预应力钢筒混凝土管（PCCP）工程[国务院南水北调工程建设委员会办公室建设管理司编]2012年

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

京石段应急供水工程是南水北调中线一期工程率先实施的项目,除近期担负向北京应
急供水的任务外,还担负中线一期工程线贯通后的输水任务。工程起点位于河北省石家
庄市古运河,终点位于北京市颐和园团城湖。2003年12月31日正式开工建设,2008年
5月20日建成通过应急通水验收,并于当年9月18日开始实施向北京应急供水。京石段
应急供水工程的率先建成通水,极大地缓解了首都北京高峰期的供水压力,保障了北京的
供水安全。该段工程的率先建成,使南水北调中线一期工程提前发挥了经济效益和社会效
益,也为南水北调中线其他工程建设积累了丰富的经验。其中,PCCP管道工程的建设,
开创了我国同类工程建设的新局面,推动了相关产业的发展。
PCCP(预应力钢筒混凝土管)管道工程位于北京境内,是京石段应急供水工程的重
要组成部分,是京石段工程建设中的关键性工程之一。该段工程全长55.474km,在国内
首次创造性地采用双排直径为4m,单根长度5m、自重70多t的超大口径PCCP管道。
按照京石段应急供水工程2008年通水目标要求,该段工程建设时间紧任务重、技术含量
高、工难度大、质量控制标准高。由于我国PCCP技术的起步较晚,研究也不深,工程
用PCCP管设计和生产基本采用美国标准,这些标准是基于美国国内的原材料质量水平、
试验方法、设计理念、生产水平等所制定的,与我国国情与现状条件不完全相符。南水北
调工程在我国首次采用了直径4m的超大口径PCCP,在国内尚属首创,对管道结构安全、
防腐蚀、水力特性等技术问题提出了新的更高要求,管道制造、运输、安装等建设环节的
诸多技术问题都需要及时研究解决。有些技术问题在国内同行业中首次遇到,需要结合工
程建设实际开展技术攻关。
为此,国务院南水北调办自工程建设之初,就及时组织项目法人和有关科研院所,如
南水北调中线干线工程建设管理局、北京市水利规划设计研究院、南京水利科学研究院、
中国水利水电科学研究院、清华大学、北京韩建河山管业有限公司等单位,在国内以往研
究成果的基础上,结合南水北调工程建设实际需要,联合开展了相关难点问题关键技术攻
关,特别是针对超大口径PCCP管道结构安全、安装工艺及质量控制标准进行系统研究。
“十一五”期间,"超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究”正式列入国家科技
支撑计划“南水北调工程若干关键技术研究与应用”项目重要课题研究,取得丰硕成果。
解决了超大口径PCCP结构安全与质量控制的关键技术问题。首次提出了PCCP考虑预应力钢丝缠丝过程和刚度贡献的数值缠丝模型,提出了预应力钢丝失锚长度的概念和计算公
式,建立了PCCP预应力损失模拟分析的断丝模型;提出了可模拟PCCP承载能力全过程
的数值分析方法,能准确评价出裂缝扩展、断丝根数对PCCP承载能力的影响程度;研发
了预应力钢筒混土管设计和仿真分析软件;在我国首次进行了4m超大口径PCCP制造
工艺试验、管道结构原型试验、现场运输安装试验、管道防腐试验等;首次提出了PCCP
管道糙率测算的新方法,克服了超大口径PCCP管道无法利用水力实验直接获取糙率系数
的困难;首次提出了新建PCCP工程阴极保护的保护电位和电流密度的范围以及保护电位
分布的数值计算方法。
经过广大科研工作者和全体工程建设者的共同努力,PCCP管道工程及时攻克了一系
列技术难题,如期完建,为京石段顺利实现通水目标创造了条件。在科学研究和工程建设
实践中,参与PCCP管道工程建设的科研、设计、建设管理、施工、监理、质量监督、安
全监测等单位的广大技术人员付出了艰苦的努力,贡献了自己的聪明才智,在科学研究、
工程设计、施工、建设管理、质量控制等方面,探索和积累了大量丰富的经验,为我国
PCCP 管道工程设计和建设提供了有益借鉴和参考,极大地推动了我国PCCP管道工程相
关产业的发展。