南水北調供水配套工程管道修復技術淺析

閆博

摘要：某南水北調工程全長1000km，概算總投資150億元，其主要任務是通過總干渠39座分水口門，向其11個省轄市區、34個縣（市區）提供生活、生產用水，全年引水量37.69億m3，直接受益人口2000多萬人。按照國務院南水北調辦公室要求，該南水北調配套工程主體工程基本建成，與總干渠工程同步建成，同步通水，同步達效。該南水北調配套工程輸水管線大部分為PCCP管道，PCCP管道質量的好壞，直接決定著南水北調配套工程輸水管線是否實施成功，一旦發現管道破壞，要及時進行修復。基于此，本文就南水北調供水配套工程管道修復技術展開了討論。

關鍵詞：南水北調；供水配套工程；管道；修復

一、PCCP管簡介

PCCP管是預應力鋼筒混凝土管的簡稱，是一種將高強鋼絲的抗拉、混凝土的抗壓、鋼板的抗滲科學地結合在一起的高品質輸水管材。它既具有鋼筋混凝土管的耐腐蝕能力強、不污染水質的特點，又具有鋼管的強度高、抗滲能力強等優良性能，是目前世界上公認的最好的非金屬有壓輸水管材。我國在二十世紀八十年代末引進該管材，目前已廣泛應用于水利、電力、市政給排水等各個領域。國內大型輸水工程均采用PCCP管道。

二、 南水北調供水配套管道修復技術研究必要性

該南水北調受水區供水配套工程管道總長約1000km，管道有PCCP、PCP、球墨鑄鐵管、涂塑鋼管、鋼管、玻璃鋼夾砂管等6種管材，其中PCCP長約750km，PCCP所占比重達75%。隨著時間的推移，地下管道的被腐蝕是不可避免的，管道的腐蝕引起泄露，造成的經濟損失及社會影響是難以估量的；加之各種建設發展較快，平時正常運行巡視等避免不了外界因素對管道的破壞；所以PCCP管等管材的修復技術研究十分必要，避免一旦管道發生破壞，修復周期長，效率低，給運行管理帶來很多難題。尤其是PCCP管在供水配套工程中所占比重達75%，所以PCCP管等管材的修復技術研究十分必要。

三、PCCP管道修復技術

（一）淺埋、深埋PCCP管道修復

（1）淺埋PCCP管道修復

淺埋PCCP管道如發生預應力鋼絲斷絲等造成漏水事故，具備開挖條件的，可將破損處開挖出來，查明破損情況進行修復，根據預應力鋼絲斷絲根數，可將破壞的外保護層及管芯采用環氧樹脂等材料修復，再用鋼帶在預應力鋼絲斷絲處施加預應力，鋼帶相應做好防腐，再回填，可滿足正常運行。這種處理在類似工程中已經運用，效果很好。這種處理方式，既達到了正常要求，又避免了采用更換管道造成的不必要浪費。

（2）深埋PCCP管道修復

深埋及城區不具備開挖修復等處PCCP管道發生預應力鋼絲斷絲爆管事故后，開挖修復難度大、不具備開挖修復條件，采用非開挖修復或更換管道是比較經濟合理，修復周期也短。深埋及城區等不具備開挖處PCCP管道在南水北調供水配套工程中一般采用頂管法施工，但是由于PCCP管預應力鋼絲一旦斷絲，相應部位的預應力就消失，管道承受內壓和外壓的能力不能滿足要求，修復需要重新在相應部位施加預應力，但是在非開挖情況下，如何重新施加預應力還是難題。如果重新施加預應力難題不能解決，只能采用從內部加強的方式，相當于不考慮已破壞PCCP管道，如在PCCP管內襯鋼板，內襯鋼板用來承受內壓和外壓。

（二）PCCP管道滲漏修復

（1）物理方式修復

對于管道滲漏問題進行修復時，可以考慮用振動傳力復位方法進行。管道外壁周圍管道中心線位置振動處理：管道周圍回填土開挖至管道中心線部位，開挖中心為打壓不合格需處理的管道接口，開挖長度從需處理接口向兩側延伸一節管道的長度，露出兩側相鄰管道接口。開挖完成后，在管道中心線一側回填土放置一塊10mm厚的鋼板，避免振動過程中劃傷管道外壁。鋼板距離管道外壁30cm。在鋼板上使用破碎錘挖掘機進行振動。振動10min后，將鋼板放置與另一側回填土上進行處理，依據需要左右兩側振動處理可反復進行。管道內壁底部振動處理：在需處理的管道接口內壁底部采用平板夯等小型振動設備進行振動試驗，在振動設備與管道間需鋪設柔性隔離墊層，材料選擇及施工原理與管道外壁相同。

（2）化學方式修復

清理打壓孔內和承插口間隙內油污等雜質。在管道安裝時在膠圈和承插口鋼板上涂刷油性潤滑劑、冬季打壓時采酒精等冰點低的液體介質、化學材料修復前采用注油打壓和振動方法修復等施工過程中打壓孔內和承插口間隙內會有雜質，為避免其與修復施工的化學材料產生物理或化學反應而導致修復效果降低或者失效，需在修復施工前對打壓孔內及承插口間隙內進行清理，確保干燥、清潔；PU灌漿止漏處理。對于滲漏嚴重，有水從管道外部滲入內部的的接口管縫，不能直接采用聚硫密封膠進行封堵，為后續聚硫密封膠封堵創造干燥環境，應先采用PU灌漿止漏膠進行注漿封堵，待無滲水情況出現并且PU止漏膠凝終凝后再進行聚硫密封膠進行封堵。

（三） PCCP管道保護層修復

用鋼絲刷、把缺陷部位清理干凈，松散顆粒、非粘結物和異物都必須清理掉，若鋼絲受損加固處理前應對斷裂暴露的鋼絲進行除銹處理或截斷，并對鋼絲斷裂處及周邊管芯混凝土及保護層進行清潔處理。清理干凈后用清水對修補部位沖洗潤濕，然后用抗強度不得低干30MPa非收縮性水泥漿進行修補、抹平。養護采用自然養護，在保護層修補完畢靜停至少4h之后，開始灑水養護，并進行覆蓋養護期最少為7d。材料要求：水泥砂漿：致密、光滑、質量和濃度均勻，以保證有效的操作，在管壁上形成均勻的水泥砂漿襯砌。水灰比：保持盡可能低的水灰比；稠度以保持恰當的齷性為宜。砂漿：用l：1.0～1：1.5的比例使水泥同篩選干砂拌和。材料和重偏差應控制在±2.5%的范圍內。摻合適當的補償收縮材料使之成為非收縮（或微膨脹）砂漿。

結束語：

綜上所述，對南水北調供水配套工程PCCP管道修復技術研究是必要的。供水配套工程運行過程中，一旦出現爆管漏水事故，要有相應的處理預案，根據制定管道修復技術方案，及時進行搶修，縮短搶修時間，這將對減少由于爆管等引起的漏水事故產生的社會影響至關重要。

參考文獻：

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