試論預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性（安全性）的必要措施和手段

　　一、前言

　　我國自上世紀八十年代未從美國阿美隆公司引進DN2600關(guān)鍵設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)形成預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡稱PCCP）生產(chǎn)能力以后，特別最近十年預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管已成為發(fā)展最快的水泥制品之一。由于預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管作為中等工程造價非金屬復(fù)合管材同時具有高抗?jié)B、高密封性和高強度的“三高”特征，使其逐漸成為輸引水管道工程尤其是大口徑、高工壓、深覆土鋪設(shè)使用條件的首選管道材料。目前，國內(nèi)建成的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管專業(yè)制造廠家已超過50家，擁有各種規(guī)格的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管生產(chǎn)線近百條，以每條生產(chǎn)線平均年產(chǎn)30公里計算，國內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管年設(shè)計生產(chǎn)能力已達3000公里。從管子規(guī)格工況來看，最小規(guī)格為DN400，最大規(guī)格為DN4000；管子長度為5m和6m；最大使用工作壓力為1.6MPa；最大使用覆土深度為10m，個別工程要求達20m。近十年來已鋪設(shè)使用的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管已達數(shù)千公里，盡管國內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管發(fā)展迅速，但預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程的耐久性問題同時也困擾著預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管行業(yè)的正常發(fā)展，國內(nèi)的相關(guān)科研單位、生產(chǎn)企業(yè)、使用部門也開展了大量研究工作和應(yīng)用實踐。蘇州混凝土水泥制品研究院也就此開展了大量的研究和相關(guān)工作，筆者從十多年的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管相關(guān)工作經(jīng)歷，提出一些相關(guān)措施，供大家參考。

　　一、為保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性應(yīng)采用的具體措施和手段分述如下：

　　1、許可證管理是行業(yè)準入的最好方式

　　對混凝土壓力管包括預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管實施許可證管理是我國的傳統(tǒng)做法，應(yīng)該說這一做法為我國的壓力管行業(yè)正常發(fā)展起到了重要作用。實施許可證管理的本意是要求企業(yè)必需具備一定的條件才能生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品。輸水管許可證實施細則規(guī)定了七個大項，四十個小項，內(nèi)容從企業(yè)管理者質(zhì)量意識、生產(chǎn)條件及生產(chǎn)裝備、檢測設(shè)備的配備、技術(shù)人員及生產(chǎn)操作人員的基本要求、企業(yè)技術(shù)文件的管理、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗及生產(chǎn)安全方面進行控制，控制內(nèi)容齊全，可操作性較強。本人參加過許多企業(yè)的許可證實地核查，發(fā)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)條件、裝備條件基本都具備，但部分企業(yè)管理者質(zhì)量意識、技術(shù)人員和檢驗人員技術(shù)水平、生產(chǎn)過程控制等方面存在欠缺，這方面還需要各企業(yè)管理者引起足夠重視，能否拿到許可證是企業(yè)準入的最好方式，關(guān)鍵是我們的審查人員、管理部門應(yīng)嚴格把關(guān)，切切實實做好許可證管理的各項工作。生產(chǎn)企業(yè)無論規(guī)模大小、背景如何，只要嚴格執(zhí)行許可證管管理、認真對產(chǎn)品質(zhì)量負責(zé)，就能為行業(yè)良性發(fā)展作出應(yīng)有貢獻。最近聽說國務(wù)院要取消行政許可制度，肯定會涉及到壓力管的許可證管理，個人感覺壓力管這一塊涉及到國內(nèi)的重要輸引水工程、涉及到民生問題，應(yīng)該予以保留。如果保留不住，那就應(yīng)該參照國外經(jīng)驗，由行業(yè)協(xié)會或相應(yīng)組織承擔(dān)起企業(yè)準入工作，確保行業(yè)正常發(fā)展。

　　2、招投標企業(yè)工程合理報價，力避最低價中標

　　采用招投標方式選擇工程建設(shè)單位及管道制造單位在國內(nèi)重要輸引水工程中已成為最普遍的一種方式，如黑龍江磨盤山引水工程、南水北調(diào)中線北京段輸水工程、沈陽大伙房引水工程、遼寧阜新引白工程、廣州西江引水工程等等都采用了全國招投標的方式確定管道承包商，招投標制度的優(yōu)越性不在本文討論之列。本文要強調(diào)的是我們的投標單位應(yīng)根據(jù)自身具備的各種條件、生產(chǎn)控制水平、成本控制能力、合理的盈利水平，在確保管材質(zhì)量的前提下提出合理報價，公平參與競爭。為了拿到工程，以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量、偷工減料為前提的報價方式是不可取的，會嚴重影響到管道工程的耐久性或安全性。作為工程業(yè)主單位也應(yīng)重視管道工程質(zhì)量，力避最低價中標的承包商選擇模式。為此，工程業(yè)主單位應(yīng)該積極做好工程前期工作，選擇合適的合作單位做好管道工程基本造價，堅決放棄遠低于基本造價的承包商參與工程招投標。確保從工程經(jīng)費上滿足承包商生產(chǎn)提供的合格管道產(chǎn)品，從而保證管道工程的耐久性和安全性。[Page]

　　3、PCCP生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

　　GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準摒棄了我國國家標準的傳統(tǒng)做法，在總結(jié)以前經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，特別強調(diào)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，標準第6章第6.1節(jié)給出了具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，提出生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)招標文件規(guī)定的管道實際鋪設(shè)使用條件開展產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計并提交業(yè)主單位審核，制造廠再根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果組織生產(chǎn)，并要求在做合格成品標記時清楚標明管子規(guī)格、適用的工作壓力和覆土深度，以免用錯使用場合。以前的一階段管和三階段管經(jīng)常出現(xiàn)爆管的原因除了制造廠偷工減料以外，施工時用錯使用場合也是主要原因之一。筆者就曾赴現(xiàn)場處理過一起三階段管爆管事故，覆土深度為2m的管子鋪設(shè)在覆土深度將近3.5m-4.0m的使用場合，結(jié)果造成了管子爆管，工程業(yè)主方還抱怨制管廠產(chǎn)品質(zhì)量有問題。因此GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計條款的規(guī)定就能有效避免上述管道事故的發(fā)生。無論是采用美國標準ANSI/AWWA C304設(shè)計標準還是GB50332及CECS140設(shè)計規(guī)程，都是采用內(nèi)外壓組合荷載開展管子結(jié)構(gòu)設(shè)計的，設(shè)計計算采用的管道參數(shù)、鋪設(shè)使用條件、工作壓力及覆土深度都將作為使用上限，安裝鋪設(shè)使用運行都是不能超過計算采用的相應(yīng)數(shù)值的。這一點是決定管道工程耐久性及安全性的主要因數(shù)，需要特別注意。

　　4、工程業(yè)主需進行的資料審查工作

　　與美國國家標準ANSI/AWWA C301基本要求相一致，GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準同樣要求工程業(yè)主方對承包商提出的設(shè)計文件和圖紙進行必要的審核工作。審核的內(nèi)容主要包括承包商開展了管子結(jié)構(gòu)設(shè)計計算采用的設(shè)計標準是否準確？采用的管道鋪設(shè)使用條件是否符合招標文件的要求？采用的管道參數(shù)是否符合產(chǎn)品標準及相應(yīng)規(guī)范的要求？管子結(jié)構(gòu)設(shè)計計算結(jié)果是否合理？與傳統(tǒng)設(shè)計方法計算所得的結(jié)果差異是否合適？產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖紙是否準確等等。通常工程業(yè)主方不一定具備管子結(jié)構(gòu)設(shè)計文件及產(chǎn)品圖紙的審核能力，工程業(yè)主方可以通過委托第三方來進行設(shè)計資料審核。蘇州混凝土水泥制品研究院為此作了大量審核工作，先后為新疆引額濟烏工程、黑龍江磨盤山引水一期二期工程、沈陽大伙房引水工程、遼寧阜新引白工程、長春引水二期、廣州西江引水工程及保定廊坊廊涿引水工程等工程進行設(shè)計審核并提出審核報告，為工程的順利建成、安全運行提供基礎(chǔ)性保障，同時也為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過程控制與監(jiān)造

　　總所周知，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是集合了厚鋼板、薄鋼板、混凝土、高強預(yù)應(yīng)力鋼絲、水泥砂漿保護層等材料制成的非金屬復(fù)合管道材料，生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，關(guān)鍵工序多如承插口環(huán)的下料尺寸控制、承插口工作面尺寸脹圓控制、薄鋼筒裝配、鋼筒抗?jié)B性檢驗、原材料計量及混凝土成型、管芯蒸汽養(yǎng)護、環(huán)向預(yù)應(yīng)力纏絲及水泥砂漿保護層厚度控制等，因此過程控制就成了預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管生產(chǎn)質(zhì)量控制的關(guān)鍵因數(shù)。GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準中關(guān)于制造的規(guī)定及許可證實施細則就為生產(chǎn)過程控制提供了關(guān)鍵性依據(jù)，因此產(chǎn)品監(jiān)造的概念因運而生。新疆引額濟烏工程、南水北調(diào)中線北京段工程、沈陽大伙房引水工程、莆田金鐘引水配套工程及保定廊坊廊涿引水工程等重要工程業(yè)主方都委托了監(jiān)造單位對預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的生產(chǎn)實施全過程監(jiān)造。目前，蘇州混凝土水泥制品研究院質(zhì)檢中心正在為莆田金鐘引水配套工程用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管實施全過程監(jiān)造。產(chǎn)品監(jiān)造的效果標明，依靠管道制造廠家特別是中小企業(yè)或私人企業(yè)實現(xiàn)自控質(zhì)量確實存在諸多不確定因數(shù)，要保證產(chǎn)品質(zhì)量有一定難度。因此，筆者覺得產(chǎn)品監(jiān)造應(yīng)該成為一種制度，實施監(jiān)造有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，從而達到保證管道工程安全性和耐久性的目的。

　　6、腐蝕條件下應(yīng)采取的必要措施和方法

　　GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準第6.3.7.2條規(guī)定：當(dāng)管子用于輸送具有腐蝕性的污水或海水、或用于含有腐蝕性介質(zhì)的土壤環(huán)境中以及架空鋪設(shè)時，應(yīng)按GB50046-1995的規(guī)定對預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的管體混凝土或水泥砂漿保護層進行防腐設(shè)計。涂覆防腐材料時應(yīng)遵循GB50212的規(guī)定，防腐施工的質(zhì)量應(yīng)按GB50224-1995的規(guī)定進行評定。此條規(guī)定意味著按照GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準生產(chǎn)的管道產(chǎn)品是不可以在腐蝕條件下鋪設(shè)安裝使用的。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管與傳統(tǒng)的三階段管（執(zhí)行標準GB5696）相類似，環(huán)向預(yù)應(yīng)力的完整性是該品種管道的薄弱環(huán)節(jié)，環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲的配筋面積或纏絲應(yīng)力不能保證的話，管道就有爆管的危險，盡管GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國家標準對水泥砂漿保護層及水泥凈漿的施工方法和性能進行了規(guī)定，但仍不足以抵抗存在腐蝕的環(huán)境條件。因此，針對預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的實際鋪設(shè)使用條件，工程業(yè)主方首先應(yīng)對鋪設(shè)使用條件的腐蝕情況及腐蝕級別進行勘測和評估，以確認所需要采用的防腐蝕措施。目前的防腐蝕措施主要包括陰極保護法、防腐涂層法兩種，如需采用陰極保護法，則應(yīng)在招標文件中加以說明，制造廠家會在預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管管體預(yù)埋導(dǎo)通件，以便于安裝鋪設(shè)以后聯(lián)通預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的所有金屬部件，實施陰極保護；如需采用涂層防腐法則應(yīng)對具體的防腐要求和施工方法加以說明，以便于制造廠開展防腐涂層施工。

　　三、結(jié)語

　　本文從六個方面對預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性（安全性）的必要措施和手段進行論述，好的產(chǎn)品必須要有好的標準、好的設(shè)計、好的管理、好的施工、好的產(chǎn)品檢測技術(shù)，才能有效保證管道的性能及管道工程的安全性和耐久性。國內(nèi)的一階段管和三階段管的發(fā)展歷史警示我們，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管絕對不能再走老路，必需要從新的思路、新的視野、新的辦法、新的實踐出發(fā)才能有效保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管行業(yè)的良性發(fā)展，才能有效保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量和管道工程的安全性和耐久性。