預應力鋼筒混凝土管（PCCP）大有可為
2008-02-27 00:00
中國水泥制品工業(yè)協(xié)會名譽會長
張樹凱
預應力鋼筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，簡稱PCCP）是采用薄鋼板與承插口接頭鋼環(huán)焊成筒體，然后用立式振動法在筒體內(nèi)外澆灌混凝土制成管芯（對小口徑管可用臥式離心法在筒體內(nèi)成型管芯），經(jīng)養(yǎng)護后在管芯的外表面上纏繞環(huán)向預應力鋼絲，使管壁混凝土建立環(huán)向預應力，最后在纏絲管芯的外表面噴制砂漿保護層而制成的一種新型復合管。PCCP不僅接口密封性能好、管體強度和剛度好，而且具有高抗?jié)B透性，它兼有鋼管和預應力混凝土管的優(yōu)點和性能，成本比鋼管低，使用壽命比鋼管長一倍以上，設計使用壽命為50年以上。美國給水協(xié)會耐腐蝕委員會的研究認為，PCCP可以用100年。PCCP能滿足城市引水工程、供水工程、大型火力發(fā)電廠和核電站的循環(huán)水管道工程、大型排水、排污管道工程的要求，尤其適合鋪設高工壓、大口徑、長距離的輸水管道工程。這種管材已有60多年的發(fā)展史。
國外生產(chǎn)使用PCCP情況
1893年，法國人邦納（Bonna）設計制造了由鋼管與鋼筋混凝土復合的鋼筒混凝土管，1939年，法國邦納管道公司利用剛發(fā)現(xiàn)的預應力混凝土原理，制造了預應力鋼筒混凝土管，即PCCP。1942年，美國洛克昭公司（LookJoint）引入上述技術(shù)工藝后制造成功預應力鋼筒混凝土管。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，現(xiàn)有4家公司生產(chǎn)口徑DN400mm~DN450mm,有效長度5100mm~8000mm,工作壓力為0.6MPa~4MPa預應力鋼筒混凝土管。他們分別是阿麥隆（Amerren）、奇福特·赫爾(Gifferd hill)、普萊斯兄弟(Price Brothers)、美國聯(lián)合混凝土公司(United Concrer Pipe)。其中普萊斯兄弟公司和阿麥隆公司生產(chǎn)規(guī)模較大。
迄今為止，美國是當今世界各國中生產(chǎn)使用PCCP最多的國家。在美國已使用PC-CP28000km，其中最大管徑達7600mm。除美國外，目前PCCP已經(jīng)在美洲、歐洲、非洲及亞洲的10多個國家和地區(qū)（包括我國臺灣?。┑玫綇V泛使用。近年來，使用PCCP最多的國家是位于非洲的利比亞。1983年11月，美國普萊斯公司與韓國東亞國際財團共同承建了被譽為世界土木工程史上第八大奇跡的利比亞“大人工河”工程。普萊斯公司主要提供制管工藝技術(shù)、制管設備與鋪設技術(shù)，培訓120名工程師和100名技術(shù)工人。該工程建設了兩個大型制管廠，有5條生產(chǎn)PCCP的生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線日生產(chǎn)能力這44根口徑DN4000mm、長度為7500mm的管材。
“大人工河”第一期工程總投資30.3億美無，管線全長1872km，80%的口徑DN4000mm管材，其余是口徑DN2800mm、DN2000mm、DN1600mm管材，工作壓力為0.6MPa~1.8MPa，1984年建廠，1991年建成通水。
第二期工程，投資50億美元，管線長1731km,工作壓力為2.0MPa，有3.5km管線，工作壓力為2.6MPa，與一期工程不同之處，管材接口密封圈用雙膠圈，工程于1991年開始動工，1996年9月1日建成通水。目前正在進行第三期工程建設。
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我國研制、生產(chǎn)PCCP情況
我國開發(fā)研制、生產(chǎn)PCCP起步較晚，20世紀80年代才開始研制。1984年蘇州混凝土水泥制品研究院與遼寧省營口市自來水公司管廠合作采用簡易方法研制了DN600mm的PCCPL，并在輸水管線上試用；1985年江蘇省南京市水泥管廠與北京市政工程研究所合作，采用自應力混凝土試制了口徑DN600mm和口徑DN1200mm的PCCPL，并分別安裝在福建建陽水電站工程和南京市供水管線上試用。盡管這些用簡易方法制作的管材數(shù)量不多，管經(jīng)也較小，但卻是成功的探索了研制PCCP的可能性。在此之后，山東電力管道工程公司于1989年從美國阿麥隆公司（Amerren）引進PCCP制管工藝技術(shù)和關(guān)鍵設備（鋼筒螺旋焊機、制作承插口鋼圈設備、管模、振動器等）和國內(nèi)配套設備（纏絲機和輥射機等）建立了生產(chǎn)線，使用專用的制管設備組織生產(chǎn)，才拉開了我國生產(chǎn)PCCP的序幕。20世紀90年代至今得到快速發(fā)展。1992年深圳太陽管道有限公司從美國普萊斯兄弟公司(Price Brothers)引進全套PCCP制管工藝技術(shù)和設備；1995年江蘇省無錫華毅管道有限公司也從美美國阿麥隆公司（Amerren）公司引進PCCP制管工藝技術(shù)和關(guān)鍵設備組建生產(chǎn)線。國家電力公司杭州和達混凝土機械工程有限公司與山東電力管道工程公司、無錫華毅管道有限公司密切合作，開發(fā)研制了生產(chǎn)PCCP專用立式纏絲機和輥射機等專用設備，并在鋼筒螺旋焊機方面的研發(fā)與生產(chǎn)上也取得了成功，從而結(jié)束了我國不能制造PCCP設備的歷史，為我國PCCP行業(yè)發(fā)展作出了應有的貢獻。到目前為止，該所設計制造了立式纏絲機30套、輥射機24套、鋼筒螺旋焊機21套。
盡管我國生產(chǎn)使用PCCP的歷史僅有10多年，但由于國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市化進程的加快對管材需求量日益增多和PCCP與其它管材相比具有的優(yōu)良性能以及適于鋪設高工壓、大口徑管道的優(yōu)點，深受生產(chǎn)企業(yè)、設計部門和使用部門的青睞，呈快速發(fā)展的勢頭。至今全國已有近50個生產(chǎn)企業(yè)建成了PCCP生產(chǎn)線，到2005年底，已累計生產(chǎn)口徑DN600mm～DN4000mm管材約3100Km，2006年生產(chǎn)PCCP超過600Km。
經(jīng)10多年的發(fā)展，一批實力較強、生產(chǎn)規(guī)模較大且經(jīng)濟效益較好的生產(chǎn)企業(yè)已在PCCP行業(yè)中涌現(xiàn)出來，如：山東電力管道工程公司擁有資產(chǎn)總額39784萬元，有7條PCCP生產(chǎn)線（其中合資1條），年設計生產(chǎn)能力390Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP743Km，2006年生產(chǎn)PCCP84.6Km，銷售收入20000萬元；新疆國統(tǒng)管道股份有限公司是新疆天山建材（集團）有限責任公司與我國臺灣的PCCP制造企業(yè)—臺灣國統(tǒng)國際股份有限公司（臺灣上市公司）于2001年聯(lián)合成立的外資股份制企業(yè)，擁有固定資產(chǎn)45000萬元，有9條PCCP生產(chǎn)線（其中合資3條），年設計生產(chǎn)能力350Km～400 Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP280Km，2006年生產(chǎn)PCCP70.95Km，銷售收入18000萬元；北京河山管業(yè)有限公司擁有資產(chǎn)總額32000萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力DN4000mmPCCP管46.5Km，2006年生產(chǎn)DN4000mmPCCP管15Km，銷售收入15800萬元；山東淄博龍泉管道工程有限公司擁有資產(chǎn)總額19200萬元，有12條PCCP生產(chǎn)線（其中合資2條），年設計生產(chǎn)能力223.69mi，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP60Km，銷售收入16000萬元；成都金煒制管有限責任公司擁有資產(chǎn)總額11207萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力100Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP70Km，銷售收入15200萬元；吉林電力管道工程總公司注冊資金12138萬元，有12條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力100Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP80Km，銷售收入15000萬元；無錫華毅管道有限公司擁有資產(chǎn)總額10356.5萬元，有4條PCCP生產(chǎn)線（其中合資2條），年設計生產(chǎn)能力170Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP285Km， 2006年生產(chǎn)PCCP21Km，銷售收入5346.2萬元；深圳太陽管道有限公司擁有資產(chǎn)總額10400萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力68Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP450Km，2006年生產(chǎn)PCCP21Km，銷售收入2500萬元等。
以上是我國生產(chǎn)PCCP的基本情況。
我國開發(fā)研制、生產(chǎn)PCCP起步較晚，20世紀80年代才開始研制。1984年蘇州混凝土水泥制品研究院與遼寧省營口市自來水公司管廠合作采用簡易方法研制了DN600mm的PCCPL，并在輸水管線上試用；1985年江蘇省南京市水泥管廠與北京市政工程研究所合作，采用自應力混凝土試制了口徑DN600mm和口徑DN1200mm的PCCPL，并分別安裝在福建建陽水電站工程和南京市供水管線上試用。盡管這些用簡易方法制作的管材數(shù)量不多，管經(jīng)也較小，但卻是成功的探索了研制PCCP的可能性。在此之后，山東電力管道工程公司于1989年從美國阿麥隆公司（Amerren）引進PCCP制管工藝技術(shù)和關(guān)鍵設備（鋼筒螺旋焊機、制作承插口鋼圈設備、管模、振動器等）和國內(nèi)配套設備（纏絲機和輥射機等）建立了生產(chǎn)線，使用專用的制管設備組織生產(chǎn)，才拉開了我國生產(chǎn)PCCP的序幕。20世紀90年代至今得到快速發(fā)展。1992年深圳太陽管道有限公司從美國普萊斯兄弟公司(Price Brothers)引進全套PCCP制管工藝技術(shù)和設備；1995年江蘇省無錫華毅管道有限公司也從美美國阿麥隆公司（Amerren）公司引進PCCP制管工藝技術(shù)和關(guān)鍵設備組建生產(chǎn)線。國家電力公司杭州和達混凝土機械工程有限公司與山東電力管道工程公司、無錫華毅管道有限公司密切合作，開發(fā)研制了生產(chǎn)PCCP專用立式纏絲機和輥射機等專用設備，并在鋼筒螺旋焊機方面的研發(fā)與生產(chǎn)上也取得了成功，從而結(jié)束了我國不能制造PCCP設備的歷史，為我國PCCP行業(yè)發(fā)展作出了應有的貢獻。到目前為止，該所設計制造了立式纏絲機30套、輥射機24套、鋼筒螺旋焊機21套。
盡管我國生產(chǎn)使用PCCP的歷史僅有10多年，但由于國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市化進程的加快對管材需求量日益增多和PCCP與其它管材相比具有的優(yōu)良性能以及適于鋪設高工壓、大口徑管道的優(yōu)點，深受生產(chǎn)企業(yè)、設計部門和使用部門的青睞，呈快速發(fā)展的勢頭。至今全國已有近50個生產(chǎn)企業(yè)建成了PCCP生產(chǎn)線，到2005年底，已累計生產(chǎn)口徑DN600mm～DN4000mm管材約3100Km，2006年生產(chǎn)PCCP超過600Km。
經(jīng)10多年的發(fā)展，一批實力較強、生產(chǎn)規(guī)模較大且經(jīng)濟效益較好的生產(chǎn)企業(yè)已在PCCP行業(yè)中涌現(xiàn)出來，如：山東電力管道工程公司擁有資產(chǎn)總額39784萬元，有7條PCCP生產(chǎn)線（其中合資1條），年設計生產(chǎn)能力390Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP743Km，2006年生產(chǎn)PCCP84.6Km，銷售收入20000萬元；新疆國統(tǒng)管道股份有限公司是新疆天山建材（集團）有限責任公司與我國臺灣的PCCP制造企業(yè)—臺灣國統(tǒng)國際股份有限公司（臺灣上市公司）于2001年聯(lián)合成立的外資股份制企業(yè)，擁有固定資產(chǎn)45000萬元，有9條PCCP生產(chǎn)線（其中合資3條），年設計生產(chǎn)能力350Km～400 Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP280Km，2006年生產(chǎn)PCCP70.95Km，銷售收入18000萬元；北京河山管業(yè)有限公司擁有資產(chǎn)總額32000萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力DN4000mmPCCP管46.5Km，2006年生產(chǎn)DN4000mmPCCP管15Km，銷售收入15800萬元；山東淄博龍泉管道工程有限公司擁有資產(chǎn)總額19200萬元，有12條PCCP生產(chǎn)線（其中合資2條），年設計生產(chǎn)能力223.69mi，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP60Km，銷售收入16000萬元；成都金煒制管有限責任公司擁有資產(chǎn)總額11207萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力100Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP70Km，銷售收入15200萬元；吉林電力管道工程總公司注冊資金12138萬元，有12條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力100Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP320Km，2006年生產(chǎn)PCCP80Km，銷售收入15000萬元；無錫華毅管道有限公司擁有資產(chǎn)總額10356.5萬元，有4條PCCP生產(chǎn)線（其中合資2條），年設計生產(chǎn)能力170Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP285Km， 2006年生產(chǎn)PCCP21Km，銷售收入5346.2萬元；深圳太陽管道有限公司擁有資產(chǎn)總額10400萬元，有2條PCCP生產(chǎn)線，年設計生產(chǎn)能力68Km，到2005年底累計生產(chǎn)PCCP450Km，2006年生產(chǎn)PCCP21Km，銷售收入2500萬元等。
以上是我國生產(chǎn)PCCP的基本情況。
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我國PCCP使用情況
由于PCCP具有的獨特的優(yōu)良性能和優(yōu)點，深受生產(chǎn)企業(yè)和使用部門、設計部門的青睞。在我國城鄉(xiāng)建設、工礦企業(yè)建設、農(nóng)田水利建設的輸水管道工程中得到廣泛使用，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。例如：山東電力管道工程公司是我國最早生產(chǎn)PCCP的企業(yè)，也是累計生產(chǎn)PCCP最多的企業(yè)，所生產(chǎn)的DN600mm～DN4000mmPCCP已在全國19個省市130多個工程中使用，均安全運行。其中典型的工程是山西省萬家寨引黃工程，是目前我國在建的三峽和小浪底之后的第三大水利工程。該工程聯(lián)接段全長約138.6Km，其中從汾河水庫至太原市呼延水廠，有43.2 Km設計采用DN3000mmPCCP，工作壓力為0.6MPa～1.0 MPa，覆土為2m、4m、6m和8m，水平彎頭、垂直彎頭、立體彎頭多達190多個。該公司承擔26.7Km，無錫華毅管道有限公司承擔16.5Km。此項工程一期于2002年10月18日建成通水，至今運行良好。
新疆引額濟烏一期工程，由新疆國統(tǒng)管道股份有限公司承擔了三個泉倒虹吸PCCP生產(chǎn)和安裝以及鋼管標段的DN2700mm可繞度接頭制造任務，該工程位于新疆準葛爾盆地古爾班通古斯特沙漠邊緣，氣候和施工條件極為惡劣，是我國綜合難度系數(shù)最高的PCCP工程，它的倒虹吸段采用DN2800mmPCCP雙排?
由于PCCP具有的獨特的優(yōu)良性能和優(yōu)點，深受生產(chǎn)企業(yè)和使用部門、設計部門的青睞。在我國城鄉(xiāng)建設、工礦企業(yè)建設、農(nóng)田水利建設的輸水管道工程中得到廣泛使用，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。例如：山東電力管道工程公司是我國最早生產(chǎn)PCCP的企業(yè)，也是累計生產(chǎn)PCCP最多的企業(yè)，所生產(chǎn)的DN600mm～DN4000mmPCCP已在全國19個省市130多個工程中使用，均安全運行。其中典型的工程是山西省萬家寨引黃工程，是目前我國在建的三峽和小浪底之后的第三大水利工程。該工程聯(lián)接段全長約138.6Km，其中從汾河水庫至太原市呼延水廠，有43.2 Km設計采用DN3000mmPCCP，工作壓力為0.6MPa～1.0 MPa，覆土為2m、4m、6m和8m，水平彎頭、垂直彎頭、立體彎頭多達190多個。該公司承擔26.7Km，無錫華毅管道有限公司承擔16.5Km。此項工程一期于2002年10月18日建成通水，至今運行良好。
新疆引額濟烏一期工程，由新疆國統(tǒng)管道股份有限公司承擔了三個泉倒虹吸PCCP生產(chǎn)和安裝以及鋼管標段的DN2700mm可繞度接頭制造任務，該工程位于新疆準葛爾盆地古爾班通古斯特沙漠邊緣，氣候和施工條件極為惡劣，是我國綜合難度系數(shù)最高的PCCP工程，它的倒虹吸段采用DN2800mmPCCP雙排?