南水北调供水配套工程管道修复技术浅析

□ 李红涛 □ 张瑞雪 □ 高继东

（1河南省水利勘测设计研究有限公司；2罗山县水利局）

1 概况

河南省南水北调受水区供水配套工程主要向南阳、平顶山、漯河、周口、许昌、郑州、焦作、新乡、鹤壁、濮阳、安阳等11座省辖市市区和所属的7个县级市、25个县城以及禹州神垕镇、邓州移民安置区、南阳龙升工业园区等48个供水目标提供生活和工业用水。供水配套工程上接总干渠，下连城市水厂，担负着承上启下的输水任务，工程建成后，可基本满足河南省受水区用水需求，极大改善河南省受水区城市水资源的紧缺状况，归还城市挤占的农业和生态用水，为城市经济社会可持续发展提供供水安全保障，对全省的经济社会发展具有十分重要的意义。

河南省南水北调受水区供水配套工程输水管道采用是单管输水，管道总长约1000km，管道有PCCP、PCP、球墨铸铁管、涂塑钢管、钢管、玻璃钢夹砂管等6种管材，其中PCCP长约750 km，PCCP所占比重达75%。随着时间的推移，地下管道被腐蚀是不可避免的，所以PCCP等管材的修复技术研究十分必要。

2 管道修复技术分析

目前管道修复技术有传统开挖修复和管道更换技术、非开挖修复管道技术。传统修复技术在深埋及城区等建筑物密集地区，实施起来十分困难，周期长，造成水厂长时间不能使用南水北调水，如水厂没有其他备用水源或水源不足，产生的社会影响难以估量。

目前非开挖管道修复方法有爆管法、内衬法、软衬法、缠绕法、喷涂法、灌浆法、点状CIPP法等。

3 南水北调供水配套管道修复技术研究必要性

河南省南水北调受水区供水配套工程管道总长约1000 km，管道有PCCP、PCP、球墨铸铁管、涂塑钢管、钢管、玻璃钢夹砂管等6种管材，其中PCCP长约750km，PCCP所占比重达75%。随着时间的推移，地下管道的被腐蚀是不可避免的，管道的腐蚀引起泄露，造成的经济损失及社会影响是难以估量的；加之各种建设发展较快，平时正常运行巡视等避免不了外界因素对管道的破坏；所以PCCP管等管材的修复技术研究十分必要，避免一旦管道发生破坏，修复周期长，效率低，给运行管理带来很多难题。尤其是PCCP管在供水配套工程中所占比重达75%，所以PCCP管等管材的修复技术研究十分必要。

4 PCCP管道修复技术探讨

4.1 PCCP管道特性

预应力钢筒混凝土管是国内近十多年发展起来的新型管道材料。该管道材料是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材，其集合了薄钢板、中厚钢板、异型钢、普通钢筋、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制造而成。

预应力钢筒混凝土管是指在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子，包括内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCPL）和埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCPE）。钢筒作用是防渗，形成一个封闭防渗空间；管道内压及外压由混凝土及预应力钢丝承受；预应力钢丝外层为砂浆保护层，起到防腐作用，保护预应力钢丝免受腐蚀，增加管道使用的耐久性。埋置式预应力钢筒混凝土管示意图见图1。

4.2 PCCP管道修复探讨

4.2.1 浅埋PCCP管道修复

图1 埋置式预应力钢筒混凝土管示意图

浅埋PCCP管道如发生预应力钢丝断丝等造成漏水事故，具备开挖条件的，可将破损处开挖出来，查明破损情况进行修复，根据预应力钢丝断丝根数，可将破坏的外保护层及管芯采用环氧树脂等材料修复，再用钢带在预应力钢丝断丝处施加预应力，钢带相应做好防腐，再回填，可满足正常运行。这种处理在类似工程中已经运用，效果很好。这种处理方式，既达到了正常要求，又避免了采用更换管道造成的不必要浪费。

4.2.2 深埋PCCP管道修复

深埋及城区不具备开挖修复等处PCCP管道发生预应力钢丝断丝爆管事故后，开挖修复难度大、不具备开挖修复条件，采用非开挖修复或更换管道是比较经济合理，修复周期也短。

深埋及城区等不具备开挖处PCCP管道在南水北调供水配套工程中一般采用顶管法施工，但是由于PCCP管预应力钢丝一旦断丝，相应部位的预应力就消失，管道承受内压和外压的能力不能满足要求，修复需要重新在相应部位施加预应力，但是在非开挖情况下，如何重新施加预应力还是难题。如果重新施加预应力难题不能解决，只能采用从内部加强的方式，相当于不考虑已破坏PCCP管道，如在PCCP管内衬钢板，内衬钢板用来承受内压和外压。

内衬钢板法:内衬钢板施工时，钢板应根据管道内径的大小，加工成能进入管道的管片，运入破坏部位，拼装完成后，支撑到位，两段与承插口钢环焊接，形成一个封闭的体系，最后进行接触灌浆。

内衬钢板法虽然能达到正常运行的要求，但是南水北调供水配套工程是单管输水，一旦出现爆管事故，施工周期长，施工难度大，所以对PCCP管道预应力钢丝断丝的修复进一步研究是必要的。

5 结语

通过对PCCP管道特性的分析，认为PCCP的修复技术研究是十分必要的，以后供水配套工程运行过程中，一旦出现爆管漏水事故，有相应的处理预案，根据制定管道修复技术方案，及时进行抢修，缩短抢修时间，对减少由于爆管等引起的漏水事故产生的社会影响至关重要。所以，南水北调供水配套工程PCCP管道修复技术研究是必要的。但是由于PCCP在南水北调供水配套工程中应用范围广，情况复杂，加之PCCP管结构特殊性，深埋和城区不具备开挖条件的PCCP修复现在还存在问题，需要进一步研究切实可行和经济的修复或更换方案，缩短修复周期。为保证河南省南水北调受水区供水配套工程长期运行稳定，建议加强后期管理，尤其是平时巡线工作，避免钻探、打井等对PCCP管道的破坏；另一方面做好各种情况下PCCP修复等预案。