“我們開展的‘超大口徑長距離高密度聚乙烯輸水管道工程關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用’科研工作，填補了國內(nèi)此項技術(shù)標準空白，推動了高密度聚乙烯輸水管道在我國水利工程建設(shè)行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。”5月4日，河北省水利科學研究院教授級高級工程師、水工所所長朱永濤在接受《中國科學報》記者采訪時介紹，該科研成果已成功應(yīng)用于南水北調(diào)配套工程邢清干渠南宮干線工程。

2013年開始，河北省水利廳組織河北省水利科學研究院等單位開展了“超大口徑長距離高密度聚乙烯輸水管道工程關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”科研工作。朱永濤是該科研課題組的主要負責人。

2014年12月20日，河北省水利廳主持召開該研究成果鑒定會。鑒定委員會認為：該成果總體上達到國際先進水平，在超大口徑高密度聚乙烯輸水管道公稱壁厚研究方面達到國際領(lǐng)先水平。

國內(nèi)首個長距離超大口徑高密度

聚乙烯輸水管道

2013年1月17日，河北省南水北調(diào)辦組織會議，決定選取邢清干渠末端威縣至南宮市段作為高密度聚乙烯管道施工的試驗段。

“邢清干渠是南水北調(diào)配套工程的重要組成部分，承擔南水北調(diào)中線總干渠向邢臺市11個縣（市）13個供水目標的輸水任務(wù)。”朱永濤介紹，管線從總干渠贊善分水口分水，輸水至清河、南宮，全長168.746公里。

在開展“超大口徑長距離高密度聚乙烯輸水管道工程關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”科研工作中，河北省水利科學研究院成立了由單位領(lǐng)導和主要技術(shù)人員組成的課題組。

據(jù)悉，當時國內(nèi)標準只是對直徑小于等于一米的給水用埋地聚乙烯管材、高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材作了相關(guān)規(guī)定，且大多數(shù)以歐美標準為依據(jù)。

“高密度聚乙烯管道國家標準處于空白階段，管道制造、熱熔熔接、鋪設(shè)回填、試驗檢測等關(guān)鍵技術(shù)問題亟待解決。在施工過程中，施工單位和監(jiān)理單位都因沒有超大口徑高密度聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程發(fā)愁，不知從何下手施工和驗收。”朱永濤說。

南宮干線屬于邢清干渠的一部分，全長44公里，采用公稱直徑1.2米和公稱直徑1.4米的超大口徑高密度聚乙烯輸水管道，如此長距離的超大口徑高密度聚乙烯輸水管道在我國輸水管道中應(yīng)用尚屬首次。

解決超大口徑長距離高密度

聚乙烯輸水管道工程關(guān)鍵技術(shù)

“在開展課題工作中，我們收集了許多不同部門相關(guān)科研成果及大量的試驗數(shù)據(jù)，總結(jié)了該輸水管材性能指標與測試方法，對該輸水管材性能有了深入的了解。同時，對超大口徑的此類輸水管道進行了設(shè)計研究，建立了適用于超大口徑高密度聚乙烯輸水管道水力坡降數(shù)據(jù)庫。”朱永濤介紹，課題組總結(jié)出了一套系統(tǒng)的高密度聚乙烯輸水管道施工技術(shù)，并提出了一套完整適用的超大口徑高密度聚乙烯輸水管道熱熔熔接工藝參數(shù)。

在勘察施工現(xiàn)場過程中，課題組無意中發(fā)現(xiàn)超大口徑高密度聚乙烯管道與鋼制閥門或鋼制管道連接裝置。

“這個是國內(nèi)比較先進的連接方法，以前沒用過。”朱永濤介紹，課題組針對此連接裝置研發(fā)了超大口徑高密度聚乙烯輸水管道與閥門的變徑接頭以及鋼塑管道連接裝置共2項實用新型專利技術(shù)，解決了超大口徑高密度聚乙烯輸水管道鋼塑連接的關(guān)鍵技術(shù)難題。

據(jù)介紹，該課題組搜集了許多相關(guān)的管道施工技術(shù)資料和產(chǎn)品資料，編制了《大口徑聚乙烯給水管材》《大口徑聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》兩部河北省地方標準，填補了國內(nèi)外超大口徑高密度聚乙烯輸水管道技術(shù)標準空白，為以后類似輸水工程提供了理論和技術(shù)支撐。

“課題組對南水北調(diào)配套工程高密度聚乙烯輸水管道輸水能力、使用壽命、經(jīng)濟成本和節(jié)能環(huán)保等指標進行了分析，采用原狀土代替中粗砂后，大大地降低了施工投資成本。”朱永濤介紹，高密度聚乙烯輸水管道低滲透、無污染、使用壽命長、節(jié)能環(huán)保，為進一步提高供水保障率與用水安全起到關(guān)鍵作用，將產(chǎn)生巨大的社會效益和環(huán)境效益。

推動高密度聚乙烯輸水管道

在我國水利工程建設(shè)行業(yè)的應(yīng)用

“‘超大口徑長距離高密度聚乙烯輸水管道工程關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用’解決了五大關(guān)鍵科學問題。”朱永濤告訴記者，這其中包括不同公稱直徑超大口徑高密度聚乙烯在不同工作壓力下所對應(yīng)的公稱壁厚和水力坡降數(shù)據(jù)庫，超大口徑高密度聚乙烯輸水管在道管道制造、熱熔熔接、鋪設(shè)回填、試驗檢測等關(guān)鍵技術(shù)如何施工，超大口徑高密度聚乙烯輸水管道與鋼制閥門或鋼制管道如何實現(xiàn)鋼塑連接，國內(nèi)外超大口徑高密度聚乙烯輸水管道技術(shù)標準空白等。

朱永濤介紹，該研究的主要創(chuàng)新點為：提出了管道公稱直徑分別為1.2米至2.5米間7個數(shù)據(jù)高密度聚乙烯輸水管分別在7種公稱壓力下對應(yīng)的公稱壁厚，建立了適用于超大口徑高密度聚乙烯輸水管道水力坡降數(shù)據(jù)庫；提出了一套完整適用的熱熔熔接工藝參數(shù)；研發(fā)了管道外徑分別為1.4米高密度聚乙烯輸水管輸水管道與公稱直徑1.4米閥門的變徑接頭和公稱外徑1.2米的鋼塑管道連接裝置。

據(jù)悉，該研究成果有力地保證了南水北調(diào)工程邢清干渠南宮干線順利施工，解決了施工中出現(xiàn)的制造、連接、鋪設(shè)、試驗檢測等關(guān)鍵技術(shù)問題；同時，填補了國內(nèi)超大口徑高密度聚乙烯新型輸水管道的技術(shù)標準空白，推動了高密度聚乙烯輸水管道在我國水利工程建設(shè)行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。

(關(guān)鍵字：超大口徑長距離 聚乙烯輸水管道 國際領(lǐng)先)