参考水利工程规程规范，“大口径输水管道，可通过比较选择钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管。当地质条件较好，使用压力较低（1.0Mpa以下）时，也可以选用预应力钢筋混凝土管、夹砂玻璃钢管等非金属管材”。目前在长距离大管径的管道输水中，应用较多的为钢管、预应力钢筒混凝土（PCCP）及球墨铸铁管等。

根据相关工程经验和不同管材规格及其经济管径。预应力钢筋混凝土管（PCP）、玻璃纤维增强树脂缠绕成型加砂管（RPMP）因压力等级范围较低、接头密封性差、地基适应性差、使用寿命低等因素暂不列入备选管材范围。本次选择球墨铸铁管、钢管、PCCP管、钢塑复合管作为本工程管道部分的备选管材。

1）球墨铸铁管

球墨铸铁管具有强度高、韧性大、抗震性能好、耐腐蚀和安装方便等优点；内衬水泥砂浆或涂刷卫生级环氧树脂防护，对输水水质无影响：可承受工作压力超过2.0MPa以上，比非金属管材强；延伸率、刚度、抗拉强度较大，承受外荷载的能力比其他管材强；柔性接口，拆装方便、承受局部沉陷的能力好，特别在有地下水或管内有少量余水的状况下维修容易，比非金属管材维修难度小；防腐性能优良，使用寿命可达50以上，比化学管材及钢管使用寿命长。

铸铁管铺设时，对基础要求较低，一般情况下，可不作基础处理，仅需将天然地基进行适当平整，管道铺设于未经开挖扰动的原状土上；遇到较差地基或含岩石地区，铺设管道时可采用砂垫层基础。

但大口径球墨铸铁管加工工艺复杂，需进行专门设计，铸造难度大、造价高、制造周期长。

近些年，根据市场要求，国内球墨铸铁管生产企业相继开发并已规模化生产各种特殊涂层球墨铸铁管，其中有水泥内衬环氧封面层、聚氨酯内衬、环氧陶瓷内衬、环氧树脂内衬等球墨铸铁管，目前所生产的特殊涂层球墨铸铁管产品的性能已经达到了国际先进水平。特殊涂层球墨铸铁管具有耐腐蚀性好、与基材附着力强、内壁光滑、可降低能耗、提高输水能力、涂层不含溶剂、无可渗出有害物质、不污染输送介质，从而保证流体的卫生性和纯洁度等特点，被大量使用于饮用水管道的内外壁防腐，缺点是造价增加太多。

2）钢管

钢管应用的历史较长、范围较广，输水工程中一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管，钢管的管径、管壁厚度、管段长度可进行调整。钢管具有以下特点：

①管材及管件加工容易，建厂周期短、抗震性能优于其它管材，特别是地形复杂的地段更适宜采用钢管。

②钢管具有耐高压、韧性好的特点，同时钢管一般管壁相对较薄，管段较长，因此又有重量轻、运输方便、接头少的特点。

③钢管铺设较为方便，其形式与球墨铸铁管相似，管顶覆土厚度一般亦不小于0.7m。但对地基的要求高，管基工作量大。

④水泥砂浆内衬后的内壁糙率n较小，水力条件好。

⑤缺点是钢管属于柔性管道，整体刚度相对较小、易变形，特别是抗外压能力差，外压较大时管外需采用回填土夯实。

⑥同球墨铸铁管相比，耐腐蚀性能较差，使用寿命相对较短。衬里及外防腐要求高，埋地钢管在腐蚀性土壤中需作阴极保护，防腐措施完善的钢管使用寿命可达30年以上。

⑦管道施工组合焊接工作量大，存在焊缝等薄弱环节，施工困难，大壁厚钢管相对于非金属管道造价高。

3）预应力钢筒混凝土管（PCCP）

预应力钢筒混凝土管是山东电力管道公司年从美国阿麦隆公司引进的新型管材，《之后美国阿美隆公司对PCCP管停止生产》它是一种钢筒、钢丝和混凝土制成的复合管，按制作工艺，可分为内衬式和埋置式两种型式，内衬式是在钢筒内部衬以混凝土后在其外面缠绕预应力钢丝再喷射砂浆保护层，该型式一般管径较小；埋置式是将钢筒埋在混凝土里面，然后在混凝土管芯上缠绕环向预应力高强钢丝，再喷射砂浆保护层。随着时间的推移近些年爆管事故频发，国内大的PCCP管厂家分分转型生产钢管。

在长距离输水工程中，管材所占投资额比例约为50%～70%，因此，合理选择管道材质尤为重要。从以上分析可以看出，每一种管材都有各自的优点和缺点。管材的选择一般要根据工程规模、管道的工作压力等级、地形、地质条件及基础埋深等管道使用环境条件、施工交通和运输条件、系统的安全可靠性要求、工期及运行维护与检修要求、当地管材的生产状况、应用习惯等，进行技术、经济合理性和安全可靠性等方面的综合比较后确定。

4）钢塑复合管

为了提高钢管使用年限和使用效果，逐步出现了内壁涂有非金属涂层的环氧树脂（EP）钢塑复合管，它是在基管双面埋弧焊螺旋钢管的内壁涂热熔结环氧粉末，外壁涂热熔聚乙烯的新型管材，国家推荐节能环保材料，其综合了塑料输水管和钢管的优点，输水水质可达到国家标准。此种管道即具有钢管的强度高、安全等级高、耐压等级高的特点，又具有塑料管的防腐性能好、内壁光滑、卫生等级高等特点，又具有塑料管的防腐性能好、内壁光滑、卫生等级高等特点，还具有适应复杂地形、抗震性能好、承压能力强、重量较轻、运输方便、施工快捷等特点。钢塑复合管使用寿命长（50年以上），管道内壁光滑，不阻塞，连接方式多样，是一种性价比较高的复合管道。

上述几种管材，只要能够保证制造安装质量，都可以保证管道正常供水。一般而言，球墨铸铁管、涂塑钢管、PCCP管比较安全，特别在工作压力高、管道口径大的情况下。目前国内大口径球墨铸铁管生产厂家不多，价格较高；钢管要特别注意防腐，因为这直接关系着输水工程的寿命。PCCP较球墨铸铁管、钢管来说具有节省钢材、耐腐蚀、使用寿命一般、对地基要求高、安装速度快、造价费用低等优点。球墨铸铁管与PCCP管相比，在抗震性方面具有相同或相近的优点，大口径球墨铸铁管价格较高，但按照目前市场价格，两种管材工程的综合造价接近。在施工性能方面，PCCP管重量大，每米重量是球墨铸铁管的2.5倍，安装时起重设备大，安装、运输费用高，工地修边道级别高、费用大，相同内径和覆土深度时PCCP管占地较多，尤其近些年pccp管因钢丝断裂暴管事故频发，产品本身问题有待商榷；涂塑钢管与球墨铸铁管相比，涂塑钢管具备球墨铸铁管的优点，重量轻，安装迅速方便，应对各种交叉建筑物，设计、制作、施工灵活。

几种常用大口径管材的技术经济比较见表5.51。

表5.51输水管材比较表

从表中管材性能对比结果表明，预应力钢筒混凝土管兼顾钢筋混凝土管和钢管的优点，价格便宜，抗内外压能力高，管材强度大，缺点是防渗一般，对中不容易，采用密封圈对接管子密封一般，且不能适应较大的地基沉陷，管的自重大，吊装较为困难。球墨铸铁管的优点是使用寿命长，管道延伸性好，抗内外压能力强，管材强度大，防渗和防腐性好，对接容易，采用“T”型密封圈对接管子密封性好，且能适应一定的地基沉陷、变形，维修方便，维修时间短，维修费较低，缺点是管材造价高，输水过程中管壁易产生腐蚀镏。

涂塑钢管的优点是使用寿命长，管道延伸性好，抗内压能力强，管材强度大，防渗和防腐性好，多种连接方式，可采用整体焊接、法兰或柔性承插连接，整体焊接整体性好，密封和防渗漏性好，但接口焊接质量和防腐质量难以控制，柔性承插连接采用‘T’型密封圈对接管子密封性好，不用对管道接口进行二次防腐处理，质量有保证，且能适应地基沉陷、不均匀变形，维修方便，维修时间短，维修费较低，缺点是管材抗外压能力差，对高埋深或荷载较大的管段需采取混凝土外包。由于钢管较涂塑钢管，具有内外防腐现场施工困难，质量难以保证，耐久性较低。PCCP管因爆管事故频发因此本工程只对涂塑钢管和球墨铸铁管参与比选。

（4）管材选定

离心球墨铸铁管强度高，抗冲击性好，性能优异；抗腐蚀性能优异所有的管子及管件附件防腐在工厂做好的，使用寿命长，在所有管材中性价比（考虑安装综合费用）较优；柔性接口，抗地形不均匀沉降能力强，尤其适用于地质条件差的地区和地震高发区；连接简单，无需专门技术熟练工人，简单培训可以上岗；施工速度快；回填要求不严，正常条件的土壤，无需再做专门的砂基础，可使用掘出的良好土回填；管件配套种类多，特殊地段可以使用防滑脱接口以代替水泥支墩；整条管线上不需要像钢管加伸缩器，接口能自动补偿，也不需要牺牲阳极做阴极保护；每个接口安装时可借转角度，10度以下拐弯可以通过管道自身偏转来解决不需要管件等。由于国家提倡碳中和、碳达峰、节能减碳、环保对离心球墨铸铁管影响比较大同时在价格上优势不明显。

涂塑钢管柔韧度强，适应地形能力强，过河、过道、穿越、水锤效应、地基不均匀沉降、抗高内压等，涂塑钢管具有很大优势。涂塑钢管连接不仅可采用焊接，还可以采用柔性接口，不仅具备球墨铸铁管的全部优点，在价格上也具备明显的优势，对管道转弯和交叉段，还可采用焊接连接，增强管道整体受力性能，减少转弯镇墩的工程量，降低工程造价。

通过对几种可选管材使用性能的综合分析和对该工程施工技术、工程费用的综合考虑，为便于敷设管路，满足供水压力要求，即各管道段进出口两端高程较高，压力低，中间段高程较底，压力高。但两端地形为山地，高坡陡坎，地形地质条件复杂，管道角度大，因此，经经济、技术等综合比较后，管材推荐采用涂塑钢管，对管道平直段采用柔性接口，以加快施工进度、适应基础不均匀沉降和地震，对管道转弯角度较大和重要的交叉建筑物段采用焊接连接，以满足管道受力要求和安全，但是对焊接接口部位要做好管道内外防腐，以保证工程耐久性要求。

天津市久盛通达科技有限公司-王经理