南水北調PCCP接縫滲水綜合處理措施探析

□周 睿□李留軍□艾孝玲□王銀山

（1許昌方圓勘測設計有限公司；2許昌水利建筑工程有限公司；3許昌市南水北調中線配套工程建設領導小組辦公室）

1 工程概況

1.1 基本情況

許昌市南水北調配套工程17號口門供水工程施工五標段位于許昌縣境內，自許昌收費站北至許昌市第二水廠分水口，全長10.23km，管材為PCCP。其中主管線長7.18km（樁號40+500～47+265），管徑為 DN2000；二水廠長支線 3.05km（樁號E0+000～E3+050）管徑為DN11200。共有各類建筑物28座，其中穿清潩河倒虹吸1座，穿許扶鐵路頂管1座，穿鄭武高速鐵路箱涵1座，穿公路頂管6座，分別為京港澳高速匝道、311國道、新興路、107國道、學院路，現地管理房2座。工程開完工時間為2012年6月至2015年4月。

1.2 靜水壓試驗

按照工程施工及驗收規范要求和批準的靜水壓試驗方案，該施工標段于2015年6月開始進行靜水壓試驗，向管道內補水過程中，壓力無明顯提升，對沿線管道及閥井進行排查時發現京港澳高速匝道西側，原頂管工作坑處出現一冒水點。排查人員立即通知項目經理等相關管理人員到現場進行查驗，初步判斷是PCCP管道接頭漏水，隨即將情況上報監理機構及建管局。

1.3 滲水點位置

滲水點位于穿越京港澳高速匝道頂管進口（匝道西側10 m，鄭武高鐵東35m，許昌收費站北側50m綠化帶內），該頂管長60m（樁號G0+076.403～G0+136.403），混凝土套管管徑DN2600，內穿DN2000鋼管，套管與鋼管用自密實混凝土填充，頂管上游為G0+048.202鎮墩和G0+073.902鎮墩，兩鎮墩之間安裝兩根PCCP管道，縱坡1：10，滲水位置在第2根PCCP管道與下游鎮墩包封鋼管承插口接縫處（樁號G0+071.102）。

1.4 施工過程

2014年4月28日完成京港澳高速連接路鋼管安裝；2014年5月12日完成該段PCCP管道安裝，2014年6月20日完成該段混凝土澆筑，2014年5月5日完成G0+048.202鎮墩與G0+073.902鎮墩之間兩根PCCP管道安裝。

文章結合河南省南水北調受水區許昌17號分水口門供水配套工程施工第五標段工作實踐，就PCCP管道接縫滲水原因、處理方案、綜合處理措施等談一些認識，以期對于類似問題處理起到啟發和借鑒意義。

2 原因分析

建管局接到報告后，及時向省建管局和質量監督機構進行匯報，組織設計、監理、施工及管道生產廠家等參建單位并邀請專家召開咨詢會，對接縫滲水問題原因及處理方案進行了咨詢。市南水北調辦公室和質量監督機構派代表列席了會議。

與會專家通過查勘現場，查閱施工資料，聽取各參建單位情況介紹，認真討論后對滲水原因作出分析：兩個鎮墩之間距離（中到中）為25.50m，兩端鎮墩包封鋼管，中間2節標準PCCP管道長12m，管材材質不同，基礎約束不同；PCCP管道基礎為粉質粘土，包封鋼管的基礎為鋼筋混凝土。管道充水后可能造成基礎不均勻沉降，導致管道接縫拉、壓變形，造成滲水。

3 處理方案

3.1 更換管道法

從外部對滲水部位進行大開挖，將兩節PCCP破除后拔出，用3節鋼管（上游焊接、下游焊接、中間合攏）替換，與上下游混凝土鎮墩包封鋼管焊接成一個整體，最后進行回填，恢復原狀。該方案受該處外部環境制約因素多且工期長、投資大。

3.2 內襯鋼板法

內襯鋼板施工時，根據管道內徑的大小，將鋼板加工成能進入管道的管片，運入破壞部位，拼裝完成后，支撐到位，兩端與承插口鋼環焊接，形成一個封閉的體系，最后進行接觸灌漿。該方案工藝復雜、投資大、工期長。

3.3 綜合處理法

對漏水點處兩鎮墩間敷設的兩節PCCP管道的3個節口進行焊接處理，焊縫完成后，疏通打壓孔道，對3條接口打壓孔道滿灌水溶性聚氨酯，最后對滲水點處兩鎮墩間管道以下至原狀土層之間的管基回填區域進行灌漿加固。該方案受外部環境制約因素少、投資小、工期短。

與會人員討論后一致同意采用第三種處理方案，并建議對鎮墩、穿越公路頂管及滲水管段加強觀測、記錄，發現問題及時處置，同時為保證施工安全，在滲水管段處理過程中，應關閉上下游控制閥門，并不得在相鄰管段進行靜水壓試驗或可能影響處理的其他相關作業，設置安全警示標志，確保工程、人員安全。

4 處理措施

根據專家咨詢會議意見，施工單位編制了具體處理措施，經監理機構審批后實施，實施過程中監理人員應加強旁站監理、巡視檢查和跟蹤檢測。具體措施為：

4.1 對漏水點處兩鎮墩間敷設的兩節PCCP管道的3個節口進行焊接處理，焊縫不得夾塞鋼板等墊片施焊。焊縫高度、寬度同鋼管和PCCP插口鋼板等厚，焊縫檢測按相關規范執行。當接縫寬度不能滿足焊縫寬度和焊接操作要求時，可適當少量切除管道內襯混凝土護壁。

焊接過程中，嚴格控制焊接材料和施焊工藝，確保安全作業和工程質量。焊接完成后，按照《壓力鋼管制造安裝及驗收規范》（DL5017）的規定，委托符合檢測資質的檢測單位對焊縫進行外觀檢查和無損探傷，檢測結果顯示焊接質量合格。

4.2 焊縫完成并檢測合格后，在PCCP接頭鋼板的打壓孔道位置，按上下、左右對稱鉆4個注漿孔，利用高壓灌漿機對3條接口打壓孔道滿灌水溶性聚氨酯。當聚氨酯漿液遇到承插口中的水分會迅速分散、乳化、膨脹、固結，這樣固結的彈性體填充空腔，將水流完全地封堵在PCCP管道之外，以達到止水堵漏的目的。

注漿完成后，用給水管道專用環保防腐漆對焊縫進行防腐。防腐完成后，用比原管道內壁砂漿高一個強度等級的砂漿對接頭處進行內襯，保證表面平順。

4.3 對滲漏點處兩鎮墩間管道以下至原狀土層之間的管基回填區域使用P.O42.5普通硅酸鹽進行灌漿加固。

灌漿施工工藝流程：選擇灌漿設備、成孔、花管制作安放、灌漿、清洗。根據設計孔位在灌漿范圍內準確定位，采用人工成孔方式，灌漿成孔孔徑為21mm或25mm，花管的配置由孔深決定，成孔后灌漿花管下入至孔底，將孔口管封閉。

灌漿材料為1︰1的純水泥漿，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，灌漿壓力控制在0.01～0.20MPa之間，當灌漿量小于0.40 L/min求時終止注漿，每組灌漿孔對稱進行。如不需要連續施工，注漿完成后務必及時清洗漿泵、管路等。

5 處理結果

5.1 質量保證措施

焊縫質量應符合《壓力鋼管制造安裝及驗收規范》（DL5017）的規定；嚴禁使用無產品合格證和材質證明書的原材料；管道接口內襯材料應符合生活飲用水衛生標準（GB5749-85）的規定；焊接施工人員應持證上崗進行作業施焊；灌漿布孔數量、間距、傾角、深度和灌注壓力等按照有關規范執行，灌漿過程中，不得造成管道移動。

5.2 安全保證措施

進入施工現場的人員必須穿戴好勞保用品；加強用電管理，送、拉焊機電源閘刀時應配戴絕緣手套；焊機帶電的裸露部分和轉動部分必須設有安全罩；施工用氧氣、乙炔、油漆等應分類存放，并保持一定距離；施工人員要佩戴手套進行作業，預防施工過程中機械損傷；現場要做到安全用電，非電氣專業人員不等自行動用電氣設施、設備；確保風機運轉正常，保證管道內正常通風。

5.3 處理效果

管道接縫滲水處理完成且灌漿結束達到一定強度后，2015年7月18日，施工標段按照規范要求進行靜水壓試驗，在質量監督人員監督下，經建管、監理、設計、閥門附件、管道生產廠家等參建單位有關人員共同鑒定，管道水壓試驗合格，填寫試壓記錄，經有關人員簽字后歸檔。

5.4 備案處理

靜水壓試驗完成后，施工單位向監理機構報接縫滲水處理結果，監理機構審查同意后組織填寫工程施工質量缺陷備案表，報質量監督機構備案。