ＰＣＣＰ管及其在水利工程施工中的應用

張瑞霞　趙培寬

摘要：PCCP管是一種將鋼管和預應力混凝土管的優點相結合的非金屬優質復合管材，也是目前世界上公認的最有效的環保型非金屬復合管材，其優越性能和卓越品質，至今尚無其他管材可以替代。

關鍵詞：預應力鋼筒混凝土管(PCCP管); 施工

1 PCCP管簡介

帶鋼筒的預應力混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,簡稱PCCP管)是目前國際上使用廣泛的大口徑、耐高壓管材,由嵌埋薄鋼筒的管芯、纏在管芯外的預應力鋼絲和鋼絲外的水泥砂漿保護層組成。管子的兩端分別焊有鋼制的承口圈和插口圈,管子的柔性接頭采用滑動膠圈密封。在工作狀態下,嵌埋在管壁中的薄鋼筒具有抗滲功能,纏繞在管芯外的預應力鋼絲及管芯的混凝土壁承受管材的內水壓力及外荷載,因此PCCP管是一種將鋼管與普通預應力混凝土管的優點相結合的管種。

2 PCCP管的國內外應用情況

2.1 PCCP管國外應用情況

預應力鋼筒混凝土管(簡稱PCCP管)的生產和應用至今己有50多年的歷史，最早山法國的幫納(Bnona)公司最先研制的，至上世紀四十年代歐、美各國競相開發研制，目前美、法各國的年產量已達數十萬公里，其中美國、加拿大是世界上推廣使用PCCP管最多的國家，廣泛應用于城市輸配水干線、火電站供水管、水利工程、雨污水干管、工業供水及廢水管線等方而。關國PCCP管的敷設長度己達到290000km。目前世界上規模最大的利比亞的"大人工河"第一期工程，全長1900km。管道直徑為4M工作壓力為2.8MPa，管材為PCCP管，工程全部完工后運行狀況良好。

PCCP管歷經了半個世紀的發展以后，現在己經進入了技術成熟階段，從管材的設計、制造、檢測到運輸、安裝、使用等方而，都實現了規范化、系列化服務。

2.2 PCCP管的國內應用情況

二十世紀八十年代末，隨著我國城市供水、工業用水、農田水利建設的迅猛發展，對于輸水管材提出更高的要求。山東電力管道工程公司于1989年首家從美國引進了具有世界先進水平的PCCP管制管技術和關鍵設備，可生產0.4MPa-2.0MPa、直徑600mm-3400mm的PCCP管。隨后無錫華毅管道有限公司從美國"Ameron"公司引進技術及關鍵設備，深圳太陽管道有限公司從美國的"Price Brather"公司全套引進技術及設備的消化，已能完全國產化了，且于1996年PCCP管材在我國建材行業頒布了《預應力鋼筒硅管》行業標準(JC625-1996)，近期將頒布預應力鋼筒硅管的國家標準。

目前，PCCP己廣泛使用于我國的水利、電力、市政給排水等各個領域。在長距離、大流量輸水、調水工程方面，山西省萬家寨引黃工程的總長43.5公里，管徑為3米PCCP管，暫居我國乃至亞洲地區已建成工程之首位，新疆烏魯木齊洪水工程10公里倒虹吸工程使用了管徑2.8米的PCCP管約15公里，深圳東深供水工程用了管徑2.6米的PCCP管約9.5公里，此外，還有數十項引水工程應用了PCCP管。迄今尚未見因管道質量問題而發生事故的有關報道，取得了良好的經濟效益和社會效益。

3 應用PCCP的管道施工

應用PCCP管道施工的主要工序為:

土方開挖(地基處理)→PCCP管道和密封橡膠圈進場檢驗→吊裝管道人槽→密封橡膠圈套人插口環凹槽→吊車、手動葫蘆配合裝管→內、外檢查膠圈是否人槽→接口打壓試驗→接頭外部灌漿→接頭內防腐處理→土方回填→管內清理→整體管道水壓試驗

3.1溝槽開挖

在機械開挖時，應預留20cm由人工清理，以免擾動地基。如有超挖或地基需處理時，應使用良好級配的砂礫料回填夯實，達到天然地基的相對密實度，以免引起不均勻沉陷。在地下水位較高或雨季施工時，應采取降水或排水措施，在任何情況下不允許溝內長時間積水，并應防止管道浮移。溝槽底若為巖石時，應將其開挖至設計高程以下30cm，然后鋪砂土回填夯實。巖石溝槽基底向土壤基底過渡時，還應采取地基過渡處理措施。

3.2管道安裝

安裝前的檢查。管道在安裝前施工單位應組織對管材逐根進行外觀檢查，要檢查承插口有無碰損、橢圓度是否在允許范圍內，外保護層有無脫落，有無裂縫、空鼓，內襯混凝土面有無超出規范、標準規定的裂縫等，并對管道的幾何尺寸按照質量驗收標準進行抽查，對檢查合格的管道予以編號使用。PCCP用的橡膠圈材質應符合ZBQ43001一87的規定，必須經過專業檢測部門對主要性能進行檢測并出具檢測報告。橡膠圈的形狀為"O"形，表面不應有氣孔、裂縫、重皮、平面扭曲、肉眼可見的雜質及有礙使用和影響密封效果的缺陷。橡膠圈的接頭個數不得超過2個，且接頭性能不能低于母材的性能標準，現場交接驗收時，應抽取1%的數量進行接頭結合強度試驗。

接頭的清理與潤滑。為保證安裝質量，安裝前要確保清除插口和承口圈上的灰塵、泥土及異物，特別是對插口凹槽進行認真清理，不得有飛邊、毛刺。膠圈套入插口凹槽之前先分別在插口圈外表面、承口圈內表面和膠圈上涂抹潤滑劑，膠圈套入插口凹槽后，用鋼棒將膠圈在插口的各部位上粗細調勻，使其順直地箍在插口環凹槽內，無扭曲、翻轉現象，以保持良好的密封。所使用的潤滑劑應是植物性的或經廠家同意的替代型潤滑劑，而不能使用油基潤滑劑，因油基潤滑劑會損害膠圈，影響接頭的密封性能。

對口就位。管道安裝應按施工測量控制點仔細校測管道的軸線和標高，并做好施工記錄。每節管道安裝完畢后應用專用量具(如觸感儀、外感儀)，分別從接口內外檢查兩邊密封橡膠圈是否都在插口環的凹槽內，檢查接口間隙是否符合設計要求。檢查時，必須對接口間隙從上、下、左、右4點進行量測，經檢驗合格并將其墊穩后，才能將吊具移開。每班安裝前，應對此前已安裝好的前一節管進行測量檢查，如發現位移，應重新復位，合格后再繼續安裝。

3.3接口打壓試驗

接口打壓試驗使用的設備應為經選定的專用打壓設備，管路應有止回閥以確保恒壓。管道安裝完，應立即進行打壓試驗。進行下一節管道安裝時，同時應對施工可能影響到的管口重新進行壓力試驗，防止管道安裝過程中反向拉力引起上一節管道接口的松動。

3.4管道接頭處理

為保護管道承插口不受腐蝕，需要在管道接頭外側進行灌漿，對內部接頭處的縫隙進行水泥砂漿填縫。水泥砂漿灌漿及接口填縫時，水泥砂漿配合比應符合設計規定，并采取有效措施防止砂漿因收縮而產生開裂，內側水泥砂漿應平整、光滑，外側水泥砂漿應達到全周長充填飽滿。

3.5管道回填

管道及其配件安裝完成，經驗收合格后，應及時進行回填，不允許已完成的管道長期外露，更不允許使其跨越雨期和冬季。回填前應清除溝槽內雜物，并排除積水，不得在有積水的情況下進行回填。回填前應徹底清理并確認溝槽邊壁無松散土體和坍滑體。回填時應從管道兩側均勻下料，管道兩側至管頂的回填土必須對稱分層夯實，每次鋪料厚度不超過30cm。

兩側回填高度差不應超過層填筑高度。應沿溝槽壁的溜槽均勻下料、鋪料。不得在管道上方高于0.6m以上處向下傾倒回填料。嚴禁單側回填或用推土機從一側向溝內推埋，造成漏夯、填料分選，以及導致管道軸線位移和接口變形。另外，管道胸腔以下三角區部位是回填控制的重點，管道安裝完成后應及時回填，保證管道穩定，不晃動。三角區回填必須兩側同步回填，碾壓標準必須達到設計要求。

3.6水壓試驗

當管道兩側至管頂500mm內的土方分層回填合格，且管線的鎮墩或錨固結構達到規定強度要求后，可以進行分段水壓試驗，試驗前應對管道進行充分浸泡，PCCP管道浸泡時間≮72h。充水時應由底處注水，以利于排氣。

試驗壓力取管道工作壓力的1.2倍，管道嚴密性試驗時，將水壓升至試驗壓力，水壓升至試驗壓力后，保持恒壓10min，檢查接口、管身無破損及漏水現象時，管道強度試驗為合格。

參考文獻

[1]何維華.關于預應力鋼筒砼管（PCCP）的推廣應用[J].給排水在線，2003，5.

[2]《預應力鋼筒砼管》行業標準(JC625一1996).1996.