馬英豪，成 雷，張繼強(qiáng)

（山東省膠東調(diào)水局，山東 濟(jì)南 250100）

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程自打漁張引黃閘引取黃河水，分別向青島、煙臺(tái)、威海供水。整個(gè)工程由引黃濟(jì)青工程和新建輸水明渠、壓力管道、暗渠、隧洞等組成，全長(zhǎng)468.24km。其中部分新建壓力管道采用PCCP，內(nèi)徑 2.2～1.6m，每節(jié)管長(zhǎng) 5000mm，單節(jié)管重約8～15.2t，壁厚根據(jù)內(nèi)壓和外荷載不同，為100～165mm。現(xiàn)對(duì)PCCP實(shí)際安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)作一總結(jié)。

1 PCCP管道特性

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管 （PrestressedConcrete CylinderPipe，簡(jiǎn)稱PCCP）由3部分組成。第一部分為高強(qiáng)度混凝土管芯，是管子的主要結(jié)構(gòu)部分,可提供光滑的內(nèi)表面，以利水流。該芯包括一個(gè)鋼筒，起防水作用，可提供縱向的抗拉強(qiáng)度，并可增加環(huán)向強(qiáng)度。第二部分為高強(qiáng)度抗拉鋼絲，以一定的預(yù)應(yīng)力螺旋式纏繞在管芯上，在管芯上產(chǎn)生均勻的壓預(yù)應(yīng)力，以抵償由內(nèi)壓和外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。第三部分為一密實(shí)的水泥砂漿保護(hù)層，包住纏繞的預(yù)應(yīng)力鋼絲及管芯，使之免受物理?yè)p壞和外界腐蝕。

PCCP具有承壓力高、剛度大、抗?jié)B強(qiáng)、安裝方便、接頭密封好、經(jīng)久耐用、不污染水質(zhì)、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn),是目前世界上使用最為廣泛的大口徑、高壓力管材之一,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用輸水、配水及灌溉系統(tǒng)中。

2 PCCP輸水工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 安裝前質(zhì)量控制

1）查勘現(xiàn)場(chǎng)，做好施工安裝總體計(jì)劃。

2）審核設(shè)計(jì)圖紙，編制詳細(xì)配管圖和管道安裝鋪蓋要素表。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙平面位置及縱向高程要求，計(jì)算管道安裝鋪蓋要素表，特別是針對(duì)平面和高程折點(diǎn)處的角度借轉(zhuǎn)，需要提前做出詳細(xì)計(jì)算，并具體到每一節(jié)管子，以此作為管道安裝以及管槽基坑開(kāi)挖的控制依據(jù)，并做好技術(shù)交底。

3）制定管槽開(kāi)挖及管道安裝詳細(xì)計(jì)劃，明確布置好施工道路、棄土區(qū)、備管區(qū)，確定管道安裝的位置和順序。管道基槽開(kāi)挖須先規(guī)劃施工道路，單管安裝溝槽底部寬度較小，宜在基坑上向溝槽內(nèi)吊裝作業(yè)，因管道自身重量大，再加上吊裝設(shè)備重量及車(chē)輛來(lái)回振動(dòng)，形成較大的坡頂動(dòng)荷載，易導(dǎo)致邊坡不穩(wěn)定。所以，施工道路不但要確保土方機(jī)械、管道運(yùn)輸車(chē)輛的安全暢通，還要預(yù)留1～2m安全距離，給大型吊裝設(shè)備留出足夠的作業(yè)空間。

PCCP一般是從一端順序地向另一端安裝，中間不宜斷開(kāi)，除非從該處增加轉(zhuǎn)換件，最后用鋼管補(bǔ)夾空。通常從下游向上游逆水流方向安裝，一般從排氣井、閥門(mén)井或與鋼管接頭處開(kāi)始進(jìn)行。如遇到下坡，管道應(yīng)從坡底向坡頂方向安裝，這樣安裝省力，且不必考慮水流方向問(wèn)題。

4）嚴(yán)格管材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收。重點(diǎn)檢驗(yàn)管徑、長(zhǎng)度、工壓、標(biāo)記、管內(nèi)外表面質(zhì)量等。

2.2 安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制

2.2.1 基坑開(kāi)挖及管道基礎(chǔ)

1）基坑開(kāi)挖。土石方開(kāi)挖前，根據(jù)地下水位的情況，選擇降排水方式，確保地下水位位于開(kāi)挖設(shè)計(jì)基底0.5m以下。當(dāng)?shù)叵滤贿^(guò)高時(shí)，可以采用坑外管井降水、坑內(nèi)明溝集水坑相結(jié)合的方式降排水。同時(shí)做好基坑外圍的臨時(shí)截水溝，以防基坑外水流流入基坑、沖擊邊坡，造成邊坡坍塌，影響施工進(jìn)度、安全。

基坑開(kāi)挖一般采用機(jī)械挖土，人工清底應(yīng)嚴(yán)格控制標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖，如局部超挖，則用相同的砂土或細(xì)砂回填，并夯實(shí)到天然密實(shí)度?；坶_(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)組織驗(yàn)收，合格后立即進(jìn)行下道工序施工。同時(shí)應(yīng)注意天氣變化，嚴(yán)禁基槽泡水。

2）管道基礎(chǔ)。PCCP為柔性接口，管道基礎(chǔ)局部變形不應(yīng)過(guò)大，在巖石、砂夾石等地質(zhì)條件較好的管基上鋪設(shè)砂墊層，在松軟黏土層等地質(zhì)條件較差的管基上鋪設(shè)碎石墊層和砂墊層，必要時(shí)須根據(jù)實(shí)際情況采用拋石或碎石換填處理，以保證管道鋪設(shè)過(guò)程中較少產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，防止地基不均勻沉降導(dǎo)致漏水。

2.2.2 管道安裝

PCCP安裝控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié)是管口接縫寬度和接頭水壓試驗(yàn)檢測(cè)。另外要重點(diǎn)控制管子與基礎(chǔ)面接觸嚴(yán)密，不能出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，管道安裝完畢要用砂土對(duì)管腳進(jìn)行填塞穩(wěn)固，防止回填時(shí)管子發(fā)生位移。

1）管道吊裝。根據(jù)實(shí)際情況，選擇吊裝能力有足夠富余度的吊裝設(shè)備。吊裝應(yīng)采用雙吊點(diǎn)兜身吊，不得用裸鏈條、吊鉤直接接觸PCCP管保護(hù)層,應(yīng)采用帆布、皮革尼綸等軟吊帶,從管槽頂部向溝槽內(nèi)下管時(shí)要系纜風(fēng)繩，保持管子平衡。

2）焊接陰極保護(hù)連接鋼板。先用鑿子剔除承口鋼板上的混凝土，露出鋼板外緣后再焊接，焊接不能超出承口內(nèi)側(cè)邊緣，防止擠壓膠圈，在管道安裝插口膠圈前對(duì)應(yīng)承口鋼板位置牢固焊接插口鋼板。

3）承插口清理。用平鏟清理，除去灰塵、雜渣、防銹漆漬等異物，以用手撫摸感覺(jué)光滑為原則，防止粗糙的表面擠壓膠圈。

4）橡膠圈安裝。橡膠圈使用前要逐個(gè)檢查，不得有割裂、破損、氣泡、大飛邊等缺陷。安裝時(shí)要防止過(guò)度擠壓膠圈，同時(shí)要注意接縫寬度，防止膠圈外露，失去密封效果。冬季低溫施工還要有防凍措施。

一般上下左右4人配合拉伸安裝膠圈，膠圈放入插口凹槽后，要檢查膠圈是否扭曲，如有扭曲，在膠圈和插口間插入一根圓形光滑棒，沿管道插口的周邊環(huán)向移動(dòng)一周調(diào)勻橡膠圈，消除扭曲翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

5）承插口涂刷植物油。承插口潤(rùn)滑可以用肥皂水，也可以涂刷植物油，但必須對(duì)膠圈無(wú)腐蝕，重點(diǎn)刷膠圈部分，過(guò)少起不到潤(rùn)滑作用，過(guò)多不僅浪費(fèi)，還會(huì)造成承口底部縫內(nèi)積油，打密封膠時(shí)清理困難。

6）安裝就位。管道安裝按照承口在上游，插口在下游的方向進(jìn)行布置。如果按照逆水流方向安裝，吊裝時(shí)應(yīng)將承口端略高，插口略低，形成一個(gè)順?biāo)鞣较虻男∑露取?duì)好口后，用張拉設(shè)備將管道固定好，吊車(chē)緩緩將管子吊離地面，以減少摩擦阻力，張拉人員在指揮人員及看膠圈人員的指揮下開(kāi)始進(jìn)行張拉，將管子慢慢地對(duì)接就位；如果順?biāo)鞣较虬惭b，應(yīng)將承口方向略高，插口方向略低，按照這樣的方法安裝，借助管子自身重力，張拉時(shí)省力。

7）管道接頭打壓。管道接頭打壓應(yīng)與安裝同步進(jìn)行，宜先試壓再打壓。先試壓就是提前快速檢查膠圈是否密封良好，如果試壓穩(wěn)定，再拆除張拉設(shè)備和鋼絲繩，同時(shí)按要求重新打壓，避免膠圈局部扭曲誤認(rèn)為是膠圈被擠壓損壞漏水，減少拔管返工。打壓時(shí)壓力為設(shè)計(jì)工壓的2倍，且能夠恒壓保持5min，接縫處無(wú)滲水、漏水現(xiàn)象，則該接頭密封符合要求，否則需要返工處理。打壓完成后應(yīng)復(fù)核管節(jié)高程和中心線。

8）焊接陰極保護(hù)銅纜。一般用氬弧焊焊接兩鋼板之間的聯(lián)系銅纜，焊接一定要牢固，防止接頭抹縫時(shí)碰掉銅纜。

9）管道接頭防腐。安裝合格的管道外部接縫要用水泥砂漿抹縫，采用帶狀包裹扎緊固定，內(nèi)穿鐵絲，通過(guò)拉動(dòng)鐵絲達(dá)到內(nèi)部砂漿密實(shí)。內(nèi)縫填實(shí)采用聚硫密封膠。打膠前應(yīng)先清除管道接縫內(nèi)的灰塵、污物、積水、油漬等，確保接觸面清潔干燥，在縫兩側(cè)貼好膠帶，按要求填充。接頭防腐無(wú)論是外縫還是內(nèi)縫都要及早進(jìn)行，外縫抹完后可及早進(jìn)行管道回填，而內(nèi)縫更要隨管道安裝隨時(shí)進(jìn)行。

10）回填夯實(shí)?；靥顣r(shí)首先采用中粗砂進(jìn)行管道基礎(chǔ)兩邊對(duì)稱填充（30cm一層），灑水振實(shí)，高度至管身135°。然后，逐層用回填土在管道兩側(cè)同步回填，每層厚度不超過(guò)30cm，回填土不得含有機(jī)物、凍土、磚石等硬物，以免損傷管材及接口，回填土壓實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證管道安全穩(wěn)定。

2.2.3 管道水壓試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范要求，壓力管道安裝完成后須進(jìn)行分段水壓試驗(yàn)，且長(zhǎng)度不超過(guò)1km，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)工壓加0.3MPa。

3 結(jié)語(yǔ)

大口徑預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道在長(zhǎng)距離輸水工程中應(yīng)用十分廣泛，通過(guò)本工程施工過(guò)程中各標(biāo)段的實(shí)踐，PCCP施工工序較為簡(jiǎn)單方便，通過(guò)以上措施能有效控制管道安裝質(zhì)量。