管道运输的缺点

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管道运输的缺点范文第1篇

【关键词】天然气；储运；研究

在发展低碳经济的时代背景下，天然气备受推崇，正逐渐成为未来世界一次能源的主力军。考虑到大量用气的中心城市和工业企业距气源较远，需要将气源点的天然气安全、稳定和连续地输送给用户。天然气的储运技术的研究和发展，是生产——消费这一过程中必不可少的环节，也是保证供气的必要手段。本文就现阶段天然气储运的几种常用技术就行探讨。

一、天然气储运方式

1.天然气管道（PNG）储运

管道输送是天然气运输的一种主要方式，在我国发展迅速，到目前为止，我国的管道运输技术成熟。但是，管道运输受气源、距离和投资等条件的限制，而且输送压力高，运行、维护费用大，缺点是投资大、成本高。但随着运输距离的加长，其有较好的经济优势，适合于长距离运输。在较高的压力下，利用管道储气解决城市用户的日、小时调峰问题在技术上是可行的，同高压球罐储气相比，投资小，操作简便。采用管道储气使得城市门站内的流程大为简化，便于运行管理，且更加安全，占地面积大为减少。缺点是管道内的压力波动同利用高压球罐储气相比要剧烈。

2.液化天然气（LNG）储运

将天然气低温冷却液化后，以LNG形式储运，这种方式约输送了天然气总产量的25%。LNG液化后的体积远比气体小，在运输方面具有极大的优势。LNG运输是提高海洋、荒漠地区天然气开发利用率的有效方法，同时，LNG输送成本仅为管道输送的15%左右，并可降低因气源不足敷设管道而造成的风险。

LNG的优点：①在LNG储运方式中，装置具有高效、灵活、简便、高密度、低成本的特点；②该储运技术既能实现对陆地的运输，又能在海上进行运输，且海上的廉价的油耗，能实现高效和经济的运输。③该储运技术中对压力的调节，是关键环节，起始站对天然气的液化压缩过程使得成本较高，但终点站的压力调节成本相对较低。

LNG的缺点：①LNG生产对设备、生产工艺和人员的要求很高；②储罐性能要求高。因为LNG的运输一般采用高压、超低温（一162℃）方式，所以储存装置材料需要特殊钢材。③危险性较高。LNG汽化直接通过常温下液体的蒸发进行，过程简单，但其在生产和储运过程中有较高的危险。

3.压缩天然气（CNG）储运

天然气压缩储运技术（CNG）是将天然气进行压缩至20～25MPa，再用高压气瓶组槽车通过公路运输，或将天然气充入一个管束容器（由高级钢管制成）中，将容器固装在运输船上海运，还可以将管束容器制成铁路运输槽车的形式通过铁路运输，在使用地的减压站（输配站）将高压天然气经1～2级减压（1.6MPa左右），然后泵入储罐，或进

一步调压进入城市管网。压缩天然气（CNG）供气技术作为管输天然气的一种有效补充手段，能够满足长输管线不能覆盖的中小城镇的天然气需求。

CNG的优点：①与气瓶组相比，管束容器虽然略重，但制作工艺较为简单，相同容积的造价更低，使用安全性及灵活性也好于高压气瓶组；②技术难度低，成熟度高，适用于零散用户及车用燃气的用气。

CNG的缺点：①由于储气压力高达20MPa以上，对储存容器要求高，具有一定的危险性；②能量储存密度不大，因此，不具有大规模发展应用的可能性。③影响压缩天然气供应方式的因素较多，应综合考虑其供气规模、用气性质、气源位置及数量、原料价格、运距等因素，合理地确定供气方案。

4.天然气水合物（NGH）储运

天然气水合物是由水分子形成的孔穴吸附小分子烃类气体而形成的一种笼形结晶化合物，在标准状态下，1m3饱和天然气水合物可释放出164 m3的甲烷气体，其能量密度是其它非传统能源的10倍，因此天然气水合物存储技术是一种高密度存储能源的方法。

水合储运的实施条件目前在工业生产十分容易实现，且运行成本适中。相对传统的储运方式水合物储运具有以下优势：①天然气水合物可在2～6MPa， 0～20℃条件下制备，技术难度不高，液态天然气技术则对设备，工艺和人员要求严格，其生产高度专业化；②NGH本身的热导率为18.7W/m℃，比一般的隔热材料（约27.7 W/m℃）还低，因而NGH的储运容器不需要特别的隔热措施；③NGH本身的热导率低，不需特别的绝热措施，储罐可用普通钢材制造，对材料要求不高。④储存和运输过程中安全性是相对较高。

天然气水合物的发展前景是非常可观的。目前，水合物储运天然气技术需要解决的关键技术问题是水合物的大规模快速生成、固化成型、集装和运输过程中的安全问题。

二、气体输送工艺的比较

1.技术分析

从以上储运方式的优缺点可以看出：①管道输送技术成熟，但受气源、距离及投资等条件的限制，且越洋运输不易实现，而且输送压力高，运行、维护费用较大。②CNG的生产输送过程技术难度低、成熟度高，安全性可基本保证，且减压站可在使用地附近建立。③LNG输运技术造价低，技术难度低，在理论上已日趋成熟。但是，LNG的长距离陆地输送存在较大的安全性问题。④NGH技术目前已能够满足工业应用要求，但还不成熟，处于研究发展阶段，国内在这方面起步较晚，目前尚无应用NGH技术进行水合物输运的例子。

2.经济性分析

在天然气年产量为4×104m3，运输距离为2000km情况下进行成本估算，估算结果显示CNG、LNG、NGH储运方案主要费用：CNG总费用1200万元，LNG总费用1050万元，NGH总费用850万元，CNG>LNG>NGH，NGH方案的总投资费用最低。因投资主体不同，在总投资估算中未考虑输配站的投资。在储配站的投资中，三者差别不大，但NGH可以固态形式储存，且安全可基本保证，因此维护费用较低。

3.安全性分析

天然气管道输送安全性高，经济性好，对环境污染小。CNG为常温高压储存，在生产输送过程中存在很高的危险性。LNG由于储存温度低，一旦发生泄漏将很快形成爆炸云团，在生产和储运过程中有很高的危险性。NGH是由水分子构成的空穴吸附气体分子而形成的固体化合物，分解需要吸收大量热能。此外，水合物本身具有绝热效应，NGH即使暴露在大气中，由于NGH的分解受热传导的影响，气体的释放速率慢，被点燃也燃烧缓慢，彻底抑制了由于天然气大量泄漏而可能导致的爆炸事故。

三、总结

随着经济的高速增长和国民生活水平提高，为了优化能源消费结构，降低国产石油供给不足带来的负面影响，在发展低碳经济和保护环境的在时代和全球的背景下，社会对于天然气的需求越来越大。因此，为了保证供气，必须做好天然气的生产——消费链中天然气储运这一环节，必须通过科技创新充分发挥其资源优势，对新型天然气储运技术的研究开发给予相应的重视。同时，结合不同的气源情况和用户情况，针对现有天然气储运技术建立起优化模型，为未来天然气供应的进一步发展奠定基础。

参考文献：

[1] 樊栓狮.天然气水合物储存与运输技术.北京：化学工业出版社，2oo5.

管道运输的缺点范文第2篇

【关键词】管材 管径 选择

中图分类号： TG335.7文献标识码：A 文章编号：

一、前言

管材是影响工程造价的主要因素之一，不同的管材，其水力学特性、耐久性、经济性、施工难易等方面均有差异。流量一定，管径大小与管道系统的一次投资费、操作费和折旧费等都密切相关，因此应根据工程的具体情况仔细分析对比不同管材和管径对工程的影响。

二、管材的选择

在管道选材的过程中应充分考虑各种管材经济性、承压水平、耐久性以及施工便利程度等因素。目前常用的供水管材有：钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、聚乙烯（PE）管等。各类管材的优缺点如下：

钢管韧性好，耐压高，施工敷设方便，适应性强，适合用于高压及地形复杂地段，接口灵活，安装方便，且抗震性能优。但其刚度小，易变形，焊接量大，价格高，并需对管道的内外壁进行防腐处理，寿命相对较短；

球墨铸铁管耐久性强、承担压力高、安装方便等优点，同时具备钢管优点，避免了钢管易腐蚀的缺点，价格便宜，主要缺点是脆性大；

预应力混凝土管优点是造价相对便宜、使用寿命长，承受外压能力强，缺点是不能承担过高的内压，且管壁糙率较大，过流能力较小，外形尺寸和重量较大，运输和施工不便，对管床基础要求高；

预应力钢筒混凝土管解决了普通预应力混凝土管承受压力较低的缺点，同时具备寿命长、承受外压、内压较强的优点，当管道直径较大时具有一定的优势，当管径较小时成本相对较高；

PE管是近年供水工程大量采用的一种新型管材，管材卫生，在使用过程中不易结垢，内壁光滑，流动阻力小，重量轻，运输方便，耐冲击性强，适应管床基础变形的能力强，施工简单，运行维护费用低，缺点是耐压能力差，易变形。

三、管径的选择

管径选择与经济流速、水头损失、水锤压力及水泵选型有关。在同等条件下管道直径越小，流速越高，水头损失越大，泵站扬程要求越高，则能量消耗越大，产生的水锤压力也相应增大；管道直径越大，流速越低，水头损失越小，泵站扬程越低，能量消耗也越小，产生的水锤压力也越小。

目前常用的管径确定方法为年值法，即根据不同管径所对应泵站的运行扬程，通过计算具体工程的年费用，确定最优管径。依照一般工程经验，在长距离输水工程中比较经济的流速为0.8～1.5m/s。管径的选取与泵站的运行费直接相关，但最终确定时也需根据各种因素综合确定。

四、工程应用实例

（一）工程概况

陕西某山区供水工程，由取水口自流至泵站前池，经泵站加压至水厂蓄水池，其设计流量0.25m3/s，管道长度为9.8km，设计净扬程为82.00m。

（二）管材选择

从管道的承压能力、经济性、管道接口、管道重量和施工难易程度、耐腐蚀性及管道寿命等方面综合比较分析：

1、从管道的承压能力来看，钢管的承压能力最好，预应力混凝土管承压能力最差，球墨铸铁管和预应力钢筒混凝土管居中；

2、从经济角度讲，球墨铸铁管价格最低，钢管次之，预应力钢筒混凝土管最高；

3、从管道接口看，钢管采用焊接，其余管材均为承插口连接；

4、从管道重量及施工难易程度看，钢管重量较轻，施工方便，预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管重量较重，施工不便；

5、从耐腐蚀性出发，钢管耐腐蚀最差，球墨铸铁管次之，预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管耐腐蚀性能良好；

6、从市场信誉度来说，钢管承压最高，适应性最广，预应力混凝土管耐压最低，市场信誉度差，球墨铸铁管安全性及市场信誉度良好；

7、从管材寿命看，钢管寿命稍短，其余管材寿命在50年以上。

综合比较，预应力钢筋混凝土管价格最高、施工、运输较困难不宜采用；球墨铸铁管价格最低，连接方式为承插式，施工方便，其最大工作压力一般为1～4MPa，最大压力达4Mpa可满足供水线路高工作压力的要求；钢管虽然具有耐高压、韧性好的特点，在大口径供水管道中采用砂浆内衬时也可解决耐腐蚀问题，但小口径内衬砂浆喷涂加工难度较大，成本较高。

经过以上的综合比较，结合该项目地形复杂的具体情况分析：PE管耐压能力较差且易变形，预应力混凝土管承压较小，预应力钢筒混凝土管自重大，特别在山区难以施工，因此初步确定钢管和球墨铸铁管均能满足工程设计要求，作为该项目的备选管材。

（三）管径的选择

年值法的年费用E包括年耗电费E1和年生产费E2（包括管路折旧费和维修管理费），不同的管径对应不同的E1和E2，年费用E最小值所对应的管径即为经济管径，其中E1、E2分别采用下列公式计算。钢管和球墨铸铁管不同管径的年费用计算结果见表1。

1、年耗电费用（E1）计算公式：

式中：E1―年耗电费，元；

电价，元/（kW・h）；

水的容重；

管道设计流量，m3/s；

设计净扬程，m；

泵站年运行时间，h；

泵站效率。

2、年生产费用（E2）计算公式：

式中：年生产费用，元；

年折旧率；

管材单价，元/t；

管径，m；

管道壁厚，m；

管长，m；

管道根数。

表1 钢管、球墨铸铁管不同管径年费用计算表

由以上两种管材三种管径年值法计算结果可知：钢管的最小年费用为166.63万元；球墨铸铁管的最小年费用165.42万元，因此本项目推荐球墨铸铁管作为管道材料，其对应的最优管径为DN700。

该项目建成以后社会、经济效益显著，运转状况良好，证明了设计过程中管材及管径选择的合理性、科学性。

五、结论

本文介绍了常用管材的优缺点和年值法在管径确定中的应用，结合陕西某供水工程管材和管径的选择，对各常用管材的优缺点进行了分析比较，并使用年值法对最优管径进行了确定，取得了较为明显的社会和经济效益。

【参考文献】

[1] 蒋吉发．山乡供水管的经济管径计算[J]． 中国给水排水．1999年03期．

管道运输的缺点范文第3篇

【关键词】新型建筑管材 工程应用 优缺点

一．.前言

水作为生命之源，水质问题受到了人们的普遍重视。曾经，广泛应用于暖通、给排水等工程的建筑管材为镀锌钢管、铸铁管和普通钢管这种金属质的管道。然而，这些管材具有很严重的弊端。由于受金属材质本身性质的影响，管道壁容易在使用过程中发生锈蚀渗漏，使用寿命大打折扣，管道一旦出现这种问题就会干扰用户的正常生活；而且，金属的锈蚀对水质造成严重的污染，影响居民的用水质量安全；另外，金属管材也会导致国家钢材的耗费，浪费资源和能量。

因此，新型管材的出现势在必行，自20世纪90年代兴起以来，各种新型的塑料管材在建筑工程中得到了广泛的应用。各国的政府也出台相应的政策来关注和支持新型管材的开发和应用。在较发达国家，镀锌钢管应经被规定退出历史舞台。我国政府的有关政策文件也积极出台了以塑代钢的文件，促进了新型管材的发展。并且新型管材在实践应用中也表现出了传统管材无法比拟的优点。

二.新型建筑管材的类别

新型的建筑管材相较与传统的金属管道，有着突出的优点：具有高耐腐蚀性不会对水质造成污染，材质比重轻运输、安装方便，输水过程中的水流阻力小能耗低，使用寿命长。这些优点受到了人们的广泛关注和青睐，其发展受到了政府有关部门的重视。近些年，新型管材得到了大力的发展，品种繁多，主要可分成塑料管以及复合管两种类型。塑料管材的主要类型有硬聚氯乙烯管（UPVC管）、高密度聚乙烯管（HDPE管）、三型聚丙烯管（PP-R）、交联聚乙烯管（PEX）等；复合管材常见的有铝塑、钢塑、铜塑复合管以及钢骨架PE管等。其中塑料管材类的UPVC、PEX管以及复合管中的钢塑复合管，在我国市场上占有率较高，

三.新型建筑管材的性能及优缺点

新型管材的种类繁多，很多新型管材已经广泛应用到工程建设中，下面就主要应用的几种管材的性能以及优缺点进行比较和探讨。

1.塑料管材：主要有UPVC、HDPE、PEX、PP－R管。

（1）UPVC管

硬聚氯乙烯塑料管在国内外市场上都有着广泛的应用。之所以被大众所青睐，成为市场使用量最大的新型管材，是因为其具有优良的性能。国内的UPVC管是将普通的PVC树脂再加入重金属化合物的条件下熔融而制成的。

优点：具有耐腐蚀性强、物理性能优良、价格合理、安装操作简便并且具有阻燃性等优点。能够广泛的应用于建筑的给排水、城市供水等的管道，工程造价低，便于运输，能够有效的节省人力物力。

缺点：UPVC管的使用温度限制在5－45℃，所以一般只能用于冷水系统，该类型管材是采用胶水粘接，胶水质量如果不稳定就会导致管道胶粘不紧密出现漏水的现象。

（2）HDPE管

HDPE管是由一定规格高密度的聚乙烯挤压而成。

优点：这种管材具有较好的刚性，并且安全无毒。连接的方式可以采用热熔法，粘结牢固，能够广泛的应用于室外口径较大、远距离的管线。

缺点：运送的介质温度受限制，不能高于60℃，所以这种管材也只能运用于冷水系统。

（3）PP－R管

优点：三型聚丙烯管的材质分子组成简单，安全卫生。该种管材具有较好的耐热性，综合性能好，能够采用热熔的连接方式，粘结牢固。因此能够广泛的应用于冷水、热水系统，尤其是很多管材无法适用的热水输送作业，特别是在供暖工程中有着广泛的应用。

（4）PEX管

交联聚乙烯管是由聚乙烯为主体，混合过氧化物、硅烷、抗氧化剂等反应从而得到的一种新型聚合物。

优点：PEX管具有永不生锈、适用寿命长的优越性能，不会发生渗漏的现象；安全无毒，绿色环保；耐热性出众，并具有效果显著的保温性能；安装简便，安全可靠；能够用于室内给水、热水管，供暖系统、空调系统、太阳能热水器系统等。

缺点：管接头处有时会发生脱口的现象，价格偏高。

2.复合管材：主要有铝塑、钢塑、铜塑复合管以及钢骨架PE管等。

（1）铝塑复合管

铝塑复合管是由聚乙烯以及铝合金复合而成的，管材内外层为聚乙烯，中层则为焊接的铝合金。

优点：由于是复合材料，铝塑复合管就兼具金属管材以及塑料管材的双重优点。既具有高强度，气密性好，膨胀系数小，管道尺寸稳定等金属管材特点，又有耐腐蚀性强、耐高压、不易结垢、安装简易的塑料管材性能。这些优越性能克服了金属管的锈蚀导致水质污染的问题，也克服了塑料管韧性差，安装支架过多的缺点，能够用于室内冷、热水支管以及燃气用管。

缺点：由于复合材料的膨胀系数的不同，如果管材的制造工艺不精良，就容易导致在使用中出现龟裂的现象，给用户的正常生活带来严重的影响。

（2）钢塑复合管

钢塑复合管是以镀锌钢为管道主体，在内壁冲压了一层塑料得到了复合管材。内衬的塑材常用的有ABS、PEX等。主要用于室内的冷水管道。然而由于处理工艺复杂，容易出现不达标的现象，生产使用不广泛。

（3）钢骨架PE管

管材基体为高密度的聚乙烯，用优质的低碳钢丝作为材料的增强相。塑料在钢丝点焊网上填注拉膜成型而得到的双面管道。利用法兰进行连接

优点：由于其出众的防腐以及抗压性能，钢骨架PE管能够用于化工、油田等场所的管道。

缺点：制造工艺要求高，易出现质量不达标现象，造价高。

虽然新型的管材在性能上具有传统金属管材不能比拟的优越性，但是总体而言，新型塑料管材的线膨胀系数远远高于传统的金属管材，这使得塑料管材在输送介质过程中，发生扭曲，出现管道变形的现象。因此在施工中一般是采用管道埋墙暗敷的方法，让水泥沙浆的摩擦力来克服管道的膨胀伸缩；一般新型建筑管材刚性较差，耐高温性能较低，所以在高温高压的环境下容易出现管道接口处拨施，或者主力管下端的弯管打裂的现象。

四.小结

综上所述，新型的建筑管材具有突出的优点，能够有效的解决传统金属管道锈蚀导致水质污染的问题，能够保证人们的生活用水的质量。然而，在工程应用中还是存在一定的问题，比如：新型管材刚度不够、成本高价格较贵、施工较传统镀锌钢管复杂等。但是，通过技术革新，新型塑料管材仍然有着广阔的发展前景和强有力的市场竞争力。

参考文献

［[1]GB 50242．.2002，建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范[S]．.

［[2]马瑛，张爱英，杨小龙．.聚乙烯管道在城镇排水施工中的质量控制[J]．.山西建筑，2008，34（34）：193-194．.

管道运输的缺点范文第4篇

【关键词】PCCP管 球磨铸铁管 PVC管 钢管

本文文章主要是从我对各种管材的对比方面浅显阐述，如有错误之处请指正。

水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。而在我国表现的更加突出，为了解决长距离大需求的供水问题PCCP管道成为了在运输水资源的重要材料之一，由于运输水量较大而大口径管材更是现在水利工程的必需品。

世界范围内输水管市场的管道主要有水泥钢筋材质、钢管材质、工程塑料材质、铸铁材质、预应力钢筒混凝土材质等应用。

水泥钢筋材质管道防渗效果不够，一般加工结构尺寸较小，承压能力较低，超大工程市场应用较少。

钢管材质管道耐腐蚀性能较差，寿命一般在10年左右，超期服役会出现漏水甚至爆管现象。

工程塑料材质管道应用，其低温冷脆和高温蠕变表现差，承压能力弱。PVC管道材料在水流长期冲击磨蚀下有析出，材料中添加剂和管道连接粘合剂的化学成分复杂，对人体潜在危害影响严重。水利工程和城市供水等基本建设应用成本较高。

铸铁管道材质以球墨铸铁为主，生产厂家受整体铸造装备技术规模限制，管道以小尺寸为主，生产中的生产成本高（随着口径的增大原材料也不断增多），缺陷产品修补成本高，大规模工业应用还不成熟。

预应力钢筒混凝土管道技术不断推陈出新，越来越广泛地应用于传统供水领域，尤其是中、大口径长距离压力输水工程更是将PCCP作为首选管材。科技的进步和性价比的用户选择，使得的输水市场的PCCP管份额越来越大。

PCCP管的高经济性主要体现在：一是工程造价较低。PCCP具有高承压性，其对基础和回填土的要求比柔性管低得多降低了铺设成本；PCCP可制作各类配件和异形管，节约了工程投资；PCCP可通过在现场焊接部分接头以抵抗推力，降低了工程造价。二是包含运行维护费用在内的综合成本较低。美国混凝土压力管协会1991～1995在北美地区（包括加拿大）对不同管材的管道运行和维护费用进行了调查，调查结果表明PCCP的运行和维护费用约为球墨铸铁管的1/3，钢管的1/5，同时PCCP的寿命还高于其他管道的2倍。

PCCP 与其他大部分较大管径的管材相比，成本优势非常明显，且呈现出口径越大成本优势越突出的趋势。其中，PCCP在DN1600mm以上管径的制造成本和工程造价成本优势明显，在中大口径输给排水压力管材中具有不可替代的优势。

大量实例表明，PCCP管材的抗震性能优良，在强地震下也能保持完好无损。而钢管的抗震性较差，发生地震时易损坏。台湾“九二一”大地震最大加速度接近1g时，其他管材如钢管、球墨铸铁管、塑胶管等都遭到不同程度的损坏，而PCCP管线在离震中不到5公里的情况下没有出现任何损坏。

PCCP具有很强的承受外压能力，使之对基础和回填土的要求比柔性管低得多，降低了铺设成本；PCCP具有良好的防腐蚀性、抗渗性和耐久性，使用寿命很长，在各种管材中维护费用最低；可以制作各类配件和异形管，节约了工程投资；PCCP可通过在现场焊接部分接头以抵抗推力，不仅便于施工而且不需建造止推墩降低了工程造价。在同样管径及内外压条件下，PCCP的价格比其它管材低廉，其价格比钢管少10%以上，而且其铺设成本低、铺设工期短，其维护费用只有钢管的五分之一，尤其是大直径PCCP，其优越性更显明显。

PCCP产业也存在着不足和缺点影响本行业发展的不利因素

行业业务模式需要公司具备雄厚的资本实力

为获取合同而支付的投标保证金、履约保证金长期占用公司资金本行业获取大型水利及市政水务管道工程合同的业务模式一般是通过公开招投标，公开招投标一般要存入一定金额的投标保证金，约占项目金额的10%左右。如南水北调项目要求，承揽人在收到中标通知书后在签订合同前提供合同总价10%的履约保证金。由于目前型行业合同都是基础建设项目，履行过程较长，这笔资金长期占用，如果有多个项目同时招标，特别是“南水北调”之类的大型工程，对公司资本实力提出很高的要求。②项目质保金长期占用公司资金。基本建设的工程项目一般要求预留5%-10%的质保金，质保期一般为工程结束后一至三年。 ③基本建设工程工期不确定性较大，销售回款迟缓占用公司资金基本建设的项目不确定性较多，征地及拆迁费争议等多种原因容易导致工程延期，占用公司资金.

1.资料来源：苏州混凝土水泥制品研究院

2.资料来源：建设部建城（2005）179号关于印发（城市供水2010年技术进步发展规划及2020年远景目标）的通知。

3. 国家标准GB/T19685-2005

管道运输的缺点范文第5篇

关键词：PCCP管；软土地基；供水工程

PCCP管全称预应力钢筒混凝土管，是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管芯心为混凝土，在中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。PCCP管克服了预应力钢筋混凝土管承受工作压力不高和钢管不耐腐蚀的缺点。钢筒提高了管道抗渗能力，管道内外的砼，增强了管材的刚度并起到了防腐作用，接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设置橡胶止水圈，止水效果好，安装方便，克服了大口径预应力混凝土管承受工作压力不高的缺点。此外PCCP管抗震性能强，管壁光滑，水力条件好，但重量大，不便于运输和安装。PCCP管在我国使用历史较短，在近20多年期间才从国外引进并得到发展。PCCP管在引黄入晋等工程中得到了很好的应用，这些工程大多地质条件较好，但在地质条件较差的软土地基中的应用较少，本文结合台州市二期供水工程的实例，总结PCCP管在软土地基中应用，设计应关注的几个方面。

1、工程概况

本工程水源地为长潭水库，主要任务是向黄岩区、椒江区、路桥区、温岭市及玉环县相关城镇供水，工程总设计规模为日供水49万m3。本工程分为引水工程、供水工程和配水工程三个部分，引水工程包括长潭水库至台州水厂输水管线及隧洞；供水工程包括台州水厂至各配水泵站输水管线；配水工程包括各配水泵站及至最终目的地的输水管线及隧洞。

引水工程长潭水库至台州水厂段线路全长约27.3km，其中隧洞段长约10.2km，衬后洞径3.0m，管道段长约17.1km，管径2m。

2、工程地质条件

引水工程线路所在区地貌大部分属海积平原，表层普遍存在厚度约1m～2m的I2层粘土硬壳层，可塑，上部可塑状往下渐变至软塑状，中压缩性，状态不好。塑性指数12.6～30.7，主要物理力学指标如下：W=23%～49%；ρ=1.7g/cm3～2.0g/cm3；e=0.691～1.409；Es=2.24MPa～7.27MPa； C快剪=19kPa～34.2kPa；φ快剪=7.3°～12.8°。地基土承载力特征值65 KPa～75 KPa。下卧II2层淤泥软土层，厚度变化较大2m～25m，流塑，土质稀软，细腻易触变，具高压缩性，物理力学性质差。塑性指数12.6～30.7，主要物理力学指标如下：W=48.3%～72.6%；ρ=1.7g/cm3～2.0g/cm3；e=1.352～2.015；Es=0.93MPa～2.62MPa； C快剪=3.4kPa～9.8kPa；φ快剪=1.0°～6.4°。地基土承载力特征值45 KPa～50KPa。

3、管材选用

目前用于供水工程直径2m的常用管材有钢管、球墨铸铁管、PCCP管和夹砂玻璃钢管等。球墨铸铁管价格最贵，不宜大规模使用。夹砂玻璃钢管刚度及抗外压稳定性差，对地质要求及回填物的要求高，大口径管道中的配件加工也较困难，不宜大规模使用。

钢管虽然防腐要求比较高，综合造价高，但其适应性强，承受内压高、单位长度重量相对较轻，加工安装灵活方便，特殊要求地段更适宜采用。PCCP管单位长度重量最重，运输较困难，但其克服了预应力砼管承受工作压力不高和钢管不耐腐蚀的缺点，常用于大口径长距离输水管道，同时综合造价最低。从技术角度分析，钢管和PCCP管均使用于本工程，设计时为节约投资，最终确定直线段采用PCCP管，过河、过路等特殊要求地段采用钢管。

4、设计中的几个要点

4.1 管道线路布置

本工程管道直径2m，属大口径管道，而PCCP管采用承插式连接，转弯处需要设置较大的支墩，特别在软土地基中支墩尺寸更大。因此，在设计时应尽可能直线布置，应充分利用PCCP管具有较大借转角度的特点，减少转弯，应该避免出现大于45°以上的转弯角度，确实无法避免时，可采用两次转弯，来减小一次性转弯角度。通过优化平面布置，可减少支墩数量和尺寸，节约投资。

4.2 管道沟槽支护

根据管道抗浮和安装等要求，PCCP管要求最小埋深1.4m，最小沟槽宽度3.9m，最小沟槽深度4.4m，在软土地质条件下若采用大开挖方式，将形成近35m的开挖面，施工临时占地将大大增加，同时管道安装将很难进行。因此应采用直立式沟槽，基坑采用钢板桩支护。支护设计时应充分考虑到PCCP管重量大，运输吊装设备重的特点，同时应考虑开挖临时推土离沟槽的距离，确保钢板桩深入基坑底部有足够的长度，防止由于沟槽开挖，增加临空面，淤泥土从沟槽两侧向中间蠕动，最终导致沟槽失稳。

4.3 管道基础

大口径PCCP管由于重量大，在软土地基中埋设，应重视管道的基础处理。好的基础处理不仅有利于管道安装时的定位，同时可减少工后沉降。本工程具体做法为：在沟槽开挖完成后，先敷设一层毛竹排片，再敷设厚度为30cm～50cm 的石渣垫层以保证沟槽整体安全及稳定，便于管道安装操作；石渣垫层之上再铺设厚度15cm的砂或粗石粉垫层；管道基础验收合格后下放管道，管道两侧采用砂或粗石粉回填，胸腔及上部采用开挖土回填,并适当夯实。由于毛竹排片刚度较大，铺设于软土之上后可形成一个结实的平台，便于管道安装。同时可防止铺设的石渣和砂陷入软土之中，以利于管道基础成形。

4.4 管道支墩

本工程管道弯头采用钢制弯头，并以承插口型式与PCCP管连接，需要在弯头处设置支墩确保承插口不会脱开。同样口径的15°转弯角支墩，在软土地基中所需的尺寸要比在地质条件好的土体中大的多，由于软土地基中基坑开挖难度很大，不可能将支墩做的很深。本工程设计时采用两种方法，减小支墩尺寸。一、增加弯头两端的钢管长度，并外包C15砼，砼基础采用密排松木桩基础，利用钢管、砼和松木桩联合作用，增加抗力，减小支墩尺寸。二、采用水泥搅拌桩处理，提高支墩背后土体的强度指标，提高支墩后的被动土压力，以此减小支墩尺寸

4.5 管道试压

目前针对PCCP管的管道试压有不同的认识，一种观点认为： PCCP 管在生产厂已经试压完毕，又为双胶圈密封，现场只需要对接口进行局部水压试验就能满足规范中的试压要求，试验过程简单方便、时间短、质量高，试压后即可覆土，从而根本解决了试压周期长、空槽时间长、大地适应了软土地基的特性和要求；另一种观点认为：除了管道接口水压试验外，仍应进行全线或分段水压试验，以便检验不均匀沉降对管道承插口的影响。

为确保管道施工质量，本工程要求同时进行管道接口局部水压试验和管线分段水压试验，水压试验压力采用工作压力的1.5倍。