浅议钢衬钢筋混凝土管道

水电站的压力管道是其关键性结构物之一。随着水电工程的规模日益巨大，压力管道也日趋巨型乃至超巨型化。常规的形式和设计方法已经难以满足需要，人们需要不断探索新结构、新材料和新方法。对于高水头的大型水电站，常见的压力管道形式一般是钢管和钢衬混凝土管。

钢筋混凝土管耐久、价廉、变形小、节约金属材料、制作简便，并且历史悠久，技术成熟。但由于混凝土抗裂性能较差，所以钢筋混凝土管一般用于小型水电站的压力管道和低水头的输水管道。但对于高水头的输水管道，也有工程在管道前段采用。例如四川的冷竹关水电站压力管道，在1714～1548米水头处，采用了衬砌厚度为40厘米的钢筋混凝土管。

钢管的模型容易建立，计算也简单，但是却有着一些缺陷。为了抵抗高水头，钢管的管壁一般需要消耗大量的钢材。而管壁如果过后，不仅仅是需要更多的钢材，还会大大增加对板材加工和安装的难度。况且，任何的材料不可能完全的均匀，加工、焊接和安装中也难免存在缺陷。所以压力钢管的失事风险，特别是经过长期运行后总是存在的。巨型钢管一旦爆裂，后果不堪设想。

钢衬钢筋混凝土压力管道是近年来我国发展迅猛的新结构形式。我国在80年代中期首先应用于东江和紧水滩水电站，取得了明显的技术经济效益。经过进一步论证，在三峡水电站中，26根直径达12.4米的压力管道均采用了钢衬钢筋混凝土结构，这是一个很大的飞跃。钢筋混凝土管不但经济，而且安全。因为将钢衬和钢筋混凝土两种性能迥异的材料组合在一起受力，而且各取适当的安全度后，要使两者刚巧同时达到破坏而造成毁灭性事故的风险就大大的降低了。这也是三峡工程中采用联合受力方案的主要因素。