預應力鋼筒混凝土管制造監理的質量控制

　　預應力鋼筒混凝土管(以下簡稱：PCCP)是國內近十多年發展起來的新型管道材料。該管道材料是一種具備高強度、高抗滲性和高密封性的復合型管材，其集合了薄鋼板、中厚鋼板、異型鋼、普通鋼筋、高強預應力絲、高強混凝土、高強砂漿和橡膠密封圈等原輔材料制造而成。該管道材料不僅綜合了普通預應力混凝土輸水管的優點，而且尤其適用于大口徑、高工壓和高覆土的工程環境。近年來在遼寧省內大伙房水庫輸水二、三期工程中普遍使用了該管道材料，管子規格為DN3000mm、DN280 0mm、DN2400mm等，適用工作壓力最高達1.6MPa，適用最高覆土深度達10m以上。PCCP的發展十分廣闊，應用范圍非常廣泛。
　　由于PCCP是一種復合型管材，其制造過程比較復雜。因此產品的制造過程控制成為監理人關心的重要內容。如何保證管廠生產出的產品在運行時達到設計要求，監理人在監造過程中如何控制PCCP生產質量是本文要談的問題。下面就大伙房水庫輸水應急人連工程二標段PCCP監造的質量控制進行討論。
　　該工程的管道規格為DN2800mm、DN2400mm兩種，由新疆國統管道股份有限公司制造，遼寧宏禹水利工程建設監理有限公司監造。為了保證PCCP的產品質量監理人對生產的關鍵工序及重要環節制定了有效的監理制度。
　　1　原材料的技術要求
　　原材料的質量直接影響PCCP管的產品質量，對此監理部對原材料的質量控制，設置了專項的材料監理工程師。制定材料監理工程師職責。依據《水利工程建設項目施工監理規范》SL288－2003，《水工混凝土試驗規程》SL352－2006及設計文件、技術要求。編制《材料檢驗監理實施細則》。
　　對原材料采購與供應質量做到提前控制，對工程所需的水泥、砂子、骨料，鋼筋、鋼構件、工程設備、外加劑等按合同條款要求，進行檢查和驗收。對原材料來源發生改變時，監理工程師應及時督促承包人進行重新檢驗。查驗每一批材料的發貨單、計量單、材料合格證書、化驗單等其他有關證件，并將這些證件的復印件存入監理檔案。
　　要求承包人按合同要求，按規范要求分批次進行檢驗復核，同時監理人按比例抽樣檢驗，經檢驗合格的材料方可驗收入庫。對于檢驗不合格的材料。嚴格按要求禁止使用，并責令承包人限期運離現場。
　　2　PCCP管的制造
　　2.1鋼筒體的制作
　　2.1.1接頭鋼環的焊接要求
　　承插口鋼環焊接可采用手工電弧焊、電阻焊或埋弧焊，而薄鋼板焊接應采用埋弧焊或二氧化碳保護焊。監理工程師督促承包人編制準確的焊接工藝規程，所有焊工都應具備相應的焊接資質并經考試合格才能上崗操作，所有焊接操作均應符合GB 50236及GB50268的規定。承口鋼環應采用一塊鋼板的鋼板條，經過制圈焊接形成圓環后以超過鋼板彈性極限強度的擴張力對承口鋼環進行擴張整圓，以獲得設計所確定的精確尺寸。插口鋼環應采用符合要求的異型鋼板條，采取承口鋼環同樣制造方法，以獲得設計所確定的精度要求。
　　制成的承插口接頭鋼環工作面的對接焊縫應精心打磨光滑并與鄰近表面取平，焊接表面不允許出現裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。
　　鋼簡體在制作中，監理工程師主要控制鋼筒的焊縫及鋼筒水壓檢驗。
　　鋼筒體在制作時，鋼板的拼接可采用對焊或搭接焊，承插口接頭鋼環組裝在鋼筒兩端的準確位置，鋼筒體的尺寸及鋼筒的端面傾斜度應符合設計圖紙的要求。鋼筒體的焊縫可以是螺旋縫、環向縫或縱向縫，不允許出現“+”字形焊縫，內襯式預應力鋼筒混凝土管子鋼筒體的焊縫應連續平整。
　　制成的帶有承插口鋼環的鋼筒必須進行水壓試驗以檢驗鋼簡體焊縫的滲漏情況。檢驗壓力(Pg)由下面公式計算所得，鋼筒在規定的檢驗壓力下至少恒壓3min。試驗過程中監理工程師應同承包人的檢驗人員一同及時檢查鋼筒所有焊縫，并標出所有滲漏部位，待卸壓后對滲漏部位進行人工焊接修補，修補后的鋼筒需再次進行水壓試驗，直至鋼筒的所有焊縫不發生滲漏為止。
　　P=2σt/D-2t
　　式中：
　　P為鋼筒抗滲檢驗壓力(MPa)；
　　σ為薄鋼板承受的拉應力(MPa)；采用臥式水壓時σ至少應為140MPa，但其最大值不應超過172MPa；采用立式水壓時底部鋼筒所受的拉應力σ應為172MPa；
　　D為鋼筒外徑(mm)，根據產品設計圖紙確定；
　　t為鋼筒厚度(mm)，根據產品設計圖紙確定，對有特殊用途的管子，若管子結構設計中采用的鋼筒厚度大干3.4mm，則仍按鋼筒厚度t=3.4mm計算鋼筒抗滲檢驗壓力P。
　　制作混凝土管芯之前應對鋼筒表面進行清理和整平處理，鋼筒表面的凹陷或鼓脹與鋼筒基準面之間的偏差不應大干10mm。
　　2.2管芯混凝土
　　以大伙房水庫輸水應急人連工程新疆國統制造的PCCP為例，其管芯混凝土采用的是立式振動法工藝成型，制管混凝土強度等級不低于C40，管芯成型操作時采取的立式振動工藝應保證管芯獲得設計要求的管芯厚度和足夠的密實度，成型后的管芯混凝土內村不得出現任何塌落。監理應時刻監督并記錄成型操作時采取的振動頻率和振動成型時間。成型過程中鋼筒不得出現變形、松動和位移，每根管芯的全部成型時間不得超過水泥的初凝時間。
　　新成型的管芯應及時采取合適的方法進行養護。養護時間達到要求后及時脫模，脫模時管芯混凝土立方體抗壓強度不應低于30MPa。
　　2.3預應力鋼絲的纏繞
　　纏繞環向預應力鋼絲前，監理工程師應與承包人的質檢人員一同檢查每根管芯混凝土立方體抗壓強度不低于28天抗壓強度的70％。纏繞環向預應力鋼絲是PCCP管制作過程中一道關鍵工序，是抵抗管子內壓的屏障。在纏絲操作之前，管芯表面粘附的所有異物都應清理干凈。纏絲時預應力鋼絲在設計要求的張拉控制應力下按設計要求的螺距呈螺旋形纏繞在管芯上，鋼絲的起始端應牢固固定，管芯兩端的錨固裝置所能承受的抗拉力應達到鋼絲的最小極限強度的75％，管芯任意0.6m管長的環向預應力鋼絲圈數不低于設計要求，所有的預應力鋼絲表面不得出現精銹和點蝕。應嚴格控制纏絲過程中的鋼絲搭接次數，纏絲機應具備可以連續記錄鋼絲張拉應力的應力顯示裝置，監理工程師應隨時檢查。纏絲過程中張力應力偏離平均值的波動范圍不應超過±10％。監理工程師在此工序中還應嚴格控制纏絲時環向鋼絲間的最小凈距，其不應小于所用鋼絲直徑。
　　2.4水泥砂漿保護層的噴射
　　管芯纏完鋼絲后，應對鋼絲進行水泥砂漿保護。制作水泥砂漿保護層本工程采用輥射法，監理工程師在制作水泥砂漿保護層時，首先檢查管芯鋼絲表面是否噴涂一層水泥凈漿，制成的水泥砂漿保護層應密實、堅固。為保證和驗證水泥砂漿保護層制作機的機械性能和水泥砂漿配合比是否滿足制管的設計要求，監理工程師應定期進行保護層水泥砂漿強度抽樣試驗，并且對保護層水泥砂漿吸水率進行測試，水泥砂漿吸水率全部數據的平均值不應超過9％，單個值不應超過11％。
　　制作完成的水泥砂漿保護層，待充分凝固后應及時進行養護。
　　2.5保護層的防腐
　　依用戶的要求，將防腐材料以滾刷或高壓噴涂方式在水泥砂漿保護層上進行防腐作業，監理工程師檢查外觀保護層柏油涂覆是否均勻，不得有垂流附著于承插口接頭上，并做好保護層涂覆檢測記錄。
　　成品管子運至堆成之前，管子承插口鋼環的外露部分應采用有效的防腐材料加以保護，以防止鋼環發生銹蝕，飲水工程管道用防腐材料不得對管內水質產生任何不利影響。
　　3　成品管的堆放與出廠檢驗
　　(1)成品管子的堆放，應將堆放場地進行平整，并做好枕墊。按工程部位、管子編號依次堆放整齊。
　　(2)出廠檢驗的管子，按同類別、同規格、同工藝生產的以每200根為一批進行檢驗驗收。監理工程師對管子的外觀質量，尺寸偏差、管體裂縫、內壓抗裂性能或外壓抗裂性能、、管芯混凝土抗壓強度、保護層水泥砂漿抗壓強度，保護層水泥砂漿吸水率，逐根進行檢驗驗收，并做好記錄。將每根管子的檔案存入監理部信息部。不合格的產品，決不允許出廠。
　　4　結語
　　隨著我國國民經濟的不斷發展，水在經濟建設中的重要性尤為突出。工程建設監理是工程建設市場與國際慣例接軌的途徑，是智力密集型的社會化、專業化的技術服務行業，是在建工程項目工程質量、更好的發揮投資效益的根本性保證。目前。大，中型的引水項目很多，有國家的南水北調工程，省級遼寧省的大伙房水庫輸水工程及即將建設的西部供水工程等。都需要大量的管材，如何保證管材產品的質量很重要，監理工程師在管材生產過程中，要認真掌握施工圖紙、施工合同、有關政策、規范、標準，通過艱苦細致的工作，樹立監造監理工程師的權威性，做到“獨立、公正、科學、可靠”，確保管材產品質量，為有效的控制工程質量、工期、投資、安全奠定基