復(fù)雜地形條件下長(zhǎng)距離預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)施工

□李大宏

（新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局）

1 項(xiàng)目概況

某工程輸水管道施工項(xiàng)目（I標(biāo)）主要是管道與對(duì)應(yīng)配水站等工程建設(shè)，項(xiàng)目中所使用主管道為DN3.2 m 單根PCCP 管以及管線長(zhǎng)度為29 570 m 的鋼管管道。樁號(hào)0-074.77～17+223之間穿過(guò)兩山之間的低洼雞爪溝地形段；樁號(hào)17+723～23+200為山地之間砂梁地段，在垂直該管道的方向具有較多大小不等的洪溝。

2 主要施工技術(shù)方案

2.1 PCCP管安裝工藝流程

案例工程中PCCP管安裝工藝流程如圖1所示：

圖1 PCCP管安裝工藝流程圖

2.2 施工操作要點(diǎn)

2.2.1 施工前準(zhǔn)備

施工前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)圖紙，檢查圖紙中有無(wú)計(jì)算錯(cuò)誤以及遺漏等，并深入理解施工設(shè)計(jì)圖紙的施工要素。在進(jìn)行施工前規(guī)劃施工區(qū)域，并在施工區(qū)域內(nèi)布設(shè)參照點(diǎn)位并定期進(jìn)行校驗(yàn)，以便保障施工放樣的準(zhǔn)確性。

2.2.2 雞爪溝、砂梁地形段施工便道修筑

雞爪溝地形是指具有突出類(lèi)似雞爪與下凹如溝壑的連續(xù)地形地貌。案例工程中12+400～17+100 位于兩山之間的低洼雞爪溝地形段，地表間山溝互相交錯(cuò)，地形變化程度較大。由于受地形因素影響，在本標(biāo)段中管溝開(kāi)挖深度較大，通常在20～45 m 之間，屬于超高邊坡、深基坑施工。因此在施工過(guò)程中容易產(chǎn)生邊坡失衡、基坑邊緣滑坡等問(wèn)題。在實(shí)際施工過(guò)程中采取分級(jí)開(kāi)挖埋設(shè)觀測(cè)樁，并使用GPS、全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行參照點(diǎn)位定位，在后續(xù)施工過(guò)程中定期監(jiān)測(cè)校對(duì)觀測(cè)樁坐標(biāo)以及高程以保證工程施工安全。

2.3 測(cè)量放線

依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)管道埋設(shè)線路進(jìn)行測(cè)量放線。測(cè)量管道線路時(shí)以管道中心線為基準(zhǔn)，管線轉(zhuǎn)角閉合應(yīng)控制在允許誤差范圍內(nèi)，管線中心樁應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)。PCCP 管進(jìn)行放樣時(shí)應(yīng)注意管道的安裝方向與坡度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 管道裝卸及安裝

案例工程中管道的裝卸主要使用履帶起重機(jī)進(jìn)行吊運(yùn)，安裝將使用內(nèi)拉法進(jìn)行。工程中管道裝卸及安裝使用的設(shè)備如表1所示。

表1 管道安裝設(shè)備統(tǒng)計(jì)表

3.1 材料進(jìn)場(chǎng)檢查

PCCP 管道進(jìn)場(chǎng)前需要進(jìn)行質(zhì)檢，符合要求后才可進(jìn)行安裝，檢查PCCP管合格證與質(zhì)檢報(bào)告，并檢查管道設(shè)計(jì)壓力、制作規(guī)格與掩埋深度等是否符合施工要求，檢查PCCP管道外觀及內(nèi)部混凝土裂縫寬度、深度是否出現(xiàn)空洞，檢查管承插口是否符合規(guī)范等。通過(guò)詳細(xì)的檢查PCCP 管道以確保其在施工過(guò)程具備安裝要求及良好密封性。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)裝卸

案例工程標(biāo)段PCCP 管DN3.20 m，單管長(zhǎng)度為5 m，根據(jù)PCCP管的壁厚不同，單根重量在45～55 t之間，因此，吊裝方案為在施工現(xiàn)場(chǎng)使用履帶式起重機(jī)（320T）將PCCP 管直接進(jìn)行吊裝卸載并吊運(yùn)至溝槽內(nèi)安放。吊裝必須使用具有保護(hù)套的尼龍吊具或具有防護(hù)物體包裹的鋼絲套索，裝卸過(guò)程中應(yīng)使用單根起吊，且運(yùn)動(dòng)幅度不應(yīng)過(guò)大，以確保PCCP 管在吊裝卸載的過(guò)程中具有足夠的穩(wěn)定性和安全性；吊具的著力點(diǎn)壓強(qiáng)應(yīng)控制在30 Mpa以?xún)?nèi)，并加裝防護(hù)襯墊，起吊點(diǎn)位用設(shè)置在距離管道承插邊沿300 mm內(nèi)。管道吊帶吊裝圖如圖2所示。

圖2 管道吊帶吊裝圖

4 管道安裝

4.1 定位管道安裝

溝槽施工及地基承載力達(dá)到要求后便可進(jìn)行定位管道安裝施工。施工過(guò)程中應(yīng)將管道高程、中心線控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，并且保證定位管道的承插后面朝向上游，之后在管道內(nèi)拉杠中心處使用水平尺對(duì)其進(jìn)行水平調(diào)整，以此保證以后PCCP管施工的精準(zhǔn)性。調(diào)整管道中心線時(shí)首先使用GPS或全站儀找到管道中心線并進(jìn)行標(biāo)記，然后通過(guò)不斷地調(diào)整吊裝位置使管道軸線與此標(biāo)記點(diǎn)達(dá)到一致。調(diào)整管道的高程時(shí)根據(jù)水準(zhǔn)儀測(cè)量位置并不斷調(diào)整吊裝高度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)高程。定位管道調(diào)整完畢后進(jìn)行回填施工，回填時(shí)應(yīng)在管道兩側(cè)均勻填土以保證定位管道的定位不受影響。

4.2 PCCP管安裝

為了確保PCCP 管在完成吊裝及安裝施工后能夠進(jìn)行管道外縫處理以及取回吊具，需要在安裝前管縫處挖掘長(zhǎng)度為1 m、寬度為0.20 m、高度為0.50 m 的施工坑洞。進(jìn)行PCCP 管吊裝時(shí)首先使用履帶式起重機(jī)將管道的承、插接口吊運(yùn)至已安裝管道承、插接口附近，吊運(yùn)過(guò)程中應(yīng)緩慢移動(dòng)，幅度不易過(guò)大，避免發(fā)生管道碰撞、損壞；當(dāng)兩個(gè)管道距離達(dá)到10～20 cm時(shí)使用墊木放于兩個(gè)管道之間。進(jìn)行管道對(duì)接前需將兩個(gè)管道承、插口進(jìn)行清理干凈，確保表面光滑無(wú)異物出現(xiàn)，如管道承、插后邊緣出現(xiàn)毛邊等應(yīng)先進(jìn)行打磨處理，之后再進(jìn)行清理。清理完畢后將密封膠圈套至兩個(gè)管道承、插口上并涂抹專(zhuān)用潤(rùn)滑油，然后使用工具在管口均勻纏繞密封膠圈并且避免發(fā)成膠圈扭曲與翻轉(zhuǎn)，以此達(dá)到以調(diào)整密封膠圈松緊的目的。

4.3 PCCP管道接頭壓力試驗(yàn)

PCCP管安裝完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)要求以后需要進(jìn)行管道接頭打壓試驗(yàn)。使用加壓水泵在管道接頭下方的壓力試驗(yàn)孔進(jìn)行注水。當(dāng)水位滿足實(shí)驗(yàn)要求后在管道上方的排氣孔與壓力實(shí)驗(yàn)孔處各安裝一塊壓力表，然后對(duì)管道進(jìn)行加壓至實(shí)驗(yàn)壓力后觀察壓力表如在2 min內(nèi)無(wú)明顯變化則說(shuō)明PCCP管道接頭壓力符合要求。每段管路需要進(jìn)行三次壓力試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間與內(nèi)容分別是：第一次為管道安裝完畢后立刻進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到要求后方可進(jìn)行下節(jié)管道的安裝施工；第二次為新安裝2～3節(jié)管道后再對(duì)次節(jié)管道進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)；第三次為工程進(jìn)行回填后。若PCCP 管道接頭壓力試驗(yàn)未能合格則需要將管道拔出重新安裝直到壓力實(shí)驗(yàn)達(dá)到要求為止。

5 溝槽回填

由于PCCP 管道各位部位受到的壓力情況有所差別，因此，溝槽回填時(shí)將按區(qū)域進(jìn)行施工.溝槽分區(qū)回填示意圖如圖3所示。

圖3 溝槽分區(qū)回填示意圖

在進(jìn)行溝槽回填施工時(shí)，由于PCCP管道稱(chēng)重區(qū)域?yàn)榈撞?10°～120°區(qū)域，此區(qū)域回填施工質(zhì)量將對(duì)PCCP管道的穩(wěn)定性具有較大的影響，因此，此區(qū)域?qū)⒉捎寐窕》ê吞罨》ㄟM(jìn)行回填。當(dāng)管道的第二次壓力實(shí)驗(yàn)達(dá)到要求后便可使用填弧法進(jìn)行回填，具體步驟是使用人工進(jìn)行回填，尤其是管道與墊層夾角的三角區(qū)域，應(yīng)使用顆粒直徑＜40 mm、含水含土量較少的中沙，回填后使用圓木進(jìn)行人工夯實(shí)處理。

6 管道靜水壓試驗(yàn)

案例工程中的PCCP管道設(shè)計(jì)壓力為0.60Mpa，每進(jìn)行1km的管道安裝施工后應(yīng)對(duì)首段管道實(shí)施水壓實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)管道進(jìn)行逐段試壓，且每段管道長(zhǎng)度設(shè)置不得＞10 km。完成以上試壓且無(wú)任何異常后，實(shí)施10km水壓試驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求便可實(shí)施長(zhǎng)距離水壓試驗(yàn)，直到整個(gè)管線均滿足設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)語(yǔ)

PCCP 管在工程運(yùn)用中有著較好的密封性，能夠抵抗較強(qiáng)的腐蝕以及使用周期長(zhǎng)等特性而被廣泛應(yīng)用于各種管道工程之中，隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，PCCP管道施工技術(shù)也發(fā)生了較大的改善，并在實(shí)際工程施工中發(fā)揮著重要的作用。文章通過(guò)實(shí)際案例，對(duì)長(zhǎng)距離PCCP管道在復(fù)雜地形下安裝關(guān)鍵工序、施工方法、質(zhì)量控制等技術(shù)工藝進(jìn)行了細(xì)致的分析，以期為以后管道工程提供參考建議。