试论预应力钢筒混凝土管产品质量及管道工程耐久性（安全性）的必要措施和手段

　　一、前言

　　我国自上世纪八十年代未从美国阿美隆公司引进DN2600关键设备和生产技术形成预应力钢筒混凝土管（简称PCCP）生产能力以后，特别最近十年预应力钢筒混凝土管已成为发展最快的水泥制品之一。由于预应力钢筒混凝土管作为中等工程造价非金属复合管材同时具有高抗渗、高密封性和高强度的“三高”特征，使其逐渐成为输引水管道工程尤其是大口径、高工压、深覆土铺设使用条件的首选管道材料。目前，国内建成的预应力钢筒混凝土管专业制造厂家已超过50家，拥有各种规格的预应力钢筒混凝土管生产线近百条，以每条生产线平均年产30公里计算，国内预应力钢筒混凝土管年设计生产能力已达3000公里。从管子规格工况来看，最小规格为DN400，最大规格为DN4000；管子长度为5m和6m；最大使用工作压力为1.6MPa；最大使用覆土深度为10m，个别工程要求达20m。近十年来已铺设使用的预应力钢筒混凝土管已达数千公里，尽管国内预应力钢筒混凝土管发展迅速，但预应力钢筒混凝土管的产品质量及管道工程的耐久性问题同时也困扰着预应力钢筒混凝土管行业的正常发展，国内的相关科研单位、生产企业、使用部门也开展了大量研究工作和应用实践。苏州混凝土水泥制品研究院也就此开展了大量的研究和相关工作，笔者从十多年的预应力钢筒混凝土管相关工作经历，提出一些相关措施，供大家参考。

　　一、为保证预应力钢筒混凝土管产品质量及管道工程耐久性应采用的具体措施和手段分述如下：

　　1、许可证管理是行业准入的最好方式

　　对混凝土压力管包括预应力钢筒混凝土管实施许可证管理是我国的传统做法，应该说这一做法为我国的压力管行业正常发展起到了重要作用。实施许可证管理的本意是要求企业必需具备一定的条件才能生产相应的产品。输水管许可证实施细则规定了七个大项，四十个小项，内容从企业管理者质量意识、生产条件及生产装备、检测设备的配备、技术人员及生产操作人员的基本要求、企业技术文件的管理、生产过程控制、产品质量检验及生产安全方面进行控制，控制内容齐全，可操作性较强。本人参加过许多企业的许可证实地核查，发现企业的生产条件、装备条件基本都具备，但部分企业管理者质量意识、技术人员和检验人员技术水平、生产过程控制等方面存在欠缺，这方面还需要各企业管理者引起足够重视，能否拿到许可证是企业准入的最好方式，关键是我们的审查人员、管理部门应严格把关，切切实实做好许可证管理的各项工作。生产企业无论规模大小、背景如何，只要严格执行许可证管管理、认真对产品质量负责，就能为行业良性发展作出应有贡献。最近听说国务院要取消行政许可制度，肯定会涉及到压力管的许可证管理，个人感觉压力管这一块涉及到国内的重要输引水工程、涉及到民生问题，应该予以保留。如果保留不住，那就应该参照国外经验，由行业协会或相应组织承担起企业准入工作，确保行业正常发展。

　　2、招投标企业工程合理报价，力避最低价中标

　　采用招投标方式选择工程建设单位及管道制造单位在国内重要输引水工程中已成为最普遍的一种方式，如黑龙江磨盘山引水工程、南水北调中线北京段输水工程、沈阳大伙房引水工程、辽宁阜新引白工程、广州西江引水工程等等都采用了全国招投标的方式确定管道承包商，招投标制度的优越性不在本文讨论之列。本文要强调的是我们的投标单位应根据自身具备的各种条件、生产控制水平、成本控制能力、合理的盈利水平，在确保管材质量的前提下提出合理报价，公平参与竞争。为了拿到工程，以牺牲产品质量、偷工减料为前提的报价方式是不可取的，会严重影响到管道工程的耐久性或安全性。作为工程业主单位也应重视管道工程质量，力避最低价中标的承包商选择模式。为此，工程业主单位应该积极做好工程前期工作，选择合适的合作单位做好管道工程基本造价，坚决放弃远低于基本造价的承包商参与工程招投标。确保从工程经费上满足承包商生产提供的合格管道产品，从而保证管道工程的耐久性和安全性。[Page]

　　3、PCCP生产企业产品结构设计的重要性

　　GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准摒弃了我国国家标准的传统做法，在总结以前经验的基础上，特别强调了产品结构设计的重要性，标准第6章第6.1节给出了具体产品结构设计要求，提出生产企业应根据招标文件规定的管道实际铺设使用条件开展产品结构设计并提交业主单位审核，制造厂再根据产品结构设计结果组织生产，并要求在做合格成品标记时清楚标明管子规格、适用的工作压力和覆土深度，以免用错使用场合。以前的一阶段管和三阶段管经常出现爆管的原因除了制造厂偷工减料以外，施工时用错使用场合也是主要原因之一。笔者就曾赴现场处理过一起三阶段管爆管事故，覆土深度为2m的管子铺设在覆土深度将近3.5m-4.0m的使用场合，结果造成了管子爆管，工程业主方还抱怨制管厂产品质量有问题。因此GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准关于产品设计条款的规定就能有效避免上述管道事故的发生。无论是采用美国标准ANSI/AWWA C304设计标准还是GB50332及CECS140设计规程，都是采用内外压组合荷载开展管子结构设计的，设计计算采用的管道参数、铺设使用条件、工作压力及覆土深度都将作为使用上限，安装铺设使用运行都是不能超过计算采用的相应数值的。这一点是决定管道工程耐久性及安全性的主要因数，需要特别注意。

　　4、工程业主需进行的资料审查工作

　　与美国国家标准ANSI/AWWA C301基本要求相一致，GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准同样要求工程业主方对承包商提出的设计文件和图纸进行必要的审核工作。审核的内容主要包括承包商开展了管子结构设计计算采用的设计标准是否准确？采用的管道铺设使用条件是否符合招标文件的要求？采用的管道参数是否符合产品标准及相应规范的要求？管子结构设计计算结果是否合理？与传统设计方法计算所得的结果差异是否合适？产品结构图纸是否准确等等。通常工程业主方不一定具备管子结构设计文件及产品图纸的审核能力，工程业主方可以通过委托第三方来进行设计资料审核。苏州混凝土水泥制品研究院为此作了大量审核工作，先后为新疆引额济乌工程、黑龙江磨盘山引水一期二期工程、沈阳大伙房引水工程、辽宁阜新引白工程、长春引水二期、广州西江引水工程及保定廊坊廊涿引水工程等工程进行设计审核并提出审核报告，为工程的顺利建成、安全运行提供基础性保障，同时也为管道工程的安全性和耐久性提供了基本保障。

　　5、重要PCCP管道工程管道制造的过程控制与监造

　　总所周知，预应力钢筒混凝土管是集合了厚钢板、薄钢板、混凝土、高强预应力钢丝、水泥砂浆保护层等材料制成的非金属复合管道材料，生产过程比较复杂，关键工序多如承插口环的下料尺寸控制、承插口工作面尺寸胀圆控制、薄钢筒装配、钢筒抗渗性检验、原材料计量及混凝土成型、管芯蒸汽养护、环向预应力缠丝及水泥砂浆保护层厚度控制等，因此过程控制就成了预应力钢筒混凝土管生产质量控制的关键因数。GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准中关于制造的规定及许可证实施细则就为生产过程控制提供了关键性依据，因此产品监造的概念因运而生。新疆引额济乌工程、南水北调中线北京段工程、沈阳大伙房引水工程、莆田金钟引水配套工程及保定廊坊廊涿引水工程等重要工程业主方都委托了监造单位对预应力钢筒混凝土管的生产实施全过程监造。目前，苏州混凝土水泥制品研究院质检中心正在为莆田金钟引水配套工程用预应力钢筒混凝土管实施全过程监造。产品监造的效果标明，依靠管道制造厂家特别是中小企业或私人企业实现自控质量确实存在诸多不确定因数，要保证产品质量有一定难度。因此，笔者觉得产品监造应该成为一种制度，实施监造有利于保证产品质量，从而达到保证管道工程安全性和耐久性的目的。

　　6、腐蚀条件下应采取的必要措施和方法

　　GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准第6.3.7.2条规定：当管子用于输送具有腐蚀性的污水或海水、或用于含有腐蚀性介质的土壤环境中以及架空铺设时，应按GB50046-1995的规定对预应力钢筒混凝土管的管体混凝土或水泥砂浆保护层进行防腐设计。涂覆防腐材料时应遵循GB50212的规定，防腐施工的质量应按GB50224-1995的规定进行评定。此条规定意味着按照GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准生产的管道产品是不可以在腐蚀条件下铺设安装使用的。预应力钢筒混凝土管与传统的三阶段管（执行标准GB5696）相类似，环向预应力的完整性是该品种管道的薄弱环节，环向预应力钢丝的配筋面积或缠丝应力不能保证的话，管道就有爆管的危险，尽管GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》国家标准对水泥砂浆保护层及水泥净浆的施工方法和性能进行了规定，但仍不足以抵抗存在腐蚀的环境条件。因此，针对预应力钢筒混凝土管的实际铺设使用条件，工程业主方首先应对铺设使用条件的腐蚀情况及腐蚀级别进行勘测和评估，以确认所需要采用的防腐蚀措施。目前的防腐蚀措施主要包括阴极保护法、防腐涂层法两种，如需采用阴极保护法，则应在招标文件中加以说明，制造厂家会在预应力钢筒混凝土管管体预埋导通件，以便于安装铺设以后联通预应力钢筒混凝土管的所有金属部件，实施阴极保护；如需采用涂层防腐法则应对具体的防腐要求和施工方法加以说明，以便于制造厂开展防腐涂层施工。

　　三、结语

　　本文从六个方面对预应力钢筒混凝土管的产品质量及管道工程耐久性（安全性）的必要措施和手段进行论述，好的产品必须要有好的标准、好的设计、好的管理、好的施工、好的产品检测技术，才能有效保证管道的性能及管道工程的安全性和耐久性。国内的一阶段管和三阶段管的发展历史警示我们，预应力钢筒混凝土管绝对不能再走老路，必需要从新的思路、新的视野、新的办法、新的实践出发才能有效保证预应力钢筒混凝土管行业的良性发展，才能有效保证预应力钢筒混凝土管的产品质量和管道工程的安全性和耐久性。