大管徑PCCP管試水階段管縫缺陷處理

張廣

（中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津市300162）

0 引言

大管徑P CC P輸水管道施工完成后，會遇到個別管縫打壓不合格而造成管道滲漏的情況，嚴重影響管道正常運營。普通做法是將不合格管道拆除，重新安裝，這種處理辦法用于承插式管道時，費用高、工期長。如何在保證施工質量的前提下，快速處理管縫滲漏缺陷是大管徑承插式管道施工亟需解決的問題。

1 工程概述

中鐵十六局集團承建寧夏固原地區（寧夏中南部）城鄉飲水安全水源工程二期項目主要包括2座隧洞工程及3段管線工程。其中，7#輸水管道起點樁號為37+328，終點樁號為40+079，輸水距離約為2 751 m，設計流量為3.75 m3/s，采用重力輸水方式，單管敷設，管徑為D N2000，管材為預應力鋼筒混凝土管（P CC P），單節長度6 m。

P CC P管基礎均為柔性基礎，黃土管槽直接鋪設，巖石管槽上鋪20 cm砂礫石墊層。管道均采用承插方式連接，設置兩道膠圈，承插內縫2 cm，苯板塞縫并涂抹雙組份聚硫密封膠。在拐點處均設置混凝土鎮墩。每節P CC P管插口位置均預留打壓孔，要求兩節管道安裝完成后，必須經過打壓試壓合格后，方可進行管縫處理及管頂回填[1]。

2 缺陷情況

管頂回填完成后，按照要求有壓管道安裝完成后必須進行水壓（滿水）試壓。水壓試驗前，對水壓試驗管段全部打壓孔打壓一次作為復檢。在打壓過程中，發現 G11（38+341）-G12（38+540）鎮墩間38+395處管縫打壓不合格，滿水試驗及后期運營時，易發生滲漏，影響輸水管道正常運營[2]。

3 原因分析

P CC P管打壓不合格主要原因有以下幾種：（1）P CC P管承插口橢圓度偏差大于規范要求；（2）P CC P管道膠圈不合格或出現破損；（3）管槽基礎出現不均勻沉降，管道發生豎向位移；（4）管道兩側回填時沒有同時回填或回填方法不當，導致管道發生水平位移。

由于第一次打壓合格，說明兩節P CC P管承插口及橡膠圈本身沒有問題，通過查看施工記錄發現管道兩側回填夯實按照規范要求進行，據此分析38+405處管縫打壓不合格的主要原因是管槽基礎出現不均勻沉降[3]。

4 總體處理方案

G11-G12鎮墩間長度199 m，共32節標準P CC P管，打壓不合格位置出現在G11-G12鎮墩中間部位。由于管槽基礎發生不均勻沉降，38+405處管縫打壓不合格，距離最近鎮墩（G11)63 m，需要將管縫兩側管道吊出并進行基礎處理后重新安裝。由于該工程P CC P管采用承插方式，采用普通處理辦法需要將G11至38+405段管槽挖開，這就需要將此段已安裝完成的10節標準P CC P管件全部拆除，重新安裝。這種辦法處理費用高、工期長且對其他合格管道造成破壞。圖1所示為承插式P CC P管接縫示意圖。

圖1 承插式PCCP管接縫示意圖

經討論分析并聽取設計、地質單位意見，決定采用將2節P CC P管道剛性連接的辦法進行處理。管縫外側采用混凝土鎮墩包裹，前后2節P CC P管件內縫進行焊接，將2節6 m標準P CC P管件進行剛性連接，兩節管件形成一個整體[4]。

5 具體施工方案

5.1 外縫鎮墩加固

為防止管槽基礎因不均勻沉降而繼續對管縫造成破壞，在38+405管縫處增加一處混凝土鎮墩，鎮墩長4 m、高3 m、寬3 m，鎮墩采用C20素混凝土澆筑。

鎮墩施工前，需要對管縫外側進行防水處理。P CC P管外縫處理：接口縫隙內填塞厚40 mm的聚乙烯閉孔泡沫板，一是為了保護橡膠圈，二是為了填塞縫隙；表層再灌入≥40 mm厚的1∶3水泥砂漿封堵密實，外縫處理后在接口處纏裹寬400 mm的三布四油，以加固保護并防腐[5]。

鎮墩開挖采用機械配合人工開挖。根據測量放樣數據，確定38+405管縫位置，機械將鎮墩周圍開挖，開挖放坡1∶0.5，在管道底部及距管道上部和兩側50 cm處進行人工開挖。開挖完成后，對鎮墩基礎進行換填，換填區域超出鎮墩1m，換填厚度根據現場地質情況由地質設計單位確認。圖2所示為外縫處鎮墩施工縱斷面圖。

圖2 外縫處鎮墩施工縱斷面圖

5.2 內縫剛性連接

將38+405管縫前后兩節P CC P管件內縫焊接。由于管縫處主要承受剪力，故焊接采用正面直角角焊。焊接時，內縫環向滿焊。

P CC P管鋼板厚度20 mm，角焊焊腳尺寸根據規范要求應大于等于10 mm，實際焊接時要求大于等于15 mm。焊接時，嚴格按照角焊焊接規范進行，焊縫飽滿無缺陷。焊接完成后，進行焊縫探傷檢測。角焊焊腳尺寸要求見表1所列。

表1 角焊焊腳尺寸要求一覽表

焊接完成后，采用麻筋水泥石灰膏填塞密實，表層采用≥30 mm厚的S X F-202雙組分聚硫密封膠封堵防腐。圖3所示為內縫剛性連接示意圖。

圖3 內縫剛性連接示意圖

6 結語

綜上所述，在該工程中，38+405處管縫缺陷處理工期共5d，處理速度較快。處理完成后，管道打壓孔打壓滿足設計規范要求。覆土后，進行滿水試壓，無滲漏情況發生，達到預期效果，為今后此類問題的處理提供了新的思路。

參考文獻：

[1]張社榮，張彩秀，顧巖，等.預應力鋼筒混凝土管（P CC P）的設計、生產、施工及數值分析[M].北京：中國水利水電出版社，2009.

[2]胡少偉.預應力鋼筒混凝土管（P CC P）結構承載安全評價理論與實踐.[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[3]尹書輝.軟土地基中P CC P管施工過程與工作性狀的非線性數值模擬[D].天津：天津大學，2010.

[4]朱宇.P CC P管在輸水管線施工中關鍵技術的研究[D].西安：西安建筑科技大學，2006.

[5]胡少偉,沈捷,劉曉鑫，等.超大口徑P CC P管內水壓承載能力試驗[J].水利水電科技進展，2009，（05）：9-12.