筑起现代的“地下长城”

2019-11-27 10:19:34

  20191101 1414 袁岚 筑起现代的“地下长城”(有5图)管道运输.jpg

  万里长城,始建于春秋战国时期,是我国古代在不同时期为抵御塞北游牧部落联盟侵袭而修筑的规模浩大的军事工程。贯穿我国的东西,长达2万多公里,历史长达2000多年。这是我国古人的壮举,也是世界的奇迹。

  如今,国人又在创造现代奇迹,用预应力钢筒混凝土管(PCCP)铺设了“地下长城”,完成了输水调水工程,为人民造福。据不完全统计,在30年的时间里,全国主要PCCP生产企业共计生产PCCP总里程17000公里,折算DN1600标准管总长度30352公里,是黄河总长度的5.4倍,长江总长度的4.6倍。

  这个“地下长城”是什么?

  它是预应力钢筒混凝土管(PCCP),是一种由混凝土及带承插口的钢筒构成管芯,在其外部缠绕高强度预应力钢丝并在其外侧喷射保护层砂浆而制成的复合型管材,充分利用混凝土、砂浆的抗压、抗腐蚀性能及钢材的抗拉和密封性能,因此PCCP能够承受较高的内水压力及外部荷载。

  它是做什么用的?

  PCCP在水利工程、城市给排水工程、工业输水工程、农田灌溉、电厂补充水及循环水系统、核发电厂常规岛核安全管道系统、压力隧道、综合管廊及深覆土涵管等领域得到广泛的应用,特别是在大口径、长距离、高工压的大型输水管道项目中最理想的管材。预应力钢筒混凝土管工作压力最高可达3.0兆帕,覆土深度可达20米,管径400毫米~4000毫米,具体可根据不同工况组合设计出满足工况要求的管道结构。可输送水库原水、自来水、生活污水、工业废水、海水等。

  它创造了怎样的奇迹?

  1989年,由山东电力管道工程公司率先引进美国Ameron公司关键制管设备及技术组建了我国第一条PCCP生产线,并成功生产出合格产品,正式拉开了我国生产及应用PCCP的序幕。在30年的发展历程中,我国几代PCCP管道工程建设者们坚守使命,砥砺奋进,勇于创新,让一个一个大型输水调水重点工程变成了一个又一个中国PCCP管道工程的丰碑,不断创造着PCCP管道最长里程、最大工压、最大管径等PCCP中国之最、亚洲之最、世界之最,为世界PCCP管道工程树立了“中国标杆”。

  顺着PCCP发展的时间脉络,我们可以了解到一个个庞大的水利工程在我国从东到西、从南到北的广袤的大地之下延伸,筑起了我国地下管道输送的“新的长城”。到目前为止,全国除西藏自治区以外,各省、直辖市、自治区都有使用PCCP的重点工程实例,我国已成为全球PCCP管道制造商与使用者的国家。而这十大工程更是代表了我国PCCP行业的发展壮大、技术领先、施工先进的典型案例。

20191101 1414 袁岚 筑起现代的“地下长城”(有5图)管道外缝灌浆施工.jpg

  我国第一个PCCP工程是“山西万家寨引黄工程”。1997年开工建设的山西万家寨引黄工程是一项世界级的跨流域引水工程,是山西省有史以来最大的水利工程。工程由总干线、南干线、联接段和北干线四部分组成,引水线路总长441.8公里,其中,一期工程建设PCCP管道43.2公里;二期工程建设PCCP管道115.6公里。管径范围DN2000-DN3200,压力级别0.6兆帕~1.6兆帕,覆土深度2米~8米。联接段工程2003年10月26日正式通水,至今已实现安全连续供水16年,极大改善了生态环境,惠及430万城镇人口和工业生产,实现了过去几代人梦寐以求的夙愿。

  山西万家寨引黄工程首次大范围使用PCCP且铺设成功的典型事例,把PCCP作为主要管材来用的国家重点工程,从原材料控制、工程设计、工程建设到验收,全部采用国际标准,并得到了世界银行及国内外专家的认可与称赞,对我国推广使用PCCP管道起到极其重要的示范引领作用。与此同时,超常规的工程跨度、超高标准的技术要求,各种难以想象的困难,锻造出我国新一代PCCP工程设计、制造、安装和监理的专业团队。在上至国家部委、下至普通百姓,特别是行业内产生了巨大反响,对PCCP工程在国内的后续应用起到了良好的示范和推广作用。

  哈尔滨磨盘山输水工程是迄今为止哈尔滨市最大的基础设施建设项目,于2003年开工建设,包括水库、长输水管线、给水厂及配水管网。一期工程铺设176.22公里输水管道,其中PCCP管线长度135公里,管径DN2200,以重力流方式将原水送至给水厂;二期工程PCCP管道同样铺设口径为DN2200毫米、长度为135公里。工程采用的PCCP压力级别为1.0兆帕,覆土深度2米~6米,2006年建成通水。

  举世瞩目的南水北调工程是我国的战略性工程,分东、中、西三条线路。截至2019年7月,这个国内最大水利工程的东线、中线一期工程累计调水267.13亿立方米,相当于从南到北搬运了1800个西湖,直接受益人口超过1亿。其中的京石段应急供水工程,是目前国内应用PCCP直径最大的工程,管道直径4米,管线全长55公里,占北京段工程线路总长度的70%,双线同槽铺设管道总长110公里。管道直径大、覆土深度厚,承受压力高、结构要求高,建设标准要求更高,对所有的承建单位都是极大的挑战。至此,我国在超大口径PCCP的设计、制造、安装等方面形成了全面、完善的解决方案,实现了我国的PCCP行业从追赶者到超越者的角色转换。

  南水北调中线工程从丹江口水库调水,向沿线的河南、河北、北京、天津等地供水,供水总里程1400公里;东线工程由长江、东平湖,分别向天津北大港和威海市调水,调水总里程1800余公里,其中建设PCCP输水管线1200公里,管径范围为DN1000-DN4000,压力级别为0.8兆帕~1.6兆帕;京石段管径范围DN4000、覆土深度10.5米。

  大伙房水库输水工程包括从辽宁东部地区向大伙房水库输水的一期工程和从大伙房水库向下游城市供水的二期工程,总投资52.18亿元。大伙房水库输水二期和配套工程大量应用了管径范围为DN2000-DN3200的PCCP输水管道,PCCP总里程达580公里,其管道压力级别0.6兆帕~1.0兆帕,覆土深度2米~16米。该工程已于2010年11月建成通水。

  广州西江引水工程自佛山市三水区西江思贤滘下陈村取水,向广州市区提供生活用水,总投资82.35亿元,设计日取水规模为350万立方米。西江引水工程采用两条管径DN3600的PCCP主水管进行全封闭式取水,全程输水管线长70多公里,管道工作压力为0.6兆帕,覆土深度3米,穿越了3条铁路、5条高速公路、2条国道、多条主要市政道路、9座大型桥梁、2条主要航道及47条大小河涌,是我国供水工程建设史上第三特大型引水工程。该工程已于2010年9月建成通水。

  辽宁省重点输水工程项目水源取自浑江流域的辽宁省桓仁水库,该水利工程是从浑江流域调水至浑太流域的大型跨流域调水工程。该工程使用的PCCP管径为DN3200-DN3800,压力级别为0.6兆帕~1.6兆帕,覆土深度为2.5米~15米,管配件5万多吨,总里程1100公里。一期工程已完成建设并成功试通水,二期工程正在建设之中。

  时间来到2014年,鄂北地区水资源配置工程开始建设,自丹江口取水,止于孝感市大悟县王家冲水库,输水线路总长度269公里。该工程仍在建设当中,建成后将年均调水量7.7亿立方米,有效解决颚北地区482万人的生活用水及当地工农业用水,从根本上解决鄂北地区缺水干旱问题。目前该工程已建设使用管径DN3800的PCCP管道200余公里,管道压力级别0.4兆帕~0.8兆帕,覆土深度2米~15.7米,覆土8米以上PCCP外包混凝土,PCCP按覆土4米结构设计。

  目前正在建设中的吉林省中部城市引松供水工程位于吉林省中部,工程线路总长634.96公里,从丰满水库调水至吉林省中部地区,工程完工后可满足990万人口的生活用水。截止到今年年初,该工程已建设100余公里PCCP管道,管径范围DN2000-DN4000,压力级别0.4兆帕~1.4兆帕,覆土深度2.5米~10米。

  新疆“ABH”流域生态环境保护工程是2014年新疆自治区12大国家重点工程之一,该工程仍在建。截止到2018年年底,该工程已投入建设PCCP管道达170公里。PCCP管径范围DN3000-DN3400,压力级别0.6兆帕~1.2兆帕,覆土深度2.5米~10米。

  引绰济辽工程是国务院确定的“十三五”期间实施的172项节水供水重大水利工程之一,在建工程,工程主要包括从绰尔河引水至西辽河,向沿线城市和工业园区供水,结合灌溉,兼顾发电等综合利用。PCCP管道总里程390.26公里,压力级别0.6兆帕~1.1兆帕,覆土深度3米~7米。

  中国建材报记者:袁岚 责编:王威娜 监审:王怡洁