赵丽君，窦铁生，程冰清，夏世法，张 弢，毕 然

（1.流域水循环模拟与调控国家重点实验室，中国水利水电科学研究院，北京 100038；2.北京市水利规划设计研究院，北京 100048）

1 研究背景

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）是由混凝土管芯、钢筒、预应力钢丝及砂浆保护层构成的复合结构，具有强度高、抗渗性强、耐久性好和维护费用低等优点［1］。自1942年内衬式PCCP 首次在美国投入使用［2］以来，广泛应用于美国、墨西哥、加拿大等国家的长距离有压输水和市政排水等基础工程中。PCCP 也是我国近20年来在引水、调水以及市政工程中广泛采用的管型，安装长度累计达18 000 km（截至2015年）。PCCP 受外界腐蚀环境、氢脆、水压波动以及超载等多种因素影响，管体会出现砂浆保护层的开裂和分层、预应力钢丝的腐蚀和断裂、混凝土管芯的纵向裂缝及钢筒的腐蚀泄漏等问题。由于PCCP 管径大、内压高且事故发生前无征兆，PCCP事故很可能会导致灾难性的后果［3］。

近年来，学者对PCCP 断丝管的加固方法开展了多方面的研究，主要包括换管法、内部加固法（如颈缩钢筒内衬、钢管内衬、内贴碳纤维）和外部加固法（如施加体外预应力）等。Ball 等［4］就大管径PCCP 工程中断丝管道的更换及补强加固案例进行了研究。Rahman 等［5］对比分析了换管、颈缩钢筒内衬、钢管内衬、利用钢绞线施加体外预应力以及内贴碳纤维等各加固方法的优缺点。Kenny 等［6］结合圣地亚哥输水系统的实际案例，详细介绍了颈缩钢筒内衬的施工过程。Zarghamee 等［7-8］对碳纤维（CFRP）在PCCP 断丝管加固中的应用开展研究。……