PCCP给水管道安装施工主要技术措施.doc

PCCP管在供水管道工程中应用及施工关键技术方法

慈溪市自来水总企业——陈邦红

一、 前 言 慈溪市是资源性缺水地域, 伴随慈溪社会经济快速发展, 市内水域无法处理用水需求, 市政府实施慈溪市汤浦水库引水工程, 从计划、 谈判到签署供用水协议; 历时二年多时间。于 2月26日省发改委正式同意初步设计, 并列入省关键工程项目。该工程是慈溪市首个大口径、 长距离跨地域输水管道项目。输水管线总长约65公里, 途经上虞市、 余姚市、 慈溪市三市。其中安装DN1600预应力钢筒混凝土管（PCCP管）33.84km, 工作压力0.4Mpa。PCCP管在本市首次采取, 工程施工时, 依据PCCP管产品性能, 结合《给排水管道工程施工及验收规范》, 制订了部分切实可行施工技术关键点, 指导现场安装, 水压试验一次成功。我有幸参与该工程施工, 总结经验, 供同行参考, 分析不妥之处, 敬请指正。
二、 PCCP管材结构特征
1、 预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe）简称PCCP管, 是带有钢筒混凝土管芯缠绕预应力钢丝, 再喷水泥砂浆形成保护层。是钢板、 混凝土、 高强钢丝和水泥砂浆多个材料组成一个新型复合输水管材。接口采取钢制承插口胶圈连接。DN1600PCCP管单节管长5米, 管重9.88吨/支, 承插口采取双胶圈连接。以下图:

2、 PCCP管优缺点: 管材壁厚远大于钢管、 球管, 所以刚性强、 能承受较大管外荷载; 采取内置焊接钢筒, 经过水压检验, 抗渗性好; 采取钢制承插口双胶圈柔性连接, 比钢管焊接要方便快捷得多, 而且每个接口有0.5°借转角, 适应了不均匀沉降; 内外水泥砂浆保护, 管道防腐性能很好, 内壁表面光滑, 摩阻系数＜0.012, 水头损失小。但因为单节重量大, 又柔性接口连接, 抗拉性很差, 受外力作用时接口轻易拉开, 故对管基础及回填土要求较高; 安装不如钢管灵活, 工作面宽度要求比钢管宽; 管理风险比较大, 一旦出现问题, 修复比较困难。
三、 PCCP管施工技术及提议
1、 施工作业步骤: 场地平整→测量放线→管道运布管→管沟土方开挖→施工降排水→PCCP管吊装就位→PCCP管道安装→接口水压试验→填封接口缝→土方回填→管段水压试验→完工清理。
按施工作业步骤, 结合本工程, 对DN1600PCCP管道安装施工技术作具体分析:
2、 工作面场地清理平整, DN1600管道施工工作面宽为25米。全部清除物, 必需按指定地域进行弃置, 尤其是农田、 河道排水必需通畅、 不得污染环境。因管道敷设所处地段大部分位于农田, 管道运输车辆不可能直接运到管线位置。依据地理环境, 尽可能借用就近道路, 铺设施工便道及临时堆管场地, 临时堆管场通常为500米设一个点为易。以上工作需配合政策处理工作。
3、 管道装卸、 存放及现场检验: 管子在装车运输时, 在车上设置专用支座以稳定管子, 并与车厢绑扎牢稳, 预防震动、 碰撞及滑移。要求厂方用十字支撑钢环内套在管口, 保护承插口形变。管道装卸必需用大于25T起重机吊装, 管子起吊采取兜身吊带或专用起吊工具, 严禁采取穿心吊, 避免碰损管子。严禁溜放或用推土机、 挖掘机等直接碰撞和推拉管子。PCCP管吊卸到堆场只能单层存放, 不许可堆放。抵达现场每一支PCCP管必需附有出厂证实书。管子到场必需逐根进行外观检验: 管子产品编号是否与出厂证实书编号一至, 检验PCCP管尺寸公差, 如椭圆度、 断面垂直度、 直径公差和保护层公差, 符合现行国家质量验收标准要求。
4、 管道运布管: 每一管段在开挖前必需先把管子从堆场逐根运布在沟槽一侧到位, 依据实际经验, 一个用二台PC200挖掘机前后同时吊起管子运布到管位。这种方法速度较快且安全性也很高。另一个制作一个钢制拖船, 把管子吊到拖船, 用一台PC300挖掘机拖运布管。两种方法按地形情况选择。在安装前要检验管子承插口有没有碰损、 外保护层有没有脱落等, 发觉裂缝、 保护层脱落、 空鼓、 接口掉角等缺点在规范许可范围内, 使用前必需修补并经判定合格后方可使用。PCCP管安装采取橡胶密封圈材质必需符合JC625-1996要求。橡胶圈形状为“○”形, 使用前必需逐一检验, 表面不得有气孔、 裂缝、 重皮、 平面扭曲、 肉眼可见杂质及有碍使用和影响密封效果缺点。生产PCCP管厂家必需提供橡胶圈满足规范要求质量合格汇报及对应用水无害证实书。
5、 管沟基槽土方开挖: 采取PC300挖掘机开挖为主, 人工辅助整坡和清底。DN1600PCCP管基槽宽3.0m, 开挖面宽为5至6米, 开挖边坡坡比依据现场土质情况留设。开挖过程中用经纬仪监控中线位置, 用水准仪随时监测槽底高程, 避免超挖或欠挖, 并确保设计基槽底部尺寸。管基底标高关键位于粉质粘土及粉土层, 局部地段有淤泥质土, 地下土含水率较高, 所以作好降排水工作非常关键。对施工影响不大部位, 可直接采取明沟排水方法, 对地下水严重地段, 采取在管道两侧进行管井降水。沟槽开挖较深, 每个接口工作基坑处采取钢板桩支护。遇淤泥质土, 采取双排钢板桩支护。管道采取随挖随装方法。
6、 基础处理: 地基土为粉土、 粘土、 粉质粘土管基采取天然地基作为基础; 淤泥质土管基, 管底铺设300mm厚砂石垫层; 含水率较高淤泥质粘土或局部土质条件较差段可在块石下铺一层竹排或在管基下打松木桩加固。
7、 PCCP管吊装就位及安装: 管道安装次序从运布管方向终点反向施工, 预防机械车辆往返扰动, 使安装好管道因单侧挤压发生位移。
（1）管道吊装就位用二台挖掘机直接吊装吊至沟槽内, 用进位手扳葫芦配合挖掘机, 对管子进行上下、 左右微动, 经过下部垫层、 垫板使管子就位;
（2）安装前先清扫管子内部, 清除插口和承口圈上全部灰尘、 泥土及异物。胶圈套入插口凹槽之前先分别在插口圈外表面、 承口圈整个内表面和胶圈上涂抹润滑剂, 胶圈滑入插口槽后, 在胶圈及插口环之间插入一根光滑杆（或用螺丝刀）, 将该杆绕接口圆二周（二个方向各一周）, 使胶圈紧紧地绕在插口上, 形成一个非常好密封面, 然后再在胶圈上薄薄地涂上一层润滑油。
（3）将刚吊下管子插口与已安装好管子承口对中, 使插口正对承口。采取手扳葫芦外拉法将刚吊下管子插口缓慢而平稳地滑入前一根已安装管子承口内就位, 管口连接时作业人员事优异入管内, 往两管之间塞入挡块, 控制两管之间安装间隙在20～30mm之间, 同时也避免承插口环发生碰撞。管子对接后, 检验胶圈位置, 用一自制柔性弯钩插入插口凸台与承口表面之间, 并绕接缝转一圈, 以确保在接口整个一圈都能触到胶圈, 假如接口完好, 就可拿掉档块, 将管子拉拢到位。每安装一节管子后, 根据平面坐标±50mm, 管内底高程±20mm, 水平管道直线度15mm/10m要求, 检验校测高程及相对转角, 如发觉问题立刻调正。
（4）管子对口完成后对每一处接口做水压试验。在插口两道密封圈中间螺孔注水加压。为预防管子在接口水压试验时产生位移, 在相邻两管间用拉具拉紧。接口试验压力值为0.4MPa, 恒压5分钟, 检验接口无渗漏即合格。并作好每支管子安装统计。
（5）在接口外侧裹一层塑料编织带（15～20cm宽）作模, 并用细铁丝将两侧扎紧, 上面留有灌浆口, 在接口间隙内放一根铁丝, 以备灌浆时往返牵动, 以使砂浆密实。接口内凹槽用1∶2水泥砂浆进行勾缝并抹平管接口内表面。使之与管内壁平齐。
8、 沟槽回填土施工: 管子安装就位后, 需立刻进行回填覆土, 对安装管子进行定位, 以预防安装下一根管子时对它造成扰动, 同时回填土必需满足要求; 管底回填土在安装管子前必需完成, 确保管沟内无水、 无石块, 按每层约200mm用打夯机压实, 确保密实度大于90%, 管底及两侧采取砂或碎石回填至胸腔, 胸腔以上部分采取开挖土回填, 并扎实密实度确保在75%以上。当日安装管道必需当日回填土方, 预防漂管事故发生。
9、 水压试验: 管道安装后, 为确保管网系统可靠性, 依据管线节点位置进行分段水压试验。水压试验管段长度通常在1000m左右。试验前管线镇墩等构筑物达成设计强度要求, 以预防管线位移或变形。