大口徑PCCP管道在水利供水工程中的應用

李慶坤

(山東水總有限公司， 山東 濟南 250013)

大口徑PCCP管道在水利供水工程中的應用

李慶坤

(山東水總有限公司， 山東 濟南 250013)

本文結合山東省日照市北水南調三期供水工程安裝大口徑PCCP管材的經驗，介紹了此工程管道施工工序以及施工過程裝卸、運輸、堆放的注意事項，總結了大口徑PCCP管道鋪設對接的技術要點，并提出了相關施工的工程建議，可為其他工程提供參考。

大口徑PCCP管道；施工；技術要點

預應力鋼筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP)是在帶有鋼筒的高強混凝土管芯上纏繞環向預應力鋼絲，再在上面噴涂致密水泥砂漿組合而成的輸水管。鑒于管道是由薄鋼板、高強鋼絲和混凝土構成的復合管材，能充分發揮鋼材的抗拉、混凝土的抗壓性能，具有高耐腐蝕性、高密封性、高強度和高抗滲的特點，因此PCCP管道常被國內外用作長距離供水、城市給水和電廠回水等工程領域的首選管材[1]。

國內眾多學者對PCCP管材安裝工藝和方法、質量控制、腐蝕與防護等方面做了大量研究[1-5]。趙志剛[2]對山西省中南部6個縣市供水東擴二期PCCP管道生產質量及監理控制做了探討；楊碩等[3]對北京市東南四環中水工程的PCCP施工過程質量控制進行了分析，從施工工藝及易存在質量隱患點出發，分析管道橫向位移過大，豎向角度不易控制準確，吊裝方式吊點位置等問題在安裝過程的質量控制，特別是對采用單點吊裝拼裝的研究，為今后城市中PCCP施工提供了技術支持；張其軍[1]對PCCP的主要腐蝕機理及腐蝕形式進行了介紹，并列舉了PCCP的有效防護措施，可供類似PCCP供水工程管道防腐設計參考。王洪現介紹了一種駝梁式長隧洞大直徑PCCP運輸安裝車結構及原理，探討了PCCP在隧洞內安裝的施工方法。

1 工程概況

山東省日照市北水南調三期工程，上游管線分布在東港區境內，往下游經嵐山區及國際海洋城，末端管線穿龍王河支流虎山河水至日照鋼鐵有限公司。該工程上游起始于日照水庫壩后小代疃村北的連通井，與日照水庫新放水洞原3條φ1000的結點連通后，經重力輸水至日照鋼鐵有限公司接管點。管線大致呈北—南走向，線路總長36.863km。工程沿線新建過河倒虹5座，穿公路套管5處，沿線三通井3個，以及相應的管理及流量計設施。工程包括鋪設φ2000混凝土管道3.675km，φ2000鋼管0.338km，閥門安裝及構筑物建設等。

2 PCCP管道施工工序

PCCP管道安裝工序如圖1所示。

圖1 PCCP管道安裝工序

由于PCCP管道施工質量控制較嚴格，管道的安裝工序嚴格按照圖1進行拼裝，首先對開挖的基槽進行驗收，如基槽驗收合格，則通知制管單位運送管材，之后按照技術標準對運送來的PCCP管材進行驗收，如符合規定，則可對管道吊裝入位，如不符合要求，則要求廠家盡快解決，驗收合格后方可入槽，拼接，封口；之后對拼接好的管道進行打壓試驗，打壓試驗應進行兩次，初次打壓需合格方可進行下次打壓，直至兩次試驗壓力均達到要求，方可回填壓實。

3 施工過程中的質量控制

3.1 PCCP裝卸注意事項

a.吊裝機具的吊裝能力不能勉強承重管材，應留置一部分吊裝能力，更嚴禁超載吊裝，吊裝帶采用合成纖維吊裝帶，采用高強力聚酯長絲制成，耐腐蝕，抗氧化，耐紫外線照射，吊裝方式可采用環形扁平吊裝。嚴禁采用環形穿芯吊。

b.管材在裝卸過程中，要求管道外壁不能被硬物擦剮，輕拿輕放，不允許臨時吊放在尖銳亂石或不平整場地上。

c.管子吊裝過程中，吊裝機具回轉半徑之內不能有人，管材上部及內部得站人。

3.2 PCCP場地內運輸注意事項

a.運輸載具在運輸管材時，可在載具上設置木楔子或弧形支座等防滑、防滾措施，并與車體綁接牢固。如運輸過程中出現超重、超高、超寬，需辦理相關合格手續，采取相應措施后再上路運輸。

b.溝槽內如能進入汽車，直接將管材運送至工作面，應考慮汽車的出入、轉彎等問題，合理規劃空間，布局車道，并對可能出現的意外情況做好預案，進行及時處理。

c.管材的承插口屬于重點部位，裝卸、運輸過程中需要進行包扎保護，避免對重要部位產生變形損傷。

d.場地內運輸機具應對管材進行單獨運輸，不得與其他材料、物品同運。

3.3 PCCP現場堆放注意事項

a.管材的堆放場地要求平整且有一定的傾斜度，雨水能靠重力排除場外，場地不能存在低洼存水的地方。

b.管材應分類進行堆放，按照不同尺寸、口徑、覆土厚度進行分類。管材與地面之間、上下兩層管材之間應墊設枕木，位置在距離管口五分之一的位置，且枕木高度一致，管材水平。堆放時注意承插口不與地面接觸，粘上泥土，堆放層數按照下表所列，不得超過層數要求。

堆放層數要求表

該工程所用管材管徑均大于1400mm，堆放時只能堆放一層。

c.管材堆放至溝槽附近時，應合理選擇位置擺放，不妨礙溝槽的開挖及施工機械的通道，可以直接吊運進溝槽，盡量避免管子的二次倒運。

d.管材在場地長期(一個月以上)堆放時，應隔段時間噴淋一次，并蓋上氈毯，使管材保持一定的濕度。

3.4 管道鋪設安裝

3.4.1 管道鋪設注意事項

根據該工程特點：施工線路長，工程地形條件復雜，PCCP管道重量大特點，決定采用75t履帶吊吊裝入槽，如圖2所示。

圖2 管道鋪設安裝

a.管材下溝槽之前，必須首先檢查管子承插口等重要部位是否有損傷，管道表層及內部有無黏土，如有損傷，應根據要求逐根修復，清除黏土和各種雜物，然后方可下槽安裝。

b.管道安裝將承口端面迎向流水方向，并對連接口進行仔細的清理。要求連接部位橡膠圈表面平滑、無破損，無雜物黏土附著，毛刺打磨平整，防止劃傷承插口。

3.4.2 管道下槽注意事項

a.管材下槽時采用履帶式吊車吊裝下去，不允許將管道自由滾動至溝底。

b.吊車下管時，還應注意吊車下管時溝槽邊坡的穩定性，管前應檢查是否穩固可靠。

c.下管時，待安裝管道下部及兩側坡頂不得站人。

d.管材對接安裝前，首先逐根清理管子的連接部分，其次在連接部分承接口工作面涂刷潤滑劑(凡士林或植物油)，然后將橡膠圈均勻、順直地套入插口槽中，保證橡膠圈無扭曲翻轉現象，密封狀態良好；最后再涂刷一層潤滑劑于橡膠圈上，如圖3所示。

圖3 橡膠圈潤滑處理

橡膠圈在套入插口槽之前，應先認真檢查膠圈有無破損，缺陷，然后用潤滑劑潤滑，另備一些膠圈盤好入桶內備用，承接口工作面及膠圈表層潤滑劑不得稀釋。

橡膠圈套入插口凹槽的過程中，為保證膠圈的平滑順直，可在膠圈套入凹槽后，使用金屬棒在膠圈和插口圈之間順時針、逆時針各轉一圈這樣可保證膠圈無扭曲、翻轉的現象。在低于0℃氣溫下進行管道安裝時，橡膠圈應采用保溫措施，以防止受凍變硬。

3.5 PCCP管道對接

3.5.1 管道拼接

安裝時首先使用吊車將管子吊放入溝槽安裝區域內，管子下部不得接觸土基，然后按照上述方法套入潤滑后的橡膠圈，將待安裝的管道插口對準已安裝好的PCCP管道承口，緩慢移動，承插口將要接觸時，在已安裝管道周圍放置木楔，進行固定，以免對接時晃動破壞連接口。然后根據全站儀觀測數據上下左右微調吊裝管道軸線位置，保證對接口四周間隙均勻，軸線一致。管道安裝時要設立施工測量控制點，每截管道安裝要全程觀察測量標高、軸線，做好記錄。

插口進入到承口采用內拉法施工，在管子兩側設置鋼絲繩套與倒鏈連接，再在承口處管道內部安裝一型鋼橫梁，作為倒鏈的支撐點，之后兩側人工同時拽動倒鏈，使管子緩慢平滑的移動至設計間隙。

拉動管內雙側倒鏈(平行推進)的同時，吊車配合好管件的高低，使得管道能順利對接進去，在進入的過程中，接口附近兩側要各站一人，時刻注意管道、橡膠圈的進入情況，一旦待安裝管道插口兩側進入情況不一致，應立即停止對接工作，找出問題所在，及時調整，之后再重新進入，整個對接插入的過程要保證無沙土、黏土等異物進入端口處，承插口連接大樣詳見圖4。

圖4 接口對接大樣

管道對接安裝完成后，仔細檢查連接處橡膠圈的情況，如發現膠圈有擠壓、翻滾的現象，應退出管道，重新進入安裝，整個過程保證橡膠圈的平滑，完整。安裝后用鋼制測隙規檢測橡膠圈是否仍在承插口的凹槽內。

3.5.2 接頭處理

由于外露的承插口為鋼制，為保護承插口不受腐蝕，應對接頭按要求進行嵌縫處理。

4 接頭水壓試驗

管道安裝完成，且管頂高程、位置檢測合格后，為保證后期使用的安全穩定，應編制專門的水壓打壓試驗方案，試驗須采用合格的壓力表等儀器，并做好各項準備工作，如施工期在冬季，還應做好管道的防凍措施，試驗結束后及時做好排水工作。

根據施工規范，打壓試驗分兩次進行，管道安裝完成后暫不要抽出吊裝帶，先進行第一次打壓試驗，試驗合格，檢查管材下部墊穩定后，方可拔出吊裝帶，之后進行第二次打壓試驗，二次打壓合格后進行下一節管件安裝。若打壓試驗不合格應及時檢查、糾偏、調整，直至試驗合格。

安裝管材換班過程中，后一班組應對前一節管道復測，標高、軸線無偏差后方可進行下一節管道的安裝。

經檢驗合格，并將管道墊穩后，才能將吊具移開。

5 土體回填

PCCP管道及相應附屬配件安裝完成，并且驗收合格后，需對溝槽及時回填。回填前清排槽內積水、垃圾等雜物，回填土體不得含有建筑垃圾、生活垃圾、含有機質的土體。

回填過程中土體應在管道兩側分層均勻回填壓實，每次回填30cm厚土體，應人工夯實，不得使用機械直接推土至溝內管道一側，防止土壓力對管道造成影響，軸線偏移接口變形。素土回填見圖5。

圖5 素土回填

管道頂部至覆土0.5m范圍內的土體要求與管道兩側一致，也必須采用人工夯實機的方法進行夯填，不得使用壓路機或重錘等重型機械?；靥钔撂钪凉茼?.8～1.0m后，方可采用機械回填碾壓。

6 結 語

本文以山東日照北水南調工程為例，介紹了大口徑PCCP管道施工過程中的技術要點，對其他大型水利引水輸水工程PCCP管道的安裝具有借鑒意義，施工過程中應嚴格把控質量關，遵照規范施工，這樣在保證工程質量的前提下， 可節約工期，節省成本。

[1] 張其軍.PCCP腐蝕與防護淺析[J].水利建設與管理,2015,6,73-75.

[2] 趙志剛.PCCP管道生產質量控制及監理控制探討[J].黑龍江水利科技,2016,44(4),197-200.

[3] 楊碩,白建民,趙建章.淺談PCCP管道安裝過程中的質量控制[J].工程質量,2015,33(2),92-96.

[4] 范慧娟.大口徑PCCP管道安裝工藝與方法[J].西北水利水電,2009(5),43-48.

[5] 王大陸.大口徑PCCP管道施工技術控制與優化[J].科技創新與應用,2016,28,131-132.

Application of large-caliber PCCP pipeline in water conservancy water supply projects

LI Qingkun

(Shandong Water Conservancy Group Co.,Ltd., Jinan 250013, China)

In the paper, the experience of Shandong Rizhao North-to-South Water Transfer Stage Ⅲ Water Supply Project in installation of large-caliber PCCP pipeline is combined. The pipeline construction procedures of the project and precautions in loading and unloading, transport and storage during construction are introduced. Technical keys of large-caliber PCCP pipeline pavement and docking are summarized. Project suggestions of related construction are proposed as reference in other projects.

large-caliber PCCP pipeline; construction; technical keys

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.004

TV674

B

1005-4774(2017)08- 0011- 05