正在施工中的南水北调中线北京段工程眼下遇到了一道难题：估算总投资约30亿元、今年将计划建设55公里（双排管）、内径为4米、长5米的预应力钢筒混凝土管（以下简称PCCP），因目前我国企业还从来没有生产、制造过，成了工程建设中的一只“拦路虎”。
那么，我国生产、建设PCCP的现状如何？技术特点、生产难点怎样？它的“虎威”又何在呢?
PCCP是预应力钢筒混凝土管的英文缩写，是在带钢筒的混凝土管芯上，缠绕预应力钢丝，并施喷水泥砂浆保护层而制成的管材，是当今最新的输水管材。作为一种新型的输水管材，PCCP具有适用范围广、经济、寿命长、抗震性能好、安装方便、运行费用低、基本不漏水等优点，可广泛应用于长距离输水、城市给水等。大口径PCCP最早由美国研制生产使用后进入我国。
南水北调使用新材料
据有关专家介绍，我国水利建设方案比选的经济分析期是50年。在所有管材中，目前只有PCCP可以在50年内不需要更新产品，而且PCCP的使用寿命在美国已达到75年且没有损害的纪录。
管材选择是南水北调输水工程设计中的重要内容。南水北调工程作为世界上最大的输水项目，用长5米、内径为4米的PCCP代替小口径的混凝土管、球墨铸铁管，是根据南水北调工程建设的实际情况，经技术、经济比较后综合选定的。
为什么把PCCP作为中线北京、天津段输水管材的首选呢？
天津市水利勘测设计院院长景金星介绍，南水北调天津干线输水将采用管涵结合的方式进行建设。这次使用的管涵采用的是最先进的PCCP，直径为4米，属国内最大。在建设过程中，开始用的是管，后面用箱涵衔接。使用管涵方式能充分利用自然水头输水至王庆坨泵站前池，同时全线自流能力大，几乎没有蒸发、渗漏，而且不受外界自然及人为行为影响，有利于保护水质、水量，也便于管理；除泵站、调压室、检修闸阀井、巡视道路为永久占地外，其余均为临时占地，仍可覆土耕种，大大减少了永久占地和拆迁量；管涵基本上不需要维护，维修费少，并彻底解决输水和洪涝矛盾。管涵建设方案与管渠结合方案相比，水质、水量可以有效保证，运营管理安全，虽然投资有所增加，但从长远考虑多花一些钱是值得的。
记者了解到，北京市水利规划设计研究院从1992年起就开始进行南水北调中线北京段工程前期工作。为高质量完成南水北调工程的前期工作，他们在积极组织本院技术力量打攻坚战的同时，积极与北京市城市规划院、中国水利水电科学研究院、清华大学、中国地质大学、韩国巨宇公司等国内外知名设计科研单位和厂商就重大技术问题进行密切合作，联合攻关，先后完成各类专题报告10余项，其中大口径PCCP的设计、制造和安装问题，成为攻关的主要目标之一。
北京、天津两市水利规划设计研究院在设计南水北调中线段输水工程建设时，把内径4米的PCCP纳入“囊中”：北京段输水工程建设55公里（双排管）PCCP，天津约45公里，总投资约50亿元。南水北调中线工程输水干线采用接头为双胶圈的埋置式预应力钢筒混凝土管，为同槽埋地双排管，管道内径4米，采用的工作内压分别为0．6～1．0MPa。由于线路地形条件复杂，覆土厚度从2．3～19米不等。
市场虽好尚无标准
据北京市水利规划设计研究院技术人员介绍，最近几年，由于从美国成功引进PCCP，国外的制管标准也开始进入我国，使我国用于指导PCCP生产的行业标准JC625中大量借鉴了美国供水协会C301的内容。
目前，PCCP已广泛使用于我国的水利、电力、市政给排水等各个领域。在长距离、大流量输水、调水工程方面，山西省万家寨引黄工程以总长43．5公里、管径3米暂居我国乃至亚洲地区已建成工程之首位，新疆乌鲁木齐洪水工程10公里倒虹吸工程使用了管径2．8米的PCCP约15公里，深圳东深供水工程使用了管径2．6米的PCCP约9．5公里，此外，还有数十项引水工程应用了PCCP。迄今尚未见因管道质量问题而发生事故的有关报道。
但由于目前我国没有关于PCCP的国家规范，所以只能参照以下规范、规程进行设计：《室外给水设计规范》（GBJ13－86）、《给水排水管道工程结构设计规范》（GB50332－2002）、《给排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒管管道结构设计规程》（TCECS140－2002）、《给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程》（CECS141－2002）、《水电站压力钢管设计规范》（SL281－2003）。在设计上，采用美国供水协会标准ANSI／AWWAC304－99《预应力钢筒混凝土压力管设计标准》；在制造标准上，采用美国供水协会标准ANSI／／AWWAC301－99《预应力钢筒混凝土压力管》；在管道铺设标准上，参照美国供水协会M9《混凝土压力管》和AWWAM11《钢管》。
“蛋糕”好吃但遇“拦路虎”
据有关专家估算，以全承包的方式安装4米内径的PCCP，大约每米在1．3万元左右（管材生产价格大约为1万元左右）。这对生产、施工、安装大口径PCCP的企业无疑是一个特大喜讯。
虽然北京、天津段输水工程4米管径PCCP需求的“蛋糕”很大，商机很多，但其所具有的独特特点，决定了并不是哪一个公司随便就能“吃”上一口的。
首先，工压是管体结构设计和承插口钢圈、硬质胶圈的重要设计指标，采用的工作内压为0．6～1．0MPa。PCCP靠承插口钢圈和硬质圆形胶圈连接，对钢圈的刚度和圆度以及胶圈的质量要求都很高。在美国，钢圈加工公差非常小，承插口环半径方向间隙约1毫米，胶圈的98％被约束在承插口环中，可以保证不漏水。这样的标准，目前国内企业很难做到。
其次，输水管线建成后，由带橡胶垫圈接头连接的PCCP，允许的最大渗漏量为：每毫米内径管道、每24小时、每公里范围内渗水量1升。管线压水试验中，可见的渗水点均视为不合格。PCCP管体为刚性管，接头采用承插式，具有可挠性，因此从整体上讲属柔性设计，具有很好的防震效果。这一要求更使国内企业难上加难。
再次，4米的大管径、工程地质条件复杂、安装难度高，再加上眼下我国制造高工压PCCP还缺乏经验，特别是在输水线路建设时，4米管径工压过高的防爆问题更是令人头疼，难以解决。国内眼下还没有一家公司独自完成生产和施工过内径为4米的PCCP，只有美国、韩国、德国等一些大的跨国公司生产过。
所以，内径4米的PCCP就成了南水北调中线建设的一只“拦路虎”。
共商“治虎”方略
南水北调北京工程办公室项目主任李大为告诉记者，为了降服内径4米PCCP这只“拦路虎”，中线北京段大口径PCCP的设计、制造和安装将进行国内外招标，以满足工程建设的要求。他说，本次招投标实行全包制，不仅要求中标企业能生产出达标的管材，而且还要对其进行安装、施工和调试，直至达到工程标准要求。
按照南水北调工程计划安排，北京段输水工程大口径PCCP管道建设今年下半年将进行“三通一平”，由于中标的企业建厂需要8～12个月的时间，所以招标和“三通一平”同步进行。李大为表示，北京段永定河倒虹吸输水工程大口径PCCP建设的好坏，对南水北调东线天津段的建设也有着十分重要的借鉴和示范作用。
李大为告诉记者，南水北调北京工程办公室计划在4月中旬召开一次由国内专家、国内外相关厂家、设计人员参加的专题研讨会，共同探讨解决生产、施工适合南水北调中线北京段技术要求的大口径PCCP这一难题的方法。
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