山西省萬家寨引黃工程管理局副局長、總工程師賈偉智

提示：山西省萬家寨引黃工程管理局副局長、總工程師賈偉智在首屆全國預應力鋼筒混凝土管（PCCP）行業(yè)發(fā)展高峰論壇上介紹了PCCP在山西省萬家寨引黃工程中的應用情況，他指出：PCCP之所以在山西引黃工程得到成功應用，歸功于業(yè)主、設計、監(jiān)理、制管、安裝承包人的共同努力。首先是業(yè)主重視質量，其次是工程設計標準定位高，第三是項目監(jiān)理嚴格控制質量，第四是制管承包人重視對自身質量的提升，對自己的產品質量負責。

　　1 引黃工程概況

　　山西省萬家寨引黃工程位于山西省西北部，西起晉蒙交界的黃河萬家寨水庫，南至太原市，北至大同市。該工程是從黃河萬家寨水庫取水，分別向太原、大同和朔州三個能源基地供水的大型調水工程。

　　工程包括總干線、南干線、聯(lián)接段和北干線四部分，輸水線路總長441.8km，設計引水流量48m³/s，年輸水量12億m³，其中通過總干線、南干線、聯(lián)接段每年向太原市供水6.4億m3，通過總干線、北干線向朔州市和大同市供水5.6億m3。

　　PCCP最早應用于山西省萬家寨引黃聯(lián)接段工程，該工程自南干7#隧洞出口起，至太原市呼延水廠，全長139.35km。其中，汾河水庫以上81.2km為天然河道輸水；從汾河水庫進水塔起，經汾河水庫壩下取水隧洞、43.2km PCCP輸水管線、長13.52km的7#隧洞和7#隧洞出口912m輸水箱涵進入太原市呼延水廠進水池，線路長58.15km，采用單管（洞）重力流輸水，設計輸水流量20.5m³/s。根據規(guī)劃設計，萬家寨引黃一期工程總干線、南干線的輸水時間為每年10月到羿年7月共10個月輸水，而聯(lián)接段汾河水庫以下為全年12個月不間斷輸水，最終規(guī)模每年向太原市輸水6.4億m³。

　　聯(lián)接段PCCP輸水工程于2001年開工，到2002年10月18日引黃一期工程實現(xiàn)全線試通水成功。同年12月18日到12月29日為太原市呼延水廠試運行供水90萬m³。2003年10月26日起向太原市呼延水廠正式供水，已連續(xù)供水近8年，達到了原設計要求的不間斷供水，運行情況正常。

　　基于PCCP具有的良好性能，PCCP在目前正在施工建設的引黃二期工程北干線再次得到應用。北干線自總干線下土寨分水閘起，至大同市南郊區(qū)墻框堡水庫，線路全長156.54km，包括北干線1#隧洞，長43.67km；PCCP輸水管線2段，全長112.87km；調節(jié)水庫4座，總庫容3769萬m³；地下泵站1座，總裝機容量8500kw。近期工程向大同、朔州年引水2.96億m³，設計引水流量11.8m³/s，遠期向大同、朔州年引水5.6億m³，設計引水流量22.2m³/s。

　　北干線2008年9月22日立項，設計工期為4年。2009年2月27日北干線開工儀式后，省政府提出了“三年通水到大同”新的目標要求。按照這一新的要求，通過資源優(yōu)化，在管廠原總體布置不變的基礎上通過增加一臺纏絲機、一臺噴漿機方法來提高生產能力，年生產PCCP達83km，月生產強度達到10km。2011年4月25日已全部完成北干線PCCP管生產任務。PCCP管道安裝于2009年8月底開工，截止2011年4月30日已經完成109km管道安裝，預計于2011年5月底完成安裝任務，9月份將實現(xiàn)通水到大同的目標。

　　2 PCCP在引黃工程的應用

　　2.1 聯(lián)接段工程

　　聯(lián)接段工程汾河水庫壩下洞至掃石3#減壓閥室長43.2km的區(qū)間采用PCCP單管輸水，管線沿汾河谷地布置，沿岸山地地形復雜，管線穿過總長度7.9km的6條隧洞，穿越汾河主河道11次，穿越古交供水管13次，穿越太鋼尖山鐵礦精礦粉管10次，穿越鐵路大橋4處、公路橋2處以及城市供水管道、熱力管道、煤氣管道及各種電力電纜近50次，線路折點多達130余處，施工難度非常之大。

　　引黃一期聯(lián)接段工程采用的PCCP內徑為3m，單根長5m，重30t左右，管道設計壓力0.6～1.0Mpa，覆土厚度2～8m，當時是國內首次采用的口徑最大、線路最長、工壓最高的引水工程。

　　PCCP采用美國ANSI/AWWAC304 標準設計、ANSI/AWWAC301標準制作。在國內首次對用于PCCP制作的原材料、工藝、檢測標準等進行了嚴格要求，使得我國自行設計、生產的PCCP達到國際同類產品質量標準。

　　聯(lián)接段PCCP輸水工程原采用國際競爭性招標，因在授標問題上與世界銀行無法達成一致意見，在拒絕了所有國際承包商的投標書后改為國內競爭性招標。PCCP供應分為兩個標段，分別由無錫華毅管道有限公司和山東電力管道工程公司中標；建筑安裝兩個標段，分別由水電十一局、江蘇天目安裝公司組成的利晉聯(lián)營體及水電三局中標。

　　PCCP供應標于2001年5月4日簽訂合同，7月3日生產出第一根樣管，經過型式試驗后，開始PCCP批量生產，2002年8月21日全部生產完成并通過鐵路運輸至古交屯蘭貨場，較合同提前40天完成供應任務，為管道安裝及通水目標的實現(xiàn)奠定了基礎。建筑安裝標于2001年7月開工，9月5日開始第一節(jié)管道安裝，2002年8月30日完成最后一根管道安裝。2002年10月18日引黃一期工程實現(xiàn)全線試通水成功，較合同工期提前28天。

　　2.2 北干線工程

　　北干線1#隧洞出口后全部采用P C C P 管道輸水,主線長112.87km，朔州支線長1.05km，1#隧洞出口煤礦采空區(qū)洞段洞內安裝PCCP管道1.65km，總長115.57km。北干線工程采用了DN320 0、DN220 0和DN20 0 0三種內徑的PCCP，最大工壓1.6MPa，最大覆土厚度8m。

　　北干線PCCP項目，共分為5個標段，1個管道采購標，4個安裝標。通過國內競爭性招標，由北京河山引水管業(yè)有限公司承擔PCCP管廠的建設及所有管道的設計、制作和運輸任務；葛洲壩集團股份有限公司、北京韓建集團有限公司、中國水電第三工程局、山西太水市政工程有限公司4家施工單位分別承擔了PCCP安裝I標、II標、III標、IV標建筑安裝任務。

　　3 PCCP在引黃工程應用的幾個特點

　　3.1 首次在國內采用國際標準嚴格控制PCCP質量

　　我國于80年代末就引進PCCP生產設備和技術，但直到90年代末還沒有真正用相關檢測標準對關鍵性原材料的某些特性進行必要的質量控制。

　　引黃聯(lián)接段PCCP工程廢除國際標改為國內競爭性招標后，世界銀行部分專家認為中國生產不出高質量的大直徑PCCP，國家發(fā)改委、財政部及山西省政府等對該工程非常關注，工程目標就是一定要生產出國際一流的PCCP管道，為中國人爭氣。聯(lián)接段工程PCCP的設計、制作、原材料、檢驗等標準完全采用國際標準，對美國原材料規(guī)范和國標進行分析對比，對國標（GB）和美國標準區(qū)別之處，通過分析一般選擇更嚴格的規(guī)定，通過選派技術骨干和管理人員到國外學習、調研及聘請國際咨詢專家進行技術咨詢后所形成合同文件技術條款在國內是最全面最嚴格的。

　　首次對高強鋼絲按照要求進行氫脆性靈敏度試驗和扭轉試驗，目前《預應力鋼筒混凝土管》（GB/T5223-2005）和《預應力混凝土用鋼絲》（GB/T5223—2002）仍未要求對鋼絲做氫脆性靈敏度試驗，有些工程招標文件也沒有要求。國標《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5223在2002年修訂時通過對引黃工程調研后才增加了鋼絲扭轉特性控制指標。

　　預應力鋼絲纏繞于管芯之后，水泥砂漿保護層就是關鍵，因為它的密集性、抗?jié)B性和強度都和鋼絲抗腐蝕密切相關。

　　2000年以前，各管廠對原材料和保護層均執(zhí)行建材行業(yè)標準《預應力鋼筒混凝土管》（JC625-1996）。在山西省萬家寨引黃工程中，認真研究了《預應力鋼筒混凝土壓力管》ANSI/AWWAC301、C304及制管原材料中國標準（GB）與美國標準之間的差異，在招標文件技術條款中對水泥要求除執(zhí)行《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175—99外又增加了堿含量和鋁酸三鈣(C3A)含量的控制指標，對水泥砂漿保護層吸水率試驗方法及指標提出了更高的要求，有效地提高了PCCP的質量和耐久性。

　　由于做了大量的工作，如，預應力高強鋼絲的扭轉試驗、氫脆性試驗，水泥的堿含量、鋁酸三鈣（C3A）、水泥砂漿保護層含水量控制、標準PCCP型式檢驗等。使得國際PCCP專家看了引黃聯(lián)接段工程PCCP的外表質量和檢驗、試驗全部資料后，認為該工程PCCP完全達到了國際先進水平。

　　3.2 在引黃聯(lián)接段工程首次將大直徑PCCP應用于高水頭、大流量、長距離輸水管道工程

　　上世紀末以前，PCCP在我國還沒有被廣大業(yè)主和技術人員所接受，引黃聯(lián)接段PCCP輸水工程，首次將工壓1.0MPa、DN3000PCCP運用于43.5km輸水管線工程，輸水流量20.5m³/s，在當時為亞洲最大的PCCP輸水工程。