5.2 管材选择
5.2.1 导言
本工程输水流量大，对水质要求高，引水主干线长达1000余公里，对于涵管输水
方案
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，输水系统主要由输水管道和加压泵站组成，而输水管道又是本工程的主要部分，它不但主导着工程投资的大小，由于管径大，也成为技术上的主要难点之一。因此，如何合理的选用输水管道的
材料
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，保证输水的安全稳定，对本工程来说至关重要。
管道按材料一般分为金属管和非金属管。金属管包括铸铁管和钢管，非金属管包括混凝土管、玻璃钢管、塑料管等。
5.2.2 管材简介
5.2.2.1 铸铁管
铸铁管按材质可分为灰口铸铁管和球墨铸铁管，灰口铸铁管一般口径不大、材质不稳定，输水工程中基本不采用。球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，强度高、延性好，其强度和延伸率均高于钢管，同时又具有一定的耐腐蚀性，目前已被许多国家和地区广泛用于输水工程中。造价较高。
铸铁管管径一般为50～1500mm之间，最大约为2600mm；管段
标准
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有效长度一般为6000mm或8000mm。
铸铁管按承受水压力的大小可分为三个级别，即高压管、普压管和低压管。高压管最大工作压力为1.0Mpa，普压管最大工作压力为0.75Mpa，低压管最大工作压力为0.45Mpa。
铸铁管接口形式较多，其中包括承插式刚性接口、承插式柔性接口、法兰接口、螺纹接口及焊接等形式。其中柔性接口安装时允许偏转一定的角度（大口径管允许的偏转角度约为1.5°），能够适应复杂的地形条件，在遇到小的转弯时，可以利用接口的偏转进行调整，而无须另设管道配件。铸铁管还备有各种配件，适用于管道转弯、变径、分岔和各种阀门位置的连接，使管道的连接更加方便。
铸铁管铺设时，对基础要求较低，一般情况下，可不作基础处理，仅需将天然地基进行适当平整，管道铺设于未经开挖扰动的原状土上；遇到较差地基或含岩石地区，铺设管道时可采用砂垫层基础。非冰冻地区，管道覆土厚度一般不应小于0.7m。
5.2.2.2 钢管
钢管应用的历史较长、范围较广，加工也容易。钢管具有耐高压、韧性好的特点，同时钢管一般管壁相对较薄，管段较长，因此又有重量轻、运输方便、接头少的特点。同铸铁管相比，钢管价格较高，耐腐蚀性能较差，使用寿命相对较短。
输水工程中一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管，钢管直径一般为150～1800mm，管段长度通常为17m左右，根据实际情况，钢管的管径、管壁厚度、管段长度可进行调整。
钢管接口形式较多，也较为灵活。一般为刚性连接，可焊接，也可采用法兰、丝扣或特制承插口连接。一般情况下钢管连接均采用焊接，在连接阀件、设备及需要经常检修的部位，可采用法兰或丝扣连接。钢管配件一般采用标准铸铁配件，也可采用钢配件。
钢管铺设较为方便，其形式与铸铁管相似，管顶覆土厚度一般亦不小于0.7m。
5.2.2.3 预应力钢筋混凝土管
预应力钢筋混凝土管按生产工艺可分为三阶段应力管和一阶段应力管，其加工工艺简单，造价较低。同金属管材相比，预应力钢筋混凝土管耐腐蚀能力强，不需进行内外防腐处理；因其内壁不易结垢，输水能力不易随时间下降，也不会引起水质变化；安装较铸铁管更为简便，工程质量容易得到保证；能够节约钢材和能源。同时，同金属管材相比，预应力钢筋混凝土管也存在着重量大、易碎、运输困难等缺点。
预应力钢筋混凝土管按直径的大小可分为小口径管（内径<400mm）、中口径管（400mm<内径<1400mm）和大口径管（内径>1400mm）。根据现在的生产水平，管径一般为300～2200mm，最大为3400mm。管段标准长度多为5.0m。管道承受静水压力一般为0.4～1.2Mpa，有时工作压力也可高达2.0Mpa。
预应力钢筋混凝土管管节连接形式分为平口式和承插式两种，平口式常用法兰套管式柔性接头及刚性接头两种型式连接。法兰套管式柔性接头允许管节在纵向有3～5mm的相对位移及1.5°的转角，适应性较好，但金属消好多，接头造价高，刚性接头成本较低，但对地基不均匀沉陷的适应性差，铺设安装困难，因此较少采用。承插式接头一般采用柔性接头，允许管节在纵向有10mm的相对位移及1.5°的转角。
管道铺设时，需采用中砂或粗砂作基础，铺砂找平并夯实，同时满足一定的厚度要求。当地基土质松软时，也可采用混凝土基础。
5.2.2.4 钢筋混凝土管
5.2.2.5 预应力钢筒混凝土管（PCCP）
预应力钢筒混凝土管是近年来从国外引进的新型管材，它是一种钢筒、钢丝和混凝土制成的复合管，按施工工艺，可分为内衬式和埋置式两种型式，内衬式是在钢筒内部衬以混凝土后在其外面缠绕预应力钢丝再辊射砂浆保护层，该型式一般管径较小；埋置式是将钢筒埋在混凝土里面，然后在混凝土管芯上缠绕环向预应力高强钢丝，再辊射砂浆保护层。该管经过五十余年的发展，现已进入技术成熟阶段，已经广泛用于国内外的输水工程中，具有耗钢少、使用寿命长的特点。
预应力钢筒混凝土管直径一般为600mm~3400mm，也可根据需要专门制作更大口径的管道，目前国外最大管径已达7000mm，管段长度一般为5.0m。该管能承受较高的工作压力，一般为0.4~2.0Mpa，国外应用的PCCP管工作压力已达3.0Mpa以上。
预应力钢筒混凝土管接口一般采用钢质承插口，以胶圈止水，密封性好，该接头可承受高达3.0Mpa的压力。另外这种半刚性接头既有一定的刚性，又有一定的柔性，对地基适应性较好。
同预应力钢筋混凝土管相比，该管材的钢筋更不易受到腐蚀，其耐腐蚀性好，不需采用特别的防腐措施。另外该管内表面光滑，对于立式振动成型的埋置式管，糙率n=0.0107，同时由于不易腐蚀接垢，因此过水能力强，并且过水能力不易随时间降低。
此类管道安装与铺设亦比较简单，和预应力钢筋混凝土管相似，只是接头连接形式有所不同。该种管材配有转换接头和弯管等配件，便于和其它管材连接和转弯。
5.2.2.6 玻璃钢管
玻璃钢管是选用多种不同性质的树脂作为内衬渗层，玻璃纤维作增强层复合制造而成
浙公网安备 33021202002483