PCCP如何更好服务长距离输调水工程
近年来，国家水网建设步入关键期，涉及农业、工业、生活用水，以及生态补水等跨区域和区域调水工程，如南水北调、引江济淮、滇中引水、粤西调水等重点引水工程，成为国家及各级地方政府全力保障的民生项目。 预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe,以下简称PCCP）是适宜大流量和长距离安全输水管网建设的主要管材，为国家重大水利项目提供了质量保障。近日，以“聚焦管材高质量发展 服务长距离输调水工程”为主题，由中国混凝土与水泥制品协会、中国水利学会、中国水利水电勘测设计协会共同主办，中国混凝土与水泥制品协会预应力钢筒混凝土管（PCCP）质量创新工作委员会承办的大口径长距离输水管材高质量发展研讨会在广东湛江召开，为进一步总结近年来管材在设计、制造和施工中的创新技术，探讨大口径输水管材如PCCP制造、施工及安全运维，进一步提升管材制造行业管理、产品质量水平和管线安全搭建了交流平台。 数万公里 用心服务水利工程建设 中国混凝土与水泥制品协会荣誉会长徐永模在致辞时指出，今天，人类消费量最大的物资，第一是水，第二就是混凝土。工程建设离不开混凝土与水泥制品，服务水利工程建设是我们行业的使命和责任所在。在各类蓄、引、提、输、排水水利工程建设中，不仅有现浇混凝土、PCCP管材，还有钢筋混凝土输水管、排水管以及输水排水隧道工程用混凝土管片、各种河道堤坡护岸预制构件等，其中，仅PCCP管道工程已达数万公里，为我国水利工程建设作出了重要贡献。 “我们预估，未来10年我国水利建设投入每年均将达到1万亿元以上。” 中国水利学会副理事长兼秘书长汤鑫华表示，在长距离、大流量的输调水工程中，PCCP已经应用了数万公里，较好地服务了水利建设。广大设计、施工和管材从业人员也在制造技术和管理优化上持续不断地进行大胆创新。 “听说，广东粤西输调水用管材的3个生产基地全部采用了信息化管理，每根管材都有了自己的身份信息。这给管材质量控制、管网施工和后期运维都带来了便利，也必将促进输水用管材制造技术和产品质量的提升。”汤鑫华说。 优势明显 仍需不断创新和突破 “我国水利工程建设特别是国家现代水网建设过程中，各种长距离调水工程、水网连通工程及城乡供水工程对管材需求剧增。钢管、PCCP管、球墨铸铁管、玻璃钢夹砂管、塑料管道等各类管材都有其适用的工程条件，PCCP管因具有高强度、高抗渗性、高密封性、接口尺寸精确、管道维护费用低，以及性价比优等特点，具有广泛发展应用前途。在大口径长距离输水管材中，更具有独特的优势。” 中国水利水电勘测设计协会常务副理事长刘志明表示，据初步统计，截至目前我国PCCP建设总长度超过2万公里，最大管径已达4m，设计内压达到2MPa，但内径小于1m的PCCP相对较少。同时，也看到PCCP管材存在单位重量重，运输和吊装困难，预应力钢丝断丝监测，以及对耐久性的担心等问题，需要在技术上有所创新和突破。 中国混凝土与水泥制品协会PCCP质量创新工作委员会轮值理事长付波指出，近年来，随着水利工程特别是大型输调水管网的建设对PCCP产品提出了更高的要求。为满足水利工程建设的需求，PCCP行业在技术创新、产品创新方面也在不断探索，2017年行业内头部企业带头组织成立了中国混凝土与水泥制品协会PCCP质量创新工作委员会，工作委员会旨在集中会员单位的技术力量和资源优势，共同攻关解决PCCP产业发展中的共性关键技术和重大工程难题；组织开展技术创新活动和工作委员会内外技术交流；进一步整体提升会员单位产品的质量水平和竞争力，创造中国PCCP产品技术与工程服务的国际品牌。 高质量发展 从方方面面做起 本次交流会，共邀请了10位资深专家作主题报告，涉及输调水工程管网规划、管材选择、管材制造质量控制、工程施工、管网安全运维和技术创新等方面，为行业如何实现高质量发展提供了借鉴。 其中，水利部水利水电规划设计总院设计处副处长朱峰作题为《输水管道管材选择主要因素和常遇问题分析》的报告中指出，PCCP具有管径和内压适用范围广的特点，其承受外部荷载能力是目前所有管材中最强的，钢筒和预应力钢丝埋置在管芯混凝土和水泥砂浆内，管材耐久性好、经济等优势，是目前国内输水工程中应用最广泛的一种管材。经过近20年国内大量的引调水工程PCCP管道实践和专项课题研究，我们已经积累了丰富和成熟的PCCP设计、制作、运输、安装和运行管理经验。内水压力在1～2MPa范围的PCCP采取相应的制作和结构措施，管道安全是有保障的，1～2MPa的管道管材选择时，不应把PCCP排除在外。 山西省水利水电勘测设计院研究院有限公司原副院长孟晋忠作题为《引调水工程PCCP设计与应用》的报告中分析了我国引调水工程中PCCP设计和应用方面的有关问题，如合理采用设计、制作、安装标准、合理选择设计荷载及3个压力、PCCP防腐设计等。他指出，我国PCCP生产质量总体是好的，美国最早建设的一项PCCP供水工程已有80年（1943年），辽宁大伙房二期PCCP输水工程、新疆引额济乌、哈尔滨磨盘山输水一期等工程都正常运行超过15年，广州西江引水DN3600 PCCP输水工程正常运行也超过13年，山西省万家寨引黄工程DN3000 PCCP于2002年建成投入运行，已不间断供水已超过20年，从未发生过任何质量问题。 中国水利水电科学研究院教授级高工窦铁生作题为《PCCP的结构特性》的报告中分析了埋置式（PCCPE）和内衬式（PCCPL）的结构型式和结构功能，介绍了美国AWWAC304、SL702-2015预应力钢筒混凝土管道技术规范等现行PCCP设计规范和标准，并从专业角度分析了PCCP的力学特性和耐久性等。 落地工程 用心做好每个项目 据了解，当前在有关政府主管部门的指导及政策引领下，设计院、施工企业以及管材制造企业不断创新，管材设计、制造和施工质量得到了长足发展，特别是大口径管材制造的头部企业不断加大技术创新的投入，提升装备水平和质量管控手段，信息化自动化技术在PCCP制造企业得以应用，为国家重大水利项目提供了有质量保障的管材。 广东粤海粤西供水有限公司副总经理李代茂结合当前工程表示，PCCP管的制造技术、工艺水平、质量标准、安全运维等与工程整体建设水平息息相关。其中，粤西供水坚持以技术创新为引领，以打造“精品工程”为目的，大力推动PCCP产业优化升级，致力于探索提升PCCP管本质安全的方法：一是提高了钢丝氢、氧、氮离子含量标准，其中氮元素控制在30ppm以内，倒逼盘条厂家二次精炼，降低盘条综合夹渣和马氏体、索氏体增加，降低盘条氢脆性危害；二是加强钢丝检测，每台缠丝机上都配置预应力钢丝在线涡流检测系统，预应力钢丝表面缺陷会自动报警；每个管厂配置两台氢脆性试验设备，确保钢丝缺陷早发现、早处理；三是每台缠丝机和辊射机上配备水泥净浆自动喷涂系统，实现水泥净浆喷涂的量化实施，确保净浆质量，有效保护钢丝；四是控制缠丝过程的应力波动为5%。同时在PCCP管厂建设方面实现全封闭式厂房、推广智慧生产系统和芯片应用，委托科研单位进行PCCP管道提质升级关键技术研究，对管道防腐设计、接缝砂浆性能、阴极保护以及玄武岩纤维替代预应力钢丝等方面进行研究。 本文原载于《中国建材报》12月18日1版《PCCP如何更好服务长距离输调水工程》2023-12-26
