倒虹吸及输水工程中的PCCP管应用

PCCP管（PRESTRESSED CONCRETE CYLINDER PTPE）的中文名称为预应力钢筒混凝土管。是由预应力钢丝、钢筒、混凝土构成的复合管材。这种管材是在带钢筒的混凝土管芯上，环向缠绕预应力钢丝，最后在管芯外部施喷水泥砂浆保护层而制成的预应力管材，它可以承受一定数值的内水压力。PCCP管结构见图1．3。作为一种性能优良的输水管材，PCCP管已在世界十多个国家和地区被广泛采用，如美国、英国、法国、印度、韩国、前苏联以及中国台湾等。此种管材主要应用于输水干线、配水管、火电厂循环水管、高压排污管、倒虹吸工程，世界上最长的利比亚大人工河工程就是采用该种管材，输水里程长达1900km，管径为4000mm。

PCCP管的制造直径通常为1600～4000mm。特殊情况下，根据工程的要求，可制造更大直径的PCCP。例如：美国的亚利桑那州，PCCP应用在7个虹吸管线上，直径6．4m，流量8．5m3/s，总长11．9km，其中最长的一个倒虹吸管线长达3km，有4条倒虹吸管在1978～1980年间建成，3条在1975～1980年间建成。

PCCP管的工作压力范围一般为0．4～2．0MPa。利比亚大人工河二期工程，有长46km、直径4m、工作压力为2．0MPa的PCCP管；还有长13km、直径3．6m、工作压力为2．6MPa的PCCP管。

图1．3　PCCP-E标准结构图

20世纪80年代末，我国开始生产PCCP管道，目前国内已建成的最大管径达4000mm（内水压力为0．6MPa）。山西万家寨引黄工程连接段有43．6km采用了管径为3000mm、最大压力为1．0MPa的PCCP管。由此可见，PCCP管在长输水线路、大管径、高压力工程中已得到广泛运用。

大直径PCCP管道工程应用实例见表1．3。(www.xing528.com)

表1.3　PCCP管道工程应用实例表

续表

南水北调中线工程北京地区的惠南庄—大宁段为埋藏式压力管道，采用PCCP管，全长56．359km，双线布置，管径4．0m，最大内压为0．8MPa。设计流量为50m3/s，加大流量为60m3/s。

该段PCCP管道设4处分水口，3处连通管，101处排气阀，19处排空阀，1处末端控制阀，2条隧洞，4处穿越铁路，17处穿越等级公路等建筑物。PCCP管道经过的地形为低矮丘陵、岗地和册前倾平原，地面高程为45～75m，管道基础置于强风化至弱风化的基岩上，局部位于冲积砂砾石或黄土质地层上。

从以上PCCP管道的使用情况看，PCCP管道已在国内外得到了广泛的使用，也积累了较为成熟的大口径管道应用的成功经验，但大口径、高工作压力管道的实例却不多见。其综合指标（管径×工压）超过三个泉倒虹吸的只有一例，即利比亚大人工河工程。利比亚大人工河工程采用的PCCP管径达3．6m和4m，工作压力为2．0MPa和2．6MPa，远超过三个泉倒虹吸工程。据了解，该工程始建于1984年2月，但至今尚未正式投入使用。