□李大宏
(新疆伊犁河流域開發建設管理局)
PCCP 是由預應力鋼絲、鋼筒、混凝土構成的復合管材。PCCP從結構型式上分為兩種:一種為內襯式預應力鋼筒混凝土管(PCCP-L),即在鋼筒內壁成型混凝土,在鋼筒外面纏繞環向預應力鋼絲,然后噴射砂漿保護層而制成的管道;一種是埋置式預應力鋼筒混凝土管(PCCP-E),是將鋼筒埋置在管芯混凝土里面,然后在管芯混凝土上纏繞環向預應力鋼絲后輥射砂漿保護層(詳見圖1)。

圖1 PCCP-E標準結構圖
預應力鋼筒混凝土管的生產和應用,至今已有80 a 的歷史。1939年法國邦納管道公司首先設計并制造了預應力鋼筒混凝土管(PCCP)。20世紀40年代初歐美競相開發PCCP,美國是生產和使用PCCP最多的國家,迄今為止,美國已使用PCCP管道約28 000 km,最大管徑達7 600 mm。除美國外,目前PCCP 已在美洲、歐洲、非洲及亞洲的十多個國家得到廣泛使用,近年來使用PCCP最多的國家是非洲的利比亞。
中國開發研制生產PCCP起步較晚,20世紀80年代初才開始研制。如今遍布中國,最大管徑達4 000 mm(南水北調工程)。預應力鋼筒混凝土管(PCCP)具有經濟壽命長、承受內外壓較高、接頭密封性好、抗震能力強、施工方便快捷、防腐性能好、維護方便、運行費用低、有利于生態等特性,被工程界所關注,廣泛應用于長距離輸水干線、壓力倒虹吸、城市供水工程、壓力排污干管等。
采用施工總承包模式即管道生產和安裝由一家總承包單位進行管理,有統一的指揮領導機構,負責進度的編制、審批、實施和管理,各生產(含運輸、安裝)環節統一指揮、組織、協調,方便檢查,便于進度管理,減少扯皮推諉,利于工程開展,目前是一種主流趨勢。
目前國內大部分采用生產和安裝分別委托模式,主要受限于承包單位的技術實力原因,這種方式不利于進度管理。這種模式下,生產和安裝由兩家單位進行進度管理,各自服務于本單位的利益,容易出現扯皮推諉,對進度管理帶來較大的困難。
3.1.1 PCCP管道的生產工藝:
承插口環制作→鋼筒卷焊成型→鋼筒水壓試驗→鋼筒壁混凝土澆筑→混凝土養護→脫模、轉運→纏預應力鋼絲→噴砂漿保護層→砂漿保護層養護→涂刷防腐材料→轉運至臨時堆放區→缺陷處理→檢查驗收→轉運至成品堆放區。
3.1.2 PCCP管道的安裝工藝:
基槽驗收→管道運輸→管道儲存、布設→管道安裝就位→管道打壓→填縫處理→回填→水壓試驗→回填(管頂以上)→管線清洗→驗收。
PCCP 管道的連續供應是確保安裝進度的重要支點。受自身的尺寸、水、電等因素的影響,PCCP管道一般采用工廠式流水線生產,各個工序既相互獨立又相互聯系。PCCP管道的生產實行工序驗收,即完成后就進行驗收,否則影響下一道工序的進行;也有部分工序需要最終成型后才能驗收,如鋼筒壁混凝土澆筑養護,它對進度的影響也是最大的。承插口環制作、鋼筒卷焊成型、鋼筒水壓試驗、轉運、纏絲、轉運至成品堆放區這些工序是完成后就進行驗收。在鋼筒壁混凝土澆筑、養護中,要求混凝土強度達到設計的強度(規范)后才能拆模,一般為設計強度的50%,采用蒸汽養護一般需要約12 h;纏預應力鋼絲時,管芯混凝土強度不低于28 d標準強度的70%,一般為脫模24 h后進行;纏預應力鋼絲根據PCCP管道的受力情況一般分為單層和多層,每層之間都需噴射砂漿保護層,在第二層纏預應力鋼絲時,上一層砂漿保護層立方體抗壓強度≥32 MPa,一般自然養護約需要4 d;最外層砂漿保護層一般自然養護約需要3 d;涂刷防腐材料晾曬一般條件下約需要2 d;綜合其它因素,PCCP管道的生產周期約為18 d。管道的生產周期較長,是制約進度的關鍵因素,是進度管理中的重點環節。影響PCCP管道的重要因素是取得工業生產許可證,因PCCP管道是工廠化的水泥制品。取得工業生產許可證的條件是完成各種型號的PCCP 管道生產,養護齡期滿足要求,然后到質量監督技術部門申請,經檢驗合格后,才能申領工業產品生產許可證,這個過程需要約15 d,需要提前統籌計劃。
PCCP 管道安裝進度由基槽驗收、管道的供應和安裝能力等決定。基槽驗收受土石方施工速度的影響,合理計劃組織,保證基槽的驗收。管道供應受運輸車輛和道路的影響,做好運輸車輛的運輸強度計劃和維護以及道路的維護。安裝能力受管道重量、吊裝設備、吊裝場地、安裝技術能力等決定。管道的重量由其功能決定,吊裝場地一般由設計、環保要求決定,沒有特殊情況不得更改。根據管道的重量、作業半徑選擇經濟適用的吊裝設備,根據吊裝設備選擇使用的吊裝方法,配備適用的安裝機具,是確保安裝進度一重要保證。安裝的技術能力包括管道布設、就位、打壓、填縫、回填、水壓試驗、管道清洗;各環節環環相扣,相互影響。1 節管道安裝沒有合格,下一節管道安裝就沒有辦法進行。管道安裝4 d后可以進行填縫施工,填縫完成200 m 以上時應及時進行回填,也可以視具體情況定,但管道進入現場后,裸露時間不宜過長,以免損傷防腐材料(紫外線損傷、外力等);或可能遭遇其它外力(洪水等)致使安裝好的管道破壞。
PCCP 管道的生產需要0.20 km2左右的場地,需要水電齊備(水電用量較大),一般距離安裝現場有一定的距離;需要進行廠房建設等,大約需要3 m時間。廠房建設完成后需進行試生產及取得工業產品生產許可證,試生產需要約20 d,取得工業生產許可證需要約15 d,需提前統籌計劃。PCCP 管道進行批量生產時,生產周期約為18 d,因此在生產20 d 后方可進行安裝,以滿足安裝強度和生產強度的關系。PCCP管道安裝時,需要將管道運至安裝工作面,運輸的日強度要略大于安裝強度,否則影響安裝,影響進度。管道安裝要及時進行,否則影響管道運輸和生產(沒有存儲場地)。管道的生產(儲備完成)、運輸、安裝三者相互影響,任何一個環節出現意外都影響另外兩方面的工作。因此,在施工總承包模式下,總承包單位會統籌考慮,統籌協調,進度管理較好,否則不便于進度管理。
在承攬PCCP 管道安裝工程時,都會要求一個進度總目標。在拿到進度目標后,組織技術人員和造價人員核算工程量、分析施工條件,結合施工經驗等進行強度、資源配置分析論證以及進度目標實現的保證率等。把進度目標實現的保證率、施工強度較大的環節作為重點,對施工強度和資源配置進行反復論證,必要時召開專題會,確保進度目標必須實現。
在實施時根據控制性進度計劃(進度目標)編制實施階段的總進度計劃、PCCP管道的生產和安裝計劃;然后編制年、季、月、旬進度計劃;根據以上計劃編制班組的年、季、月、日進度計劃;最后進行交底,讓管理層、操作層、所有人明確責任,確保落實到位。編制計劃時同時編制進度控制的組織措施、管理措施、經濟措施和技術措施等。利用計算機和軟件技術建立起完整、完善進度計劃系統,是實現進度目標的前提。
PCCP 管道工程戰線較長,涉及車間生產、道路運輸、現場安裝等;PCCP管道工程工藝復雜,涉及金屬結構、土方施工、混凝土施工、起重吊裝、水壓試驗等;在進度管理中任務繁重,為做好進度管理,必須成立專項的進度管理機構。進度管理機構由項目負責人、總工和進度管理員組成,負責進度計劃的編制、分解、資源計劃以及進度計劃的檢查、修整等。實施中進行定期和不定期的檢查,檢查內容為當天的完成情況、累計完成情況以及資源投入情況,并進行統計整理。運用進度軟件將進度計劃和實施情況進行對比,隨時了解進度開展情況;也可以運用視頻監控系統監控管道的生產和管道的發運(運輸環節),隨時掌握生產和運輸進度。在生產、安裝進行中,每日、旬、月等定期召開進度管理會議,通報生產完成情況、資源投入情況、下一階段的計劃、資源需求情況;針對出現的突發情況,及時采取有效的方案;確保以日保旬、以旬保月、以月保季、以季保年的進度計劃實施系統。進度計劃實施中,以月為單位進行考核,及時發現進度偏差,及時進行修整,確保進度計劃有效實施。一旦發現較大偏差,及時上報,召開專題會議研究決定。
根據PCCP 管道安裝進度滯后的時間和原因進行調整。調整的方法有增加關鍵線路的人員和設備,調整施工方法。在PCCP管道安裝中,施工邏輯順序比較固定,沒有調整余地。在PCCP管道生產中,鋼筒卷焊成型、鋼筒壁混凝土澆筑和養護、纏預應力鋼絲、噴砂漿保護層以及轉運設備是檢查的重點,針對出現的不同情況,采取不同調整方式。
在進度出現偏差時,首先進行分析論證,找出問題的關鍵,及時采取有效的調整方法,避免問題的積累。在選擇調整方法時,選擇簡單便于操作的,實施中重點監控,隨時進行檢查督導,確保調整有效,進度順利。當出現較大偏差時,應按照專題會議確定的方案進行實施。
PCCP管道安裝時,生產、運輸和安裝三個方面相互影響,任何一個環節出現偏差時,另外兩個環節都要同時進行調整,否則就不能滿足總體進度目標。PCCP管道的生產、運輸和安裝三個環節看似相互獨立,其實是緊密聯系的,是一個系統工程。