使用PCCP铺设管道的典型事例。
1. 山西省万家寨引黄工程,是我国三峡和小浪底之后的第三大水利工程。该工程联接段全长约138.6km,其中从汾河库至太原市呼延水厂,有43.2km设计要用DN3000mmPCCP,工作压力为0.6MPa-1MPa覆士为2m、4m、6m和8m, 水平弯头、垂直弯头、立体弯头多达100多个,山东电力管道工程公司中标生产26.7km,无锡华毅管道有限公司中标生产16.5km。该项工程于2002年10月18日建成通水,至今运行良好。
山西万家寨引黄工程,使用PCCP铺设成功的典型事例,对我国推广使用PCCP铺设管道起到极其重要的示范作用,为在国家、省市重点输水管道工程中使用PCCP铺设创造了条件,使设计部门和使用部门敢于设计和使用PCCP铺设管道。
2. 哈尔滨磨盘山供水工程,是亚洲开发银行提供贷款进行建设的国家重点工程,该工程是给哈尔滨市供水为主,兼有下游防洪、农用灌溉等综合利用的大型水利枢纽工程。分两期建设,一期工程铺设176.22km输水管道,其中PCCP管线长度135km,管道口径DN2200mm,工作压力为1MPa,覆土深度为2m—6m。 新疆国统管道股份有限公司中标生产67.836km,成都金炜制管有限公司中标生产34km,无锡华毅管道有限公司的合资单位哈尔滨华庆管道有限责任公司中标生产34.42km,该工程于2006年度建成验收。二期工程同样铺设DN2200mm,长度为135km的PCCP管道,分6个标段,由新疆国统管道股份有限公司、山海关红旗管业有限公司、吉林电力管道工程公司等厂家生产,该工程于2009年10月建成验收。
3. 举世关注的南水北调中线京石段应急供水工程(北京段)惠南庄——大宁段铺设DN4000mm工作压力0.8MPa,上埋式覆土10.5m,双排铺设PCCP管道共110km。 承担这光荣而艰巨任务的北京韩建河山管业有限公司、山东电力管道工程公司、新疆国统管道股份有限公司都保质保量按工期要求提前完成了任务。生产PCCP所用的制管设备都是国产的,标志着我国预应力钢筒混凝土管制管技术水平和铺设安装水平已达到国际先进水平。
此外,南水北调河北省配套工程PCCP管道长度约为700km,DN1800mm —2400mm,工作压力1—1.6Mpa;河南省配套工程PCCP管道长度约400km,工作压力1MPa。
据最近新闻报道,南水北调工程中线已成功从丹江口水库调水200亿立方米,其中北京为40亿立方米。
4. 辽宁省重点引水工程,从大伙房水库引水向沈阳等城市供水,总投资 52.18亿元,采用DN3200和DN2400mmPCCP铺设,管道全长265km。其中DN2400mm管道为200km。管道工作压力为0.6MPa—1. 0MPa。该工程由山东电力管道工程公司、四川金炜华庆管道有限公司、辽宁龙泉水利管道工程有限公司、辽宁华腾华毅管道有限公司中标生产,该工程于2010年11月建成通水运行。
5. 广州西江引水工程输水管线全长51.6km,选用DN3600mmPCCP铺设,工作压力为0.6MPa,由山东电力管道工程公司中标生产27.5km;新疆国统管道股份有限公司中标生产24.1km,该工程于2010年9月通水运行。
6. 辽宁省阜新市引白输水管道工程是阜新重点工程,管道全长80.14km,管道直径DN1200mm、DN1400mm、DN1600mm、DN1800mm,工作压力为0.6MPa—1.6MPa。选用6.3kmDN1400玻璃钢夹砂管和73.64kmPCCP铺设,后者由山东电力管道工程公司和山东龙泉管道工程股份有限公司中标生产。管道铺设后,在试通水和通水运行时,曾发生三次玻璃钢夹砂管爆管事故,而PCCP未有任何问题,该工程已于2009年10月30日通水运行。
7. 山西万家寨入晋北干线工程,选用PCCP铺设,输水管线从1#隧洞出水口起至墙框堡水库调节阀室止,主线长112.87km,朔州供水支线1.05km, 1#隧洞采空区段洞内安装1.65km,总长115.75km。其中DN3200mm PCCP长1.65km, DN2200mmPCCP长85.05km, DN2000PCCP长28. 87km,工作压力为0.4MPa—0.8MPa。总投资5.28亿元。该工程由北京韩建河山管业有限公司中标生产,于2011年10月建成。
8. 辽宁大伙房水库输水应急入连工程,选用DN2400mm和DN2800mm PCCP铺设,全长144km,其中DN2800管线118km,DN2400管线26km,工作压力0. 8MPa—1.2MPa,由辽宁华腾华毅管道有限公司、山东龙泉管道工程有限公司、新疆国统管道股份有限公司中标生产,于2011年9月建成。
9. 辽西北重点供水工程,需PCCP约920km,其中DN3200为478km;DN3400mm为181km;DN3600mm为208km;DN3800mm为50 km。管道工作压力为0.6MPa—1.6MPa,覆土深度2.5m—15m;管配件50000多吨。该工程管道之长,口径之大,工作压力之高都是前所未有的。
这些管材由北京韩建河山管业辽宁分公司、中国水利水电第六工程局华浙开原有限公司、新疆国统股份公司辽宁分公司、山东电力管道工程公司沈阳分公司、中国水利水电第十三工程局恒华(漳武)管业有限公司、山东龙泉管道工程股份有限公司辽宁分公司、中国水利水电第五工程局有限公司义县管道分公司生产。
我国生产的PCCP不仅在国内国家重点工程上使用,满足建设需要,而且还出口到国外,如山东电力管道工程公司1994 年生产的DN1600mmPCCP 及其管件1.5km销往新加坡,在PULAU SAKRA联合电厂循环水工程中使用;2000年生产的DN900mm、DN1200mmPCCP及其管件(各种弯头、三通、短管)10km,销往毛里求斯,用于污水管道工程上使用;深圳太阳管道有限公司1999年为亚洲开发银行项目越南胡志明市供水管道工程生产了DN2400mmPCCP10. 6km,工作压力为0. 4MPa—0.72MPa,该工程于2001年10月通水使用,至今运行良好。
以上,这些国内外使用PCCP铺设管道的成功典型事例,充分证明了在铺设高工压、大口径管道时,选用PCCP是经济合理的,是明智的最佳选择。完全符合国家发改委、水利部、建设部等七部委联合下发的《中国节水技术政策大纲》 所规定的大口径管材(DN>1200mm)优先考虑预应力钢筒混凝土管的规定要求。
无锡华润实业公司开发了用于架设110KV输电线路的27-30米预应力混凝土组装电杆和用于架设220kV不持拉线的27-30米门式预应力混凝土电杆。
湖南省电力线路器材厂在开发用于架设35kV、110kV、 220kV、 500kV送电线路的预应力等径电杆方面取得显著成效,到2010年底,湖南省内1101条110kV线路(约16000公里)、343条220kV 线路(约11800公里)已使用该厂生产的DN300mm、DN400mm等径预应力混凝土电杆31万节以上。
(四)钢筋混凝土管片
盾构法隧道施工技术是当今世界最先进的隧道施工技术,适用地铁隧道、高速公路隧道、地下供排水隧道。施工时可避免对地面建筑物的破坏,更好地保护环境。用此法施工,与之相配套的必须用钢筋混凝土管片。上海浦东混凝土制品有限公司的前身,上海水泥成品厂是我国最早生产管片的厂家,该厂于1966年8月到1970年生产了黄浦江第一条越江隧道用管片(打浦路),外径10米,内径8.8米,壁厚600mm,由8片组装成圆环,环宽900mm,全长1322米;1982-1988年生产了上海延安路越江隧道用管片,外径11米,内径9.9米,管片厚度550mm,由8块管片拼成圆环,每环宽1米,全长14763米。管片尺寸精度要求为±1mm。
随着我国城市地铁的发展,经济发展较快,经济实力雄厚的北京、上海、广州、深圳等大城市都在快速的修建地铁轨道交通,因此,需要大量高强度、高抗渗性、高精度的钢筋混凝土管片,涌现出一大批经济实力雄厚地铁管片生产企业,如北京榆树庄构件厂、北京港创瑞博混凝土公司、北京城建集团构件厂、北京市住总市政构件厂、北京建工混凝土构件厂,上海隧道混凝土构建股份公司(该公司有7个企业生产管片)、广州市政工程水泥制品有限公司、深圳港创建材股份有限公司,成都金炜制管有限公司,辽宁兴荣昌地铁管片有限公司、宁波浙东建材集团公司等。值得指出,上海隧道混凝土构件股份公司也是国内首家与日本企业合作,制造出双园地铁管片,并在上海6号线、8号线上成功应用。此外,还一举中标世界瞩目的上海长江隧道工程管片标(C-7标),外径15m,内径13.7m,每环用混凝土58立方米。长江隧道工程单向隧道长8.9 km(含暗埋段),双向管片隧道长约15公里,其中上行隧道长7471.65m,下行隧道长7469.3m,该工程于2009年10月31日通车运行。
2013-2018年,全国铁路固定资产投资4.63万亿元,新增铁路里程3.34万公里,其中高铁1.92万公里,中国已拥有2.2万公里高铁线路,这个数字绝对排在世界第一,比从第二名到最后一名其他所有国家加起来都要长,到2020年达到3.8万公里,中国的高铁成了中国一张金字名片。在此期间,生产混凝土轨枕约44万根,折合混凝土约576万立方米;生产混凝土轨道板约151.2万块,折合混凝土约431万立方米;生产混凝土接触网支柱53.44万根,折合混凝土约100万立方米。
按铁道规定:时速250公里及以下的铁道线路采用预应力混凝土轨枕(包括Ⅲ型轨枕、宽枕、岔枕、桥枕等);时速300公里及以上的铁道线路采用板式无砟轨道和双块式无砟轨道;普通铁路全部采用预应力混凝土轨枕(包括Ⅲ型轨枕、新Ⅱ型枕、宽枕、岔枕、桥枕、重载铁道枕等)。
除上述轨枕、轨道板、接触网支柱外,铁路建设中还大量采用的混凝土制品有预应力高强混凝土管桩、电缆槽及水沟盖板、桥梁人行道步板、护栏、路基护坡制品等。
混凝土和钢筋混凝土排水管是我国最早能生产的水泥混凝土制品,也是目前水泥制品诸品种中产量、规格、品种、生产企业数量最多的,在我国城镇建设、工矿企业建设、农田水利建设中大量用于铺设雨水、污水、引水及农田排灌等重力流管道,取得了较好的经济效益和社会效益。
钢筋混凝土排水管行业在创新发展方面也取得了可喜的成绩。
1.承插式柔性接口管材和柔性企口管(丹麦管)
秦皇岛市抚宁管材有限公司于1984年用离心法生产DN200mm—DN2200mm,管长3m—4m承插式柔性接口的钢筋混凝土排水管5200Km,深受用户欢迎。
柔性企口管(丹麦管)是大口径排水管理想的接口型,生产这种管材最佳的成型工艺方法是用芯模振动液压成型工艺。但也有一些企业采用悬辊法和离心法生产。秦皇岛抚宁管材有限公司于1998年用离心法也成功地生产了DN2400—DN2600mm,管长2m-4m的柔性企口管。
2.钢承口管材
上海浦东混凝土制品有限公司(原上海水泥成品厂)于1990年采用振动法(插入式振动器)成功地生产了DN1500—DN3500mm,管长2m的钢承口管材,其中DN3500mm的钢承口管材已在上海河流污水治理工程中使用20多公里。
上海污水治理龙港片区南线输送干线的污水系列是继上海污水治理二期工程以来进一步净化城市环境的重大举措。干线污水输送管线设计采用2根DN4000mm的钢筋混凝土排水管敷设,干线总长26.61公里,工程计划2009年4月开工实施,一年完成。工程所需超大口径DN4000mm钢筋混凝土排水管约2万根。这些管材由上海浦东混凝土制品有限公司、上海隧道股份构件有限公司、上海城建预制构件有限公司生产,这是目前国内敷设的最大口径的排水管管道。
3.承插式带管座(内嵌橡胶圈柔性接口)钢筋混凝土排水管
带管座(柔性接口)钢筋混凝土排水管,是厦门千秋业水泥制品有限公司自主研发的新产品,该产品自2001年8月批量生产,至今已累计生产422.370公里,产品口径范围DN 300 mm -DN3400mm。
这种管材提高了抗外压能力,同规格带管座(柔性接口)钢筋混凝土排水管裂缝荷载和破坏荷载是同规格Ⅲ级圆形管的2倍和1.6倍;铺设这种管材不需要现浇混凝土平基和管座,有利于文明施工,管沟开挖断面小,节省开挖成本及回填材料。与相同口径圆管相比,仅增加管座部分的用量,相当于圆管施工铺设管基混凝土用量的30%,可节省铺设管基混凝土量70%,大大降低了铺设费用。
由于带管座(柔性接口)钢筋混凝土排水管与相同口径的圆形管相比有许多独特的优点,先后在福建省厦门市的重点污水工程、隧道接线工程、排洪工程及城市共同管工程中得到广泛使用,产品质量及安装快捷深受施工单位和业主单位的欢迎。
4.改进型柔性企口管
北京市韩建集团河山管业有限公司于2004年用悬辊法生产了DN400mm—DN2400mm,管长3m的改进型柔性企口管,该公司与北京排水集团、市政设计院共同研制开发了柔性企口钢筋混凝土管(A型)和柔性企口钢筋混凝土顶管(D型)两种新型管材。
柔性企口混凝土顶管D型是根据丹麦管、双插口、承插口管材的共同特点在其承口和插口部分外侧各增加一个钢圈,与管材同时浇注成型。
柔性企口钢筋混凝土A型管,主要特点是与目前的承插口管相比,承口与插口外径相同,在承口外径增加一道钢圈,不仅提高承口对覆土的抗剪能力和抵抗胶圈弹性的外张力,而且也避免了施工过程中对基础的扰动和破坏,使安装更加便捷,且利于码放和运输。
5.内衬式钢筋混凝土复合管
内衬式钢筋混凝土复合管是一种新型具有耐腐蚀性能的复合排污管材,即在普通钢筋混凝土管内壁衬上一层防腐内衬,以达到防止管内壁混凝土受到输送介质有害物质的腐蚀。按内衬材料不同可分为PVC内衬复合管、PE内衬复合管、玻璃钢内衬复合管。近年来,内衬式复合钢筋混凝土排水管已在城市污水管道工程中使用,尤其在广东省和福建省使用较多,最大口径达DN3400mm。
6. 预制钢筋混凝土箱涵
箱涵是异形钢筋混凝土涵管中应用较多的一种涵管。大型地下管道中,同等流量条件下,钢筋混凝土箱涵(箱型管道)与圆型管道相比,利用空间多。因此,在国外地下管道工程中,已被大量应用。
随着我国城市建设发展,预制装配式钢筋混凝土箱涵也逐渐提到日程上来。2005年厦门千秋业水泥制品有限公司采用芯模振动工艺制造了宽5400mm高3600mm长2000mm预制装配式钢筋混凝土箱涵和带底座的钢筋混凝土(四圆)拱涵,已在厦门市文远地下通道工程中得到应用。产品质量优异,材料比现浇施工省,工期大为缩短,成本与现场浇筑基本相当。
江苏中意建材机械有限公司本着精致、整合、创新的发展战略,组织精干力量,于2014年3月份开始分别对矩形顶管、预制混凝土箱涵的接口形式、生产、工艺、全套工艺装备、模具等进行开发研制,自2014年7月起已陆续研制成功各型预制混凝土箱涵及模具、装备,并投入批量生产和使用。
该公司已经生产的矩形顶管外宽*外高*长度分别为8100*4950*1500,7000*4300*1500,6900*4900*1500,6000*4300*1500,9100*5500*1500,6900*4200*1500mm等;预制混凝土箱涵外宽*外高*长度分别为7950*4000*1500,6800*4000*1500,5850*4500*1500 ,7250*3500*1500mm等双舱箱涵。
7. 大口径电力电缆管
随着城市建设的快速发展,城市规模不断扩大,城市用电负荷不断増加,需要建设高标准的电网。电力架空线路因各种因素造成损坏也越来越多,而且架空线路像蜘蛛网一样影响城市美观。电网入地已经成为大中城市电力发展的必然趋势。目前,上海、南京、武汉等地已经和正在进行架空线入地,电网入地工程已大量采用大口径钢筋混凝土顶管铺设电力电缆隧道。目前已在上海市南站过江电缆隧道、上海杨高电缆隧道、上海世博电力电缆隧道和武汉青山变一厂前变缆隧道工程、武汉玉带变电电缆沟管隧道工程中使用。
上海浦东混凝土制品有限公司和上海水泥制管厂先后为上海大口径电力电缆隧道生产了大量的大口径钢承口钢筋混凝土顶管(管径DN2500mm、DN3000mm、DN3500mm)。武汉市双强水泥制品有限责任公司和湖北电力勘探设计院共同开发了DN3000mm预制环形电缆支架钢承口管已在三个电力隧道工程中使用。
8. 新型绿色耐腐蚀(FKJ)钢筋混凝土排水管
苏州混凝土水泥制品研究院利用粉煤灰、矿渣为原料,通过碱性激发剂和复合外加剂的共同作用,取代普通混凝土中的水泥,其水化产物主要是沸石类的水化硅铝酸盐,使FKJ混凝土在PH2-13的环境下具有比普通水泥混凝士强的耐腐蚀能力,使用这种材料制造的钢筋混凝土排水管,具有优良的耐腐蚀性能,很好地解决了工业废水中酸盐介质对混凝土侵蚀作用,大大提高了管道的使用寿命。
新型绿色耐腐蚀(FKJ)钢筋混凝土排水管可以采用各种制管工艺生产各种口径和强度等级的承插式、企口式、平口式和顶管,是一种较理想的耐腐蚀排水管。这种管材生产成本比普通钢筋混凝土排水管高10-15%,大大低于内衬式钢筋混凝土复合管,相当于陶土管、玻璃钢管、PVC管的2/3-1/5。
采用立式芯模振动液压成型工艺生产大口径耐腐蚀钢筋混凝土排水管在武汉双强水泥制品有限责任公司试制成功,产品各项力学性能指标均达到和超过GB11836国家标准要求;采用悬辊法工艺生产的中小口径耐腐蚀钢筋混凝土排水管已在安徽省合肥污水处理工程中应用。
9. 预制装配式混凝土检查井
北京市政工程设计研究院于2003年开发研制出预制装配式混凝土检查井,以解决“马路眼镜”影响道路质量和正常使用的检査井井圈下沉的问题。
预制装配式混凝土检查井,国外早已普遍推广使用,而我国正处于推广使用阶段,北京、天津、上海、合肥、昆明等城市建委已经下文,要大力推广使用预制装配式检查井,可以预见,这个产品也是很有发展前途的。
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