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大口径PCCP管道安装工程施工方案

南水北调中线xx段应急供水工程（xx段）xx～xx段PCCP管道工程采用平行双线PCCP管道，单线管长12188.66m，其内径为4m，外径约4.7m，设计工作压力为0.4、0.6、0.8MPa。根据不同的工压及覆土厚度，经结构计算，组合为4种管型：管芯厚度260mm（双层缠丝）、300mm（单双层缠丝）、380mm（双层缠丝）。
5.6.1安装前的准备工作
为了实现工程安装成功，加强项目管理，以管理为核心，以技术为先导，以优质高效为已任，全面推进现代化管理水平，特成立安装人员组织机构（如下）。同时，做好以下几方面工作：
安装人员组织机构框图 图7
项目部经理
技术总负责
现场经理
经营预算组
设备管理组
材料供应组
资料档案组
质量检查组
安全环保组
施工技术组
PCCP安装队
机械操作队
回填施工队

5.6.1.1人力资源
安装人员部署，组织安装人员熟悉图纸，向安装人员进行安装施工方案交底。对施工人员进行专业技术培训，熟悉掌握各种施工设备的操作规程。负责管道安装工程的测量人员应会同建筑工程的测量人员对建筑工程的测控网进行校测，在此基础上建立管道安装工程的测控网。
安装人员配置表 表10
技术人员
安 装 工
普 工
机械操作人员
12
80人
40人
20人
5.6.1.2物力资源
抓好材料与设备的计划与落实，并及时供货到现场，以保证安装顺利进行。
安装材料与设备配置表 表11
序号
名称
单位
数量
备注
1
装管车
辆
4
自制
2
轨道
m
500

3
千斤顶
台
16
50t
4
手动试压泵
台
2
4Mpa
5
履带吊
辆
1
600t
6
卸管车
辆
2
自制
7
手拉葫芦
个
16
20t
8
磨光机
台
4
清洁接头
5.6.1.3 现场备货：
为保证PCCP管道安装的连续进行，现场要按配管图分不同型号、规格、分别在安装地点或上部的施工道路旁存放一定数量的管道，禁止叠层存放。
①PCCP管道运输到现场后，用600t履带吊车卸车，采用高强纤维吊带加两根钢丝绳兜身起吊（严禁穿心吊装）。也可直接从预留好的下车道运到管沟内铺设好的垫层边，然后用自制的门型卸管车从车
上卸管。
②管道存放时下部用沙袋垫空，垫物距管端的距离为1.2m。方便起吊。
③在干燥气候条件下应加强管子的后期洒水养护，并采取堆防洪坝等防洪措施加强对已安装管道的保护。
5.6.2管道安装
首先对进场PCCP管道及“O”型橡胶圈进行验收，验收合格后投入安装，安装后测量轴线及高程，并进行接头水压试验，各项检验合格后进行接头灌浆。
5.6.2.1 PCCP管道材料进场验收
对到场的PCCP管道和密封圈，必须附有产品合格证，并对管体外观质量逐根进行检测，并认真做好检测记录。依据《预应力钢筒混凝土管》（JC748）及《ANSI/AWWA C301-2001》等有关技术规程对管体外壁外观质量进行检测，主要从以下几个方面进行检测：
①保护层不得出现空鼓、裂缝与剥落。
②用20倍的读数显微镜（精度为0.01mm）和钢卷尺检测管道出现的裂缝宽度及长度，管子内表面出现的纵向裂缝宽度不得大于0.1㎜；裂缝长度不得大于150㎜；螺旋状和环状裂缝宽度不得大于0.25㎜；距管端300㎜内的环向裂缝宽度不得大于0.4㎜。如发现超标，应采取返修措施直至符合要求。
③承插口钢环工作面应光洁，不得粘有混凝土、水泥及其他脏物。如发现有脏物等其他缺陷应进行清理或打磨，直至合格。管子承插口端面不得有缺棱、掉角、孔洞等缺陷。管子内表面应平整，不应出现浮渣、露石和不密实现象。
④管体内径采用钢尺进行测量，管体内径设计指标为4000mm，规范要求及施工控制指标为4000±8mm。承口内径及插口外径采用自制高精度量规测量。

测量PCCP承口内径、插口外径的自制专用量规 图8

测量时分别呈“米”字形测量出4组内、外径数据，用最大值减最小值，所得数值比标准直径即为承口椭圆度，椭圆度不得超过5‰，且最大偏差不得超过规范规定。
⑤对管道型号、规格、压力等级、数量、编号、管子的生产日期和出厂日期、防腐涂层进行检查登记，同时查看生产厂质量检验员及检验部门签章。
5.6.2.2 橡胶圈进场检验
“O”型无接头实心橡胶圈进场检验，首先查验产品合格证，随后进行外观检查，胶圈表面必须光滑，无凹坑、砂眼，不得有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲及肉眼可见的杂质等其他缺陷胶圈直径用游标卡尺进行检测，其直径应为20mm±0.5mm。
凡没有合格证及有上述质量缺陷的产品禁止使用，对合格的产品进行编号使用。
5.6.3 管道安装工艺
5.6.3.1管道起吊
在管中心线两侧铺设轨道,采用自制的门型装管车,首先将第一根管子找平找正，然后用车上的20t吊葫芦吊起准备对接的管子,推到离已安装管口0.3～0.5m处。
5.6.3.2清洁接头
(1)安装前应先将承口内部和插口外部的泥土脏物清刷干净，彻底清扫管内的杂物和尘土。
(2)清理管子承口和插口，使工作面光滑无突起异物。
(3)安装时将管材的插口、承口刷食用植物油。
5.6.3.3胶圈安装：
按照技术规范要求，安装时用食用植物油润滑胶圈，胶圈放入插口槽内后，在胶圈下插入工具短棒，并沿管道插口周边移动2～3圈来调整胶圈松紧。安装时胶圈应保证平正无扭曲，若安装时发现胶圈扭曲，应立即退出，重新安装。将胶圈套入PCCP插口的胶圈凹槽后，用专用“U”型环理顺胶圈，以确保安装的胶圈平正无扭曲。
5.6.3.4.PCCP管道对接安装：

管道安装组对专用龙门吊式装管架 图9

用如上图所示吊装方法将管道吊起，当管道吊起高度不小于100mm后，管道运输车离开装管架，然后将装管架沿轨道推至卸管位置，将PCCP卸下（管道就位前须在纤维吊带位置挖设沟槽以便抽取吊带）。
安装组对时，（见下图10）管道的移动与上述卸管方法相同。管道的轴线对中及校正用装管架内侧前后共4个千斤顶进行调整，管道的高程用吊葫芦进行控制。胶圈安装完成后，用装管架移动待安装管道，将插口缓缓靠近承口，用装管架两侧16t千斤顶调整左右偏差， 20t吊葫芦调整管道高低。设置专人观察承插口对接情况，人站在管接口处，观察承插口的缝隙亮光是否均匀，如缝隙亮光均匀，说明承、插口对正，使用千斤顶拉杆装置或管内手拉吊葫芦使插口缓慢进入承口。在进入过程中，仔细观察胶圈滑入情况，并用直尺及限位块及时检查环向间隙是否均匀，随时进行调整，环向间隙控制在20mm～35mm。管道对接就位后，在管道承口端放置2.5m的水平靠尺，利用靠尺中点上线锤确定管道中心线及管底标高测量点，用全站仪或J2型
管道安装组对示意图 图10

经纬仪确定管轴线是否符合要求（偏差≤30mm），用水准仪确定管内底标高是否符合要求（±30㎜）。轴线、标高符合要求后，管底两侧同时用人工回填管道90°包角，并捣实，然后缓缓放松起吊葫芦，使管子完全着地，再重新复核轴线、标高，符合要求后抽出纤维吊带，再用专用加压泵进行管道接头试漏。千斤顶拉杆装置见下图。
千斤顶拉杆装置示意图 图11
1 2 3 4 5 6

1－卡具 2－拉杆 3－拉杆牵引轴 4－后背工字钢 5－螺旋千斤顶 6－顶铁。
在安装过程中要注意，承插口处的打压孔和排气孔的正确位置，即保证排气孔位于正上方。管子安装过程中若发现胶圈脱槽（或挤坏），则将管子拆除更换胶圈后再进行安装，但接头和胶圈须重新清洁、涂刷食用植物油。
每道管道安装完毕后，应采用钢制测缝规检查密封橡胶圈是否仍在插口环的凹槽内，检查接口间隙是否符合规定要求，若胶圈接口间隙大于2mm或胶圈位移，应重新安装，经检验合格后，才能将吊具移开。
5.6.3.5 PCCP安装自检：
每个管道接口安装完毕后，经自检合格后，再继续安装下一根管子。自检要求如下：
①安装好的接口应环向间隙均匀一致，（15mm＜d＜30mm〕。
②轴线及高程测量：管道轴线及高程控制测量三次，即安装时测量、安装后测量、管顶以上500mm回填后测量（轴线采用全站仪或J2型经纬仪测量，高程采用水准仪测量）。安装时测量在管道安装时进行，主要起到管道安装定位作用；安装后检验在每一个单元安装完成后进行；管顶以上500mm回填后测量由测量负责人现场测量。当一个单元所有管道，管轴线及高程都符合设计图纸要求及规范规定（管轴线允许偏差为30㎜，管底高程允许偏差为±30㎜）后，填写测量记录表及施工测量成果报审单，向工程监理单位正式报审。安装后测量、管顶以上500mm回填后测量由专业监理工程师现场全程监督，并随机进行抽查。
③管道安装要符合质量标准要求，并作好记录。
④管底两侧回填密实。
⑤逐根进行接头打压，合格后方可进行下一根管子安装。
5.6.3.6接头打压试验：
PCCP管道接头打压试验，用专用加压泵从接头下部的进水孔压水，上部排气孔排气，排气结束后拧紧螺栓，加至规定的试验压力（同管道压力），保压5min内无明显压降即为合格。接头水压试验前后共计3次，即安装时接头打压试验、安装后打压试验、管顶以上500mm回填后接头打压试验。
①第一次安装时接头打压试验在每节管道定位后及时进行，符合要求后方可安装下一节PCCP管道；
②第二次打压是在安装后接头水压试验。一般在每安装完3节PCCP管后，对先前安装的第一根管接缝进行第二次打压。
③第三次打压是在管顶以上500mm回填后完成后进行接头水压试验，试验压力为12倍的工作压力，保持5min压力不下降即为合格。
安装后水压试验及管顶以上500m回填后接头水压试验由专业监理工程师现场全程监督，并随机进行抽检。每次打压要认真填写《PCCP接头打压记录表》，合格后方可进行下道工序（接头外缝灌浆、土方回填）施工。
5.6.3.7接头灌浆封堵：
为保护外露的承插口钢构件不受腐蚀，安装后打压试验合格后，需进行接头外缝灌浆保护。接头外缝灌浆养护期过后，进行外缝防腐（≥1mm厚环氧煤沥青涂层）。管顶以上500m回填后接头水压试验合格后，进行接头内缝灌浆。
①外缝灌浆护带：首先在外部接口缝隙表面淋水，以确保缝隙表面完全湿润。在接头外侧裹一层宽度为250mm的针刺模布带，作为灌浆接头的外模。应事先将外模材料的两边折回后缝制成孔道，用铁条穿入后裹好、扎紧，只在最上面留出灌浆口。然后灌入水灰比为0.65的1:3的水泥砂浆，水泥砂浆应有较好的流动性，以使其均匀、密实、无缝隙。待砂浆灌满后，灌浆口上部用干硬性砂浆填满抹光。
外缝灌浆护带内的砂浆达到设计强度后，拆除灌浆护带，现场喷涂防腐层涂料厚环氧煤沥青涂层进行外缝防腐，至少喷涂两道，总干膜厚度不少于1000μm。
本工程在检修阀井、镇墩、排空阀井、排气阀井、分水阀井上下游各相邻两节管接口处及地基变化、易产生不均匀沉陷的部位PCCP管道接口处的内外壁缝隙内部分填充聚硫密封胶。在接缝处先塞填聚乙烯闭孔板，再填塞聚硫密封胶，捣实抹平。
②封堵管道内部接缝：
清扫管道内接缝，确保接缝内没有异物和灰尘后，采用直接勾嵌法在缝内塞填1:2水泥砂浆，填压密实，表面平整光滑。
按照图纸要求，在局部地段的接头的内侧填塞聚硫密封胶。清扫干净后，在内侧接缝内先塞填聚乙烯闭孔板，再填塞聚硫密封胶，捣实抹平。
③砂浆采用搅拌机搅拌，少于0.4m3时，采用人工拌制，质量满足GB748中6.15款规定。并保证不使用已有硬化现象的砂浆，不允许以任何方法将砂浆加水重拌。
5.6.3.8．异型管及配件安装
①异型管安装时，在其下面垫2块2m（长）×0.5m（宽）×0.9m（高）C20混凝土预制块进行支护,异形管安装完后,预制块与异形管一起浇筑在镇墩里。
②管件安装完成后及时按设计要求做好镇墩，阀门安装完毕后及时浇筑好闸井。
5.6.3.9．管道安装注意事项
①管道安装过程中，应注意保持管材、管件等内部的清洁，应及时进行清理。并用硬刷子清除粘在管道表面的异物，然后用水喷洒冲洗。
②当必须在0℃气温以下安装时，应当改变或调整橡胶材料配方，使其适应在低温下作业；或采取能够防止橡胶圈变硬的措施（如在热水中浸泡使其升温。
5.6.4 PCCP管道静水压试验
5.6.4.1 水压试验方案
在试验段两端，预留一段沟槽不开挖，作为试验段试压靠背，并在其上用回填土夯实，其宽度为14m，长度不小于10m，回填高度一端为3m，另一端为1m；（试压示意图见下图）。 图12

试验段安装完毕，接头试漏合格后，在试验段两端安装5.4m长，φ4000mmSP承插口试水短管，试水短管一端焊接δ40mm，4.0×3.5m2钢板，钢板上焊有加劲板，作为试压封板，将试压靠背间浇筑底长3.5m、底宽14m、高7m的C20混凝土镇墩，要求镇墩底比已开挖管沟低2m，在镇墩与临时开挖区间一律回填C20混凝土，不得以原土回填。在试水短管上安装进人孔盲板，在进人孔盲板上有DN150的进水孔、DN150排气孔和DN32打压孔并安装DN15的压力表及表阀，试压用水从试压上游试水短管上DN150进水孔注水。试压程序见下图13：

试压程序示意图 图13
不合格
加 压
灌 水 浸 泡
检查及修复
压力达试验压力
PCCP安装完成
管 内 清 理
测试漏水量
合 格
压降
不降压
合 格

5.6.4.2.水压试验应具备的条件
①PCCP管接口全部验收合格及管顶填土不小于500㎜之后，并夯实。
②管轴线和标高经监理验收符合规范要求，接头水压试验合格。
③混凝土镇墩达到要求强度C20的75%。
④管内人工清理完成。
⑤撤离对管道试压有影响的设备、障碍物。
⑥压力表已校验并安装完成，精度符合要求，压力表的量程为0～2.5MPa，分别安装在试压管段的两端，试压读数以低处读数为准。
⑦试验管段所有敞口应堵严，不得有渗水现象。
⑧打压水源、水泵、发电机、专用加压泵、试压阀门、压力表等试验用设备齐全，且精度符合要求。
5.6.4.3试压过程
试压现场通过DN100的供水管线，向管内缓慢充水，以免使管道发生水锤等现象，对管道造成损坏。充水时，先打开管道高处的DN150的排气阀，充分排除空气，充满水后，用多级泵向管内注水，逐步缓慢分级升压（每级0.2MPa），每升一级后稳压不少于10分钟（为保持压力，允许向管内补水），检查试验管有无渗漏处，情况正常时方可继续升压；升至水压试验压力值稳压，保持恒压24小时，检查接口、管身无破损及漏水现象，且补水量不超过管线补水量4m3/ Km/24h时，管线合格。管道水压试验合格后，应立即排水解除管道内水压力，填写试压记录，经有关人员签字后归档。再拆除上游试压靠背、试压镇墩和试压短管，封闭管线。
5.6.4.4．试压作业注意事项
1）两端封板有足够的抗压应力阻挡水压，封板后面的试压靠背要稳固 ，在管线高处设置放气阀。
2）管内注水徐徐注水，工作人员24h值班，沿线巡查管线及各种阀门是否工作正常。
3）管道内灌满水后仍需充足排气至排气孔出水为止。
4）水压试验时，应逐渐缓慢升压，如稳压期间渗漏较大，应立即终止水压试验。
5）不论试验渗漏量多大，均应对存在可视渗漏接头进行修补。
6）对压力试验期间发现的任何有裂缝或有毛病的管道应予拆除。