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摘要：随着南水北调工程的进展，各用水区域配套设施（地表净水厂及输配水管线）的建设也逐步展开，长距离输(配)水管网敷设工程对形成城市完整的供水系统，为城市社会经济的可持续发展提供可靠的供水保障，是城市的"生命线"工程。本文针对长距离输水管材的研究和比较对节省投资、方便施工、安全运行等几方面进行管材选型的探讨。
关键词：输（配）水管网；耐腐蚀；水利条件
Abstract: along with the progress of the south-to-north water transfer project, the water area facilities (removal of the surface and ShuPeiShui pipeline construction also gradually unfolds, the long distance lose (with) water pipe laying project to set a city full of water supply system for urban sustainable development of society and economy to provide reliable water supply security, is the city "lifeline" project. This article in view of the long distance water pipes of research and comparison to save investment, convenient for construction, the safe operation of the several aspects such as the selection of pipe are discussed.
Keywords: lose (with) water pipe network; Corrosion resistance; Water conditions
中圖分类号：TU991.33文献标识码：A文章编号：
在给水工程中，管道占投资的比重很大，且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例也较多，因此开展输(配)水工程管材的研究对节省投资、方便施工、安全运行意义很大，已引起各有关方面的重视。
长距离输(配)水管网工程，管材的选择一般要根据工程的输配水流量，管道的工作压力，工程的工期要求与重要性，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，特别是工程资金的制约情况，而后进行技术、经济、安全等方面综合比较后确定。由于各工程地区的地形、地质、自然状况以及经济形势与应用管材的历史状况不同，因此管材的选择也是多种多样。
目前长距离输(配)水工程中常用的管材主要有钢管、球墨铸铁管(DIP)、PE管、UPVC、夹砂玻璃钢管（FRPM）、预应力钢筋混凝土管(PCP)和预应力钢筒混凝土管（PCCP）等几种管材。
1.普通焊接钢管（SP）
耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:一般采用现场焊接,密封性能优;安装性能:管长≤12m,自重较大,接口少但需要焊接,敷设要求低,安装性能良;力学性能:强度、韧性、抗冲击等性能优,但刚度较差,承压较高;抗震性能:管材强度高、韧性好,可承受高压,抗震性能优;安全程度:不会漏水,不会爆管,安全程度高;使用寿命: 20a～30a。
可见其最大优点是力学和机械性能优越、强度高、承压大,最大缺点是不耐腐蚀,故必须对内、外壁做防腐涂层,且在计算壁厚时,应考虑2mm厚腐蚀余量。钢管防腐质量、尤其现场焊缝防腐质量,对安全运行、使用寿命影响较大。
2.离心球墨铸铁管（DIP）
耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:采用橡胶圈柔性接口,密封性能良;安装性能:管长≤6m,自重大,接口多但方便,敷设要求较低,安装性能良;力学性能:强度、刚度、韧性、抗冲击等性能优,承压较高;抗震性能:采用柔性接口,管材强度高,韧性较好,但不能弯曲,抗震性能良;安全程度:不易漏水,不易爆管,安全程度较高;使用寿命:接近50a。
3.PE管
小管径的管材价格比球墨铸铁管价格低，在各种管材中重量最轻，且耐腐蚀，运输及施工安装方便，并具有内壁光滑，水力条件好，具有较高的韧性和强度，是小型供水工程理想的管材，另外，PE管采用热熔联接，接口牢固，柔韧性好，不易拉开或断裂。但PE管材施工繁琐、下雨或潮湿天气影响管道施工接口、管件不全、价格高是该管材的最大缺点。目前生产厂家以生产De800以下规格居多。
4.UPVC管、PVC-M管
目前，在我国生产硬聚氯乙烯管（UPVC管）的工厂较多，产品质量逐步提高。这类管道的优点是安装方便（橡胶圈承插），不结垢、无毒、质轻及表面光洁。管件产品规格齐全配套、施工简单、造价较低、维护量少，管理方便；其缺点为管材较脆，生产厂家多而杂，用户对管材质量不易鉴别。由于该管材、管件配套齐全、安装方便、价格低廉，因此该管材是目前村镇供水的主要管材，直径小于De800。
5.夹砂玻璃钢管（FRPM）
耐腐蚀性:管材本身抗腐蚀,不需要做任何防腐处理;卫生特性:管材环保卫生,内壁不结垢,对水质无影响;水力特性:内壁粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用丝扣活接头连接,密封性能优;安装性能:管长≤9m,自重轻,接口较少且方便,敷设要求较高,安装性能优;力学性能:强度、刚度、韧性等性能优,承压极高;抗震性能:管材强度高,且有一定柔性,抗震性能优;安全程度:不会漏水,很难爆管,安全程度高;使用寿命:设计50a。
6. 预应力钢筋混凝土管(PCP)
① 造价低。D1600PCP与D1400GRP相比造价低30%左右，与D1600PCCP比低39%左右，比钢管低的更多。② 通水能力稳定。PCP在长期使用过程中管璧形成一层滑腻的沉积物，糙率稳定在0.012～0.013之间，通水能力不受影响。③ 使用寿命长。PCP一般使用寿命50年以上，与GRP、PCCP相近。④ 原材料来源丰富便于就地取材。PCP三阶段制作工艺设备可搬到现场，利用当地材料进行现场制作。⑤ 操作简单。管与管接口采用承插口滚动挤压密封胶圈结构，施工技术容易掌握。施工技术比GRP、PCCP、SP都简单。⑥ 抗震能力强。由于管接口采用胶圈密封，安装时允许有一定的角度偏差，属于柔性连接，具有很好的抗震性。其抗震能力远优于金属管道。⑦ 对地基要求不严。PCP一般直接埋于基槽内，如果是岩基用0.1～0.2m砂垫层就能满足铺设要求。一期工程PCP绝大部分直接埋于地基上，运行至今效果良好。就对地基的适应性而言优于玻璃钢管。 ⑧ 不须做内外防腐处理。除非严重酸碱性地基外，PCP不作防腐处理。⑨ 承受内外荷载较低。一般的PCP承受内压为0.8Mpa以下，管顶设计覆土一般在2m左右，最高不得超过4m。
7. 预应力钢筒混凝土管（PCCP）
PCCP内部嵌置一层1.5mm厚钢板，具有SP和PCP双重优点。
① 承受内外压较高。由于PCCP有内衬钢板，抗渗能力强，其结构能承受较高的内压；其预应力钢丝可根据要求进行设计，其抗外荷能力也较强。② 通水性能、使用寿命、防腐要求与PCP管相近。③ 接头密封性好。PCCP采用钢质承插口，尺寸精度高，承口呈钟型环状，插口有带凹槽的异型钢，置于凹槽内胶圈受双向挤压形成很好的密封力，且胶圈定位好。④ 重量大、沿海地区或土壤有腐蚀的需要防腐
8.管材选型总结
管径 推荐管材（以次序排列）
山区 平原区
DN＜300 PVC-M、PE100、球墨铸铁管、钢管、UPVC UPVC、PVC-M、PE100、球墨铸铁管、钢管
300≤DN＜600 球墨铸铁管、PVC-M、PE100、钢管 球墨铸铁管、 PVC-M、PE100、UPVC、钢管
600≤DN＜1400 球墨铸铁管、钢管、预应力钢筒砼管、预应力混凝土管、夹砂玻璃钢管 预应力混凝土管、预应力钢筒砼管、球墨铸铁管、钢管、夹砂玻璃钢管
1400≤DN＜1800 钢管、预应力钢筒砼管、预应力混凝土管、夹砂玻璃钢管 预应力混凝土管、预应力钢筒砼管、钢管、夹砂玻璃钢管
8.结语
目前随着我国在输（配）水工程管材的生产与应用，管材的行业标准、验收标准、设计规范的制订以及引进开发生产新型管材技术必将使以后管材选择更加多样。
参考文献：
[1] 陈涌城，长距离输水工程的管材选用.中国给水排水，1999, 15 (8): 41-42
[2] 《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：输（配）水管网；耐腐蚀；水利条件
Abstract: along with the progress of the south-to-north water transfer project, the water area facilities (removal of the surface and ShuPeiShui pipeline construction also gradually unfolds, the long distance lose (with) water pipe laying project to set a city full of water supply system for urban sustainable development of society and economy to provide reliable water supply security, is the city "lifeline" project. This article in view of the long distance water pipes of research and comparison to save investment, convenient for construction, the safe operation of the several aspects such as the selection of pipe are discussed.
Keywords: lose (with) water pipe network; Corrosion resistance; Water conditions
中圖分类号：TU991.33文献标识码：A文章编号：
在给水工程中，管道占投资的比重很大，且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例也较多，因此开展输(配)水工程管材的研究对节省投资、方便施工、安全运行意义很大，已引起各有关方面的重视。
长距离输(配)水管网工程，管材的选择一般要根据工程的输配水流量，管道的工作压力，工程的工期要求与重要性，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，特别是工程资金的制约情况，而后进行技术、经济、安全等方面综合比较后确定。由于各工程地区的地形、地质、自然状况以及经济形势与应用管材的历史状况不同，因此管材的选择也是多种多样。
目前长距离输(配)水工程中常用的管材主要有钢管、球墨铸铁管(DIP)、PE管、UPVC、夹砂玻璃钢管（FRPM）、预应力钢筋混凝土管(PCP)和预应力钢筒混凝土管（PCCP）等几种管材。
1.普通焊接钢管（SP）
耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:一般采用现场焊接,密封性能优;安装性能:管长≤12m,自重较大,接口少但需要焊接,敷设要求低,安装性能良;力学性能:强度、韧性、抗冲击等性能优,但刚度较差,承压较高;抗震性能:管材强度高、韧性好,可承受高压,抗震性能优;安全程度:不会漏水,不会爆管,安全程度高;使用寿命: 20a～30a。
可见其最大优点是力学和机械性能优越、强度高、承压大,最大缺点是不耐腐蚀,故必须对内、外壁做防腐涂层,且在计算壁厚时,应考虑2mm厚腐蚀余量。钢管防腐质量、尤其现场焊缝防腐质量,对安全运行、使用寿命影响较大。
2.离心球墨铸铁管（DIP）
耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:采用橡胶圈柔性接口,密封性能良;安装性能:管长≤6m,自重大,接口多但方便,敷设要求较低,安装性能良;力学性能:强度、刚度、韧性、抗冲击等性能优,承压较高;抗震性能:采用柔性接口,管材强度高,韧性较好,但不能弯曲,抗震性能良;安全程度:不易漏水,不易爆管,安全程度较高;使用寿命:接近50a。
3.PE管
小管径的管材价格比球墨铸铁管价格低，在各种管材中重量最轻，且耐腐蚀，运输及施工安装方便，并具有内壁光滑，水力条件好，具有较高的韧性和强度，是小型供水工程理想的管材，另外，PE管采用热熔联接，接口牢固，柔韧性好，不易拉开或断裂。但PE管材施工繁琐、下雨或潮湿天气影响管道施工接口、管件不全、价格高是该管材的最大缺点。目前生产厂家以生产De800以下规格居多。
4.UPVC管、PVC-M管
目前，在我国生产硬聚氯乙烯管（UPVC管）的工厂较多，产品质量逐步提高。这类管道的优点是安装方便（橡胶圈承插），不结垢、无毒、质轻及表面光洁。管件产品规格齐全配套、施工简单、造价较低、维护量少，管理方便；其缺点为管材较脆，生产厂家多而杂，用户对管材质量不易鉴别。由于该管材、管件配套齐全、安装方便、价格低廉，因此该管材是目前村镇供水的主要管材，直径小于De800。
5.夹砂玻璃钢管（FRPM）
耐腐蚀性:管材本身抗腐蚀,不需要做任何防腐处理;卫生特性:管材环保卫生,内壁不结垢,对水质无影响;水力特性:内壁粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用丝扣活接头连接,密封性能优;安装性能:管长≤9m,自重轻,接口较少且方便,敷设要求较高,安装性能优;力学性能:强度、刚度、韧性等性能优,承压极高;抗震性能:管材强度高,且有一定柔性,抗震性能优;安全程度:不会漏水,很难爆管,安全程度高;使用寿命:设计50a。
6. 预应力钢筋混凝土管(PCP)
① 造价低。D1600PCP与D1400GRP相比造价低30%左右，与D1600PCCP比低39%左右，比钢管低的更多。② 通水能力稳定。PCP在长期使用过程中管璧形成一层滑腻的沉积物，糙率稳定在0.012～0.013之间，通水能力不受影响。③ 使用寿命长。PCP一般使用寿命50年以上，与GRP、PCCP相近。④ 原材料来源丰富便于就地取材。PCP三阶段制作工艺设备可搬到现场，利用当地材料进行现场制作。⑤ 操作简单。管与管接口采用承插口滚动挤压密封胶圈结构，施工技术容易掌握。施工技术比GRP、PCCP、SP都简单。⑥ 抗震能力强。由于管接口采用胶圈密封，安装时允许有一定的角度偏差，属于柔性连接，具有很好的抗震性。其抗震能力远优于金属管道。⑦ 对地基要求不严。PCP一般直接埋于基槽内，如果是岩基用0.1～0.2m砂垫层就能满足铺设要求。一期工程PCP绝大部分直接埋于地基上，运行至今效果良好。就对地基的适应性而言优于玻璃钢管。 ⑧ 不须做内外防腐处理。除非严重酸碱性地基外，PCP不作防腐处理。⑨ 承受内外荷载较低。一般的PCP承受内压为0.8Mpa以下，管顶设计覆土一般在2m左右，最高不得超过4m。
7. 预应力钢筒混凝土管（PCCP）
PCCP内部嵌置一层1.5mm厚钢板，具有SP和PCP双重优点。
① 承受内外压较高。由于PCCP有内衬钢板，抗渗能力强，其结构能承受较高的内压；其预应力钢丝可根据要求进行设计，其抗外荷能力也较强。② 通水性能、使用寿命、防腐要求与PCP管相近。③ 接头密封性好。PCCP采用钢质承插口，尺寸精度高，承口呈钟型环状，插口有带凹槽的异型钢，置于凹槽内胶圈受双向挤压形成很好的密封力，且胶圈定位好。④ 重量大、沿海地区或土壤有腐蚀的需要防腐
8.管材选型总结
管径 推荐管材（以次序排列）
山区 平原区
DN＜300 PVC-M、PE100、球墨铸铁管、钢管、UPVC UPVC、PVC-M、PE100、球墨铸铁管、钢管
300≤DN＜600 球墨铸铁管、PVC-M、PE100、钢管 球墨铸铁管、 PVC-M、PE100、UPVC、钢管
600≤DN＜1400 球墨铸铁管、钢管、预应力钢筒砼管、预应力混凝土管、夹砂玻璃钢管 预应力混凝土管、预应力钢筒砼管、球墨铸铁管、钢管、夹砂玻璃钢管
1400≤DN＜1800 钢管、预应力钢筒砼管、预应力混凝土管、夹砂玻璃钢管 预应力混凝土管、预应力钢筒砼管、钢管、夹砂玻璃钢管
8.结语
目前随着我国在输（配）水工程管材的生产与应用，管材的行业标准、验收标准、设计规范的制订以及引进开发生产新型管材技术必将使以后管材选择更加多样。
参考文献：
[1] 陈涌城，长距离输水工程的管材选用.中国给水排水，1999, 15 (8): 41-42
[2] 《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。