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辽宁省DDSW输水工程管材的选择

更新时间:2016-07-05

1 基本条件

DDSW输水工程为辽宁省重点工程,输水管线总长56 km,管道直径DN1800,设计工作压力1.0 MPa,设计覆土深度2 m。

2 常用管材及特性

目前国内外经常使用的埋地输水压力管道管材主要有钢管(SP)、球墨铸铁管(DIP)、预应力钢筒混凝土管(PCCP)以及玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(RPMP)四种管材。

作为专业服务人员,不得向委托人索取约定服务费之外的不正当利益,是评估专业人员的基本职业道德要求。《资产评估法》将这一要求上升为法律规范,明确评估专业人员不得索要、收受或者变相索要、收受合同约定以外的酬金、财物或者谋取其他不正当利益,这是保证评估专业人员能够独立、客观、公正地从事业务的必然要求。

2.1 钢管(SP)

用于城市给水管道工程的钢管管径一般大于DN800,最大直径可达DN4000。制作钢材一般采用Q235—A·B碳素镇静钢。这种管材在大口径、长距离输水管道中应用得最多。钢管的主要优点是:

普通减水剂萘系高效减水剂高浓萘系减水剂缓凝减水剂氨基系高效减水剂密胺系高效减水剂早强减水剂缓凝高效减水剂引气减水剂

为研究铷和铌钽等在不同粒级中的分布情况,我们将样品碎磨至-1 mm后进行粒度分级,并进行了筛析样的化学分析研究,分析结果见表4。

3)可不停水焊补漏缝,检修方便且所需时间短。主要缺点是:管材价格和管道综合造价较高、需要进行防腐处理、用钢量大。

1)敷设方便,适应性强,可埋设穿越各种障碍。2)供水安全性高。

2.2 球墨铸铁管(DIP)

1)具有比热塑型塑料管更强的耐腐蚀性能和同样不产生输送水的二次污染,管道使用寿命长。

由于管道材质不同,管道重量和刚度不同,接口方式不同,对管道基础和回填土的要求不同,防腐层制作的方法和场所不同,所以各种管道的施工安装方便程度也不同。安装最快捷的是球墨铸铁管和预应力钢筒混凝土管,夹砂玻璃钢管次之,钢管由于需要现场焊接,施工速度相对最慢。安装要求最严格的是预应力钢筒混凝土管和夹砂玻璃钢管,其次是钢管。

2)安装和检修方便。

3)有标准配件,可用于配件及支管较多的管段。缺点是:同规格管道重量较钢管重,造价较钢管高。由于工艺的进步、制作成本的降低,大口径球墨铸铁管管材价格近年来也有下降的趋势。目前国内生产的球墨铸铁管最大口径已达到DN2600。

2.3 预应力钢筒混凝土管(PCCP)

预应力钢筒混凝土管为钢筒与混凝土复合结构,钢筒钢板厚度不小于1.5 mm。其有两种结构形式:即内衬式(PCCP-L)和埋置式(PCCP-E),PCCP-L规格为DN600~DN1200 PCCP-E规格为DN1400~DN4000。PCCP的主要优点是:管体刚度和强度均较高,发生爆管等严重事故的几率较低,承受外荷载能力高,抗内压能力及耐腐蚀性强,节约钢材。缺点是:

1)单根管道重量大,运输和检修不方便,检修所需时间较长。

2)管材价格相对较高。

有关调查结果显示,在输配水工程的运行中供水安全性最佳的是钢管和球墨铸铁管,预应力钢筒混凝土管和夹砂玻璃钢管次之。目前预应力钢筒混凝土管在长距离输水中的应用,越来越广泛。

分析诊断功能:该功能主要面向分析中心的运行人员和专业检修人员,以自动生成的分析诊断报告的形式提供实用化的分析诊断。具备以下特点:

2.4 玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(RPMP)

玻璃纤维增强热固树脂夹砂管,俗称夹砂玻璃钢管,是近十几年国内才发展起来的一种新型管材,国外也在70年代才开发应用。RPMP的优点是:

球墨铸铁管是由经过球化和孕育处理的优质铁水用离心铸造工艺生产,其强度比钢管高,延伸率大于10%,抗腐能力比钢管强。球墨铸铁管的主要优点是:

门脉栓塞患者胆丛、胆总管周围侧支循环开放率[40.0%(24/60)、56.7%(34/60)]均显著高于门脉高压患者(0、0)(P<0.05),但两者的胃小弯侧侧支循环开放率[63.3%(38/60)、71.7%(43/60)]差异不显著(P>0.05)。

实践证明,钢管的检修速度最快,其次是球墨铸铁管和夹砂玻璃钢管,最慢的是预应力钢筒混凝土管和预应力钢筋混凝土管。但近期有厂家已经研制出快速在线修复预应力钢筒混凝土管备用件,因此此种管材修复速度慢缺点已经克服。

3)重量轻、吊装运输容易,施工和维修方便。

4)无电化学腐蚀现象。缺点:除了管材价格较高外,该种管材刚度较低。为了避免管道在埋设过程中产生径向变形,管道安装对回填土要求高。安装时要求按其安装规范制作管道基础和管道两侧的同步回填,分层夯实。回填土中不能含有超限值的大砾石、冻土块和砖头等硬杂物体,以免损坏夹砂玻璃钢管外层。由于该工程输水管线很多路段的地层岩性是花岗岩和碎石土,RPMP管对回填土的高要求导致了其在这些路段没有竞争优势。

3 综合比较因素

3.1 供水安全性

3)承插接口精度要求高。

3.2 施工工艺

1)供水安全性高。

3.3 检修速度

2)管道内壁光滑,长期输水内壁不结垢,水力条件好,节省能耗。

3.4 使用寿命

永久性埋地给水管道必须保证50年以上的使用寿命。在上述4种管材中,钢管和球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管普及应用的年限已经很长,50年的使用寿命已经被国内外的应用实践证明是可以达到的。但钢管必须采用具有相应寿命的防腐标准。采用无毒环氧瓷漆防腐层具有附着牢固,极难脱落的特点,据英国E.WOOD公司提供的资料,采用无毒环氧瓷漆防腐层的钢管的预计使用寿命可超过75年,但必须保证防腐施工质量。化学材质的夹砂玻璃钢管是近几十年来才发展起来的新型管材,寿命必须考虑材质的时间因素,通过试验和实践,对其物理力学性能的老化现象已经掌握,只要按照标准中规定的许可应力、应变等指标进行正确设计计算,采用要求的管材级别,50年的使用寿命也是可以保证的。

3.5 粗糙系数

粗糙系数n是输水管道选择的一个重要参数,n值的降低可大大减少管材造价和工程投资,同时优化水力条件,降低能耗,减少长期运行费用。采用无毒环氧磁漆内衬的钢管,n=0.009 5~0.009 7;采用水泥砂浆内衬防腐的钢管和球墨铸铁管,n=0.012;预应力钢筒混凝土管:PCCP-L型 n=0.012,PCCP-E型 n=0.010 7;夹砂玻璃钢管管道内壁光滑,可保持长期输水内壁不结垢,n=0.008~0.009。

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3.6 抗腐蚀能力

由于工程所处地区受海水潮汐影响,输水管线沿岸土壤的物理化学性质有很大差异,地下水含盐成分较高,腐蚀能力较强,因此布置在此处的输水管道应具有很强的防腐能力和措施。埋地钢管不耐腐蚀,必须对其进行外壁涂层和内壁内衬的防腐措施,其使用寿命在很大程度上决定于管材的内外防腐层的材料和施工质量,必要时还应采取电化学保护措施才能达到良好的效果。此外沿线还有多处与其它金属管道、电线交叉或平行敷设,如输水管道采用钢管,相互干扰影响大,这为电化学保护造成了很大困难。球墨铸铁管本身的防腐蚀能力比钢管强,质量有保证。预应力钢筒混凝土管抗腐蚀能力较强,考虑该工程地下水情况,外防腐采用环氧煤沥青。而高分子有机材质的夹砂玻璃钢管具有比热塑型塑料管更强的耐腐蚀性能,并且无电化学腐蚀现象。

其中a-n=(a1,…,an-1,an+1,…,aN),当用户n将策略an改变为an′,且an≠an′,则潜在函数改变量ΔV为:

3.7 管道综合造价

各种管材的综合造价(管道工作压力为1.0 MPa)见表1。

由表1可见,对于口径较大的管材,钢管的综合造价最高,球墨铸铁管次之,再次为夹砂玻璃钢管,PCCP管最低。

表1 管材综合造价比较表 万元/km

DN1800 DN1200 413.5 281.3 367.8 243.7 320.7 192.6 361.7 203.7

4 综合比较

对上述综合比较项按4分制进行量化赋分:最优的4分,最差的1分,允许并列同分。综合比较见表2。

从上述比较结果可以看出,钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管和夹砂玻璃钢管,在工作压力、抗腐蚀能力、抗震及保证安全运行等主要指标方面均可满足输水要求,并且这几种管道的设计、施工、运行都已有成熟经验,均能保证安全供水。其中预应力钢筒混凝土管综合比较表现最好。

表2 4种管材综合比较表

供水安全性管道施工安装检修速度使用寿命管材造价粗糙系数抗腐蚀能力合 计4 1 4 4 1 3 1 1 8 4 4 2 4 2 1 4 2 1 3 4 3 4 4 2 3 2 3 1 3 2 4 3 4 2 1 9

5 管材的选择

综合上述比较结果,在各使用要求都能满足的情况下,性价比最高的是预应力钢筒混凝土管。结合该工程沿线的地层岩性特点,该工程输水管道采用预应力钢筒混凝土管(PCCP管)。

水景在小尺度空间景观设计应用中还应注意以下指导思想和设计原则:①因地制宜,注重整体布局以及与周边环境相协调;②推陈出新,动静结合,避免单调呆板,体现水景时代亮点,营造特色景观;③重视水景营造的经济性与可行性以及后期维护、治理便捷性;④以人为本,重视公众参与性及安全性.

潘琼芝
《东北水利水电》 2018年第05期
《东北水利水电》2018年第05期文献

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