道以手糊及布带卷绕为主，这样生产的玻璃 钢管道防渗性能差，质量不稳定，虽经多次试验，也未能在大范围内推广使用。年代中期，我国首次90 80年代末，我国首次引进玻璃钢管道定长缠绕设备， 引进全自动电脑控制的连续缠绕玻璃钢管生产线，从此，我国玻璃钢管道工业 开始有了较快的发展。目前我国玻璃钢管生产有三种工艺，即定长缠绕工艺、离心浇铸工艺和连 续缠绕工艺。定长缠绕管的加砂采用的是裹砂工艺，即用玻璃纤维布将石英砂包裹在里边。由于其夹砂层夹砂层存在贫胶缺陷，管壁层间结合力

8、较差，该种工艺玻璃 钢管已经淘汰。离心浇铸管是将短切玻璃纤维、石英砂和树脂按比例喷到旋转的钢模中制成的。该工艺方法不用连续玻璃纤维，机械性能差，要提高管子的性能，只能靠增 加管壁厚度，工作压力相同时，离心浇铸管壁厚最大，故而成本也最高。为了降 低成本，其树脂添加碳酸钙填料，填料的增加，会造成挠曲水平降低。离心浇筑 玻璃钢管制管所用玻璃纤维全部是短切纤维，且分布不够均匀，造成其耐压强度 不够稳定，从近几年国内使用经验看，离心浇筑玻璃钢夹砂管的应用逐渐减少。连续缠绕玻璃钢管克服了离心浇筑工艺的缺点，在管道结构上进行了优化。在结构层中，石英砂和短切纤维一起均匀添加到结构层每一个小的层间，与短 切纤维

9、、环向缠绕纤维交织在一起，并得到树脂充分的浸润。因此，管壁结构 浑然一体，这一特点完全不同于往复管的裹砂工艺。短切纤维的层间联系特点： 短切纤维的添加一方面增强管轴向强度，另一方面起着管壁层间联系的作用。4.大冶市王英水库引水工程短切纤维吸附树脂的能力强，是层间结合的最佳介面。在路通管管壁每个小的层间由于短切纤维各向同性的联系作用，层间结合非常牢固。连续缠绕玻璃钢管作为一种性能优良的复合管材，除了具有重量轻、强度高、耐腐蚀、水力性能优良、可设计性强、质量稳定等其它管材所无法取代的优越性外，其综合经济效益和社会效益亦非常显著，近年来在我国的市政建设、石油化工、水利灌溉、消防安全、海底排水、压力供

10、水、水产养殖、污水处理等领域得到了广泛的应用。三、管材比较、三种管材性能比较如下：1管材性能比较表材管钢 管性能球墨铸铁管连续浇筑玻璃钢夹砂管使用寿命年3050年30年防腐能力较弱强强抗渗性较强强强承受内外压可深埋能承受 较大内压可深埋能承受较 大内压可深埋能 承受较大内压施工难易方便方便较难施工方法开挖、顶管开挖、顶管开挖、顶管接口形式现场焊接钢性 接口承插式橡胶圈止 水套筒式橡胶圈止水粗糙度（n值）水 头损失过水能力0.013水头损失 一般好0.0140.013 水 头损失较大一般0.0090.008 水头损失较小最 好重量管材运输重量较大现场 制作重量较大运输 方便重量较轻2运输较麻烦，

11、大口 径只能堆层对基础要求最低高最高后期维护简单、快捷简单、快捷简单、快捷 破损接口处强度不够管配件可现场制作型号较多型号不够完备5.大冶市王英水库引水工程抗老化性强强一般2、经济比较管材性能比较表材管项目管钢球墨铸铁管K9 （）连续浇筑玻璃钢夹砂管D1220X10DN1200DN1000/m管材价（元）159422521950/m防腐价（元）20500/m运费（元）150已含管材中50接口材料焊接接口0橡胶圈接口 0套筒接头，1个/m 141管道安装（元/m）29013050）/m支墩费用（元，一 般地段过沟渠除外0100100沟槽开挖（元）/m双管沟槽费用1110双管沟槽费用1110双管沟

12、槽费用2062管道综合价）/m （元DN1200最便宜（3349 元/m）贵（3592元 /m）最贵（4353元/m）（注：以上不含管道阀门井、管道试压费用，地质情况较差的地段需再增加基础处理费用；其中球墨铸铁管支墩按全线支墩数量和费用除总长，折算到每米）四、管材评价1、水力特性分析采用RPMP管节能效果最好，SP管、DIP管采用衬里后水力条件相当。2、施工分析DIP管、PCCP管由于自身重量较大，FRPM管重量较轻，管道安装相对来讲 玻璃钢管较简单；由于本工程地处丘陵地区，地质情况相对较好，因此三种管 材基础处理要求基本相当，SP管和DIP管由于本身整体性较好，对地基基本不6.大冶市王英水库

13、引水工程管由于管重小，对地基处理的要求也较低，但需增加埋深需做特殊处理，RPMP 满足抗浮的要求。且对回填土料及回填密实度要求相对较高。、从接口上分析3除钢管外的另三种管材采用橡胶圈柔性接口，对于地基的不均匀沉降，接口通过借转角进行适应，其适应能力有限。钢管虽为钢性接口，但因为钢材本 身的变形能力强，接口强度高，具有很好的整体性，对地基不均匀沉降的适应 性较强。此外，采用橡胶圈接口的管道虽然管材本身使用寿命较长，但其接口 的严密性受到橡胶圈的质量限制，橡胶圈老化、损坏而导致其使用年限可能远 小于管材本身的使用寿命，从而产生接口漏损。同时，采用柔性接口的管道不 能通过接口传递沿管线的接力，在管道

14、转弯、分支、末端等处须转换为钢筋设 置支墩、拖拉墩，也相应增加了管线投资。、安全性分析4管一般不易发生爆管事故，管道渗漏后的修补也较其他管材容易。其他SP 管材爆管后一般需要换管段，因此维修工期较长。由于本项目为跨境引水，管道抗破坏性，相对钢管及球墨铸铁管较好，而 玻璃钢夹砂管容易被破管。、经济分析5从每米综合价来看，钢管和球墨铸铁管价格相当，连续缠绕玻璃钢夹砂管。50%综合价最高，且比钢管和球墨铸铁管每米综合价高出约五、管材选择综合以上分析与比较，针对本工程的特点，综合管材价格、接口性能、管 管。RPMP管、DIPSP道安全性等因素，由好至差排列依次为、7.大冶市王英水库引水工程在实际应用中

15、，除采用上述技术经济比较外，管材选择还受到诸如管材制造质量、管径范围大小、施工条件、地质状况、施工质量、穿越障碍物多少、 用户使用经验、维护能力、抢修速度等等许多因素影响。在本工程输水管道从 、管材工作压力DN1200mm，管径为 水源至大冶城区输水管距离约40.8 km3规模原水时，/d万m1.5m 1.2 考虑，采用双管输水20、覆土厚度按1.0Mpa 三种管材中钢管和球墨铸铁管综合造价比较适中。针对本项目原水管道、输水管道工程管径大、输水距离长、输水安全性要求高、允许施工周期短的特点，特别是本工程为跨区域引水，输水管道安全性 是第一位的，建议优先在钢管和球墨铸铁管中选择。目前钢材价格进入谷底， 大口径配水管道宜选用钢管或球墨铸铁管。8.