摘要：本文以延安黄河引水工程为例，通过对预应力砼管、预应力钢筒砼管、球墨铸铁管、自锚式球墨铸铁管、钢管和玻璃钢管优缺点的对比，综合考虑造价、可靠性、施工等因素的影响，得到管材比选的一般方法，最终确定最优管材。
关键词：引水工程；输水管材；球墨铸铁管
0引言
20世纪以来，随着各种新技术的不断发展，新的输水管道大量涌现，管材间的竞争逐年加剧[1][2]。陕西省近年来新建了许多长距离输水工程，依据工程各自的水文、地质以及经济等实际情况，所用管材各异[3][4]。究其原因，主要取决于管材自身的特征和适用性[5][6]。本文以延安黄河引水工程为例，对管材经济性做一分析比对。
1工程概况
延安黄河引水工程位于延安市东北部，是以黄河和清涧河为取水水源的长距离引水工程。该工程由黄河和清涧河2个取水枢纽、9座泵站、黄延线、子长线、延长线和高清线4条输水管（洞）线、南河水库、康家沟事故应急水库、延水关泥沙处理站、高家湾和东川2个水厂等组成。工程全线长145.78km，根据现场条件的不同，分段采用了管径不等的球墨铸铁管、钢管等输水管道。
2不同管材综合对比
就近年来陕西省水利引水工程而言，根据各个大型引水工程的特点，所选用的管材主要集中于预应力砼管（PCP）、预应力钢筒砼管（PCCP）、球墨铸铁管（DIP）K9级/10级、自锚式球墨铸铁管（DIP）、钢管（SP）和玻璃钢管RR（RPMP）总共六种。各自优点和缺点如表1所示。
表1 不同管材综合比较表
3管材确定原则
根据以上各种管材优缺点，综合造价、可靠性、施工等因素，确定管材原则如下：
（1）PCCP虽运输较困难、施工吊装难度大、但对于大管径、中低压管道价格适中，管基经处理后也能适应不同地质条件，对工程规模较大的骨干性输水工程，优势明显。故本次设计对直径大于1.2m的大管径、中低压管道优先采用该管道。
（2）DIP价格适中，连接方式为承插式，施工方便，最大压力可达4MPa，工作压力一般为1-2.5MPa，可满足供水线路高工作压力的要求。综合考虑供水、可靠、经济等多方因素，对直径小于等于1.2m的中小型管径、中高压管段优先采用该管道。
（3）SP虽然价格高，但具有耐高压、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，小口径内衬砂浆喷涂加工难度较大，成本较高。本次设计结合输水管道压力及管基处于湿陷性黄土地基的情况，对于泵站进出水管、水厂厂区以及连接困难管段宜选用改管道。
（4）RPMP虽价格较低、水力条件及耐腐蚀性较好，但由于本工程地形地质条件复杂，大多位于埋深较大的河滩，穿越主河槽段、湿陷性等级较高的地段较多，又是单条管道布设，且大部分为泵后出水压力管道，水力过度复杂多变，从安全性出发不宜采用。
（5）PCP价格较低，对低压管道优势明显。但由于多为泵后压力出水管道，而且压力较高，该种管道管口制作质量较差，从安全角度出发也不宜采用。
该引水工程供水点多、线长、面广，地形地质条件差异大。因此，管材的选取除应根据上述原则确定外，还需结合不同管径、管压、地质条件、运行条件，综合其可靠性、经济性、合理性分段进行经济比较确定。
4具体线路管材确定
延长线从黄延线甘谷驿镇处分水，管线沿延河滩地至延长线工业园，长2.6km。管径DN600，最大管压2.5MPa，最小管压1.6MPa，该段线路地形条件相对简单。地质条件局部为非自重湿陷性黄土，其余为砂砾石。考虑管径小、管压高，该段管道全部采用DIP管材方案。
高清线从清涧河取水低坝引水，由4台潜水泵将原水加压至高位水池，再沿清涧河滩地敷设DN800管道自流输水到高家湾水厂。输水线路总长7.38km，主要目的是将清涧河水源水输入到高家湾水厂，以满足系统水量要求。由水源至水厂压力较小，设计管压为0.6MPa。适宜管材可选PCCP、DIP两种，虽PCCP管材较为便宜，但考虑该处地址条件较为复杂，对小管径PCCP管生产、安装等优势不明显，因此，选用DIP管材方案合理。
该工程洞中管共6条隧洞，洞内供水管均采用明敷。不同管材的水力学特性、耐久性、安全性、经济性、施工难易等方面各不相同。大树塬隧洞、十里山隧洞、双峁子隧洞供水管道工作压力超过1.0MPa，选用钢管；文安驿倒虹等过河倒虹均选用钢管；姚家山隧洞（洞内置双管道）、南河管桥（桥上置双管）、薛家沟隧洞、文安驿隧洞供水管道均为低压供水，管径DN1200-DN2000，进行钢管、球墨铸铁管、钢筒混凝土管及玻璃钢管等四种管材比较，以DN1200，管内压1MPa钢管进行比较，钢管和球墨铸铁管价格接近，钢筒混凝土管价格稍低，钢管价格适中，具有耐高压、韧性好、易腐蚀的特点，管壁相对较薄、管段较长、易安装、不会漏水，又有重量轻、运输方便、接头少的特点，而且即使其局部出现损坏，发生爆管，也可采用钢板瓦片进行修补，容易施工。综合比较后选用钢管。
5结论
延安黄河引水工程是一个长距离输水工程，沿线情况复杂多变。在确定管材时不仅要考虑管材自身的材质特性，还要结合工程规模、地质条件、运输及安装条件、现场安装便利性以及后期运行维护等多种因素，从技术先进性、可靠性、经济性、施工便利性以及耐久性等多个方面充分论证比较，最终选取合适管材，在保证工程质量的前提下，节约投资并充分发挥工程效益。
参考文献
[1]王芳.各类输水管材的优缺点及工程选择应用分析[J].山西水利科技,2015(03):69-71.
[2]李云霞,朱婷婷.长距离大落差输水管材的选择[J].中国水运(下半月),2015,15(04):327-328.
[3]马兴红.古浪黄花滩项目输配水管网管材比选[J].甘肃水利水电技术,2015,51(03):40-42.
[4]董新美,郝晓辉,崔风营.肥城市引汶调水工程输水管材设计[J].山东水利,2013(04):7-8.
[5]方丽丽,赵科智.供水工程长距离输水管材的优缺点及选用原则[J].现代农业科技,2013(05):206-207.
[6]腾国庆,张晓燕.长距离扬水工程输水管材的探讨[J].中国水运(下半月),2012,12(10):161-162.