“大口徑PCCP管接縫處理”施工方法的應(yīng)用

何玉，趙士輝，邰恩利

（1.遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003；2.中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽110179）

“大口徑PCCP管接縫處理”施工方法的應(yīng)用

何玉1，趙士輝2，邰恩利1

（1.遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003；2.中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽110179）

水利工程中輸水管道采用PCCP管進(jìn)行安裝，經(jīng)3次復(fù)壓后個別管道接縫達(dá)不到設(shè)計(jì)壓力且存在輕微滲漏。滲漏形式分為內(nèi)漏、外漏、內(nèi)外漏3種情況，每種情況均包含不同壓力值的穩(wěn)壓情況，針對該情況本文重點(diǎn)介紹采用聚脲進(jìn)行處理的方法，為類似工程提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

PCCP；接縫；滲漏；聚脲

1概述

遼寧省某重點(diǎn)輸水工程位于阜新市彰武縣境內(nèi)，合同主體工程為管道建安工程，主要包括PCCP管、鋼管。主管道為3根DN3400的PCCP管或鋼管?？刂品秶簶短朌020+254～D047+577，線路全長為27.323km，其中PCCP管段線路長26.261km，鋼管段線路長0.920km。

本工程2013年6月開工，2015年6月安裝完成，PCCP管道接縫共計(jì)15750道，其中32道接縫經(jīng)3次復(fù)壓不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對32道管接縫首先采用注油法進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，目的是使膠圈復(fù)位，經(jīng)過試驗(yàn)有27道管接縫復(fù)壓滿足設(shè)計(jì)要求，剩余5道管接縫經(jīng)復(fù)壓不滿足設(shè)計(jì)要求，存在輕微滲漏的情況。

2施工方案選擇

2.1原因

PCCP管接縫滲漏根據(jù)其管材生產(chǎn)的控制、不同施工時間、不同施工人員、不同的地質(zhì)條件而產(chǎn)生。管材生產(chǎn)的控制是指管材在生產(chǎn)時承口尺寸控制在上限、插口尺寸控制在下限，雖然都在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，但安裝時相對膠圈產(chǎn)生的壓縮比偏小，造成打壓不合格；不同的施工時間是指低溫季節(jié)膠圈保溫不好，PCCP管承插口鋼件在安裝前加熱處理不好，膠圈經(jīng)壓縮后不能復(fù)原造成打壓不合格；不同的施工人員是指每個工作面施工人員不同，因施工人員技術(shù)水平、素質(zhì)、責(zé)任心存在差異，涂刷植物油、承插口對接等個別施工工序不認(rèn)真對待，造成膠圈不均勻、膠圈破損、膠圈脫離槽位等現(xiàn)象，從而造成3次打壓不合格；不同的地質(zhì)條件是指管線工程戰(zhàn)線長，地質(zhì)條件各不相同，當(dāng)遇粉質(zhì)粘土等地段時，PCCP管安裝完畢后極易造成管道的不均勻沉陷，這樣一來管道承插口對膠圈的擠壓程度不同，嚴(yán)重部位的膠圈被壓扁，相反膠圈與承插口之間形成縫隙，從而造成打壓不合格。

2.2方案比較

經(jīng)過研究討論初步確定4種處理方案，聘請有經(jīng)驗(yàn)的專家分別對4種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析、論證。

（1）合攏法。二次開挖將PCCP管改為合攏管重新安裝。優(yōu)點(diǎn)：保留接口的形式為柔性接口；缺點(diǎn)：工期長、費(fèi)用高。

（2）焊接法。在內(nèi)側(cè)對承插口鋼環(huán)進(jìn)行焊接。優(yōu)點(diǎn)：施工簡單、節(jié)省工期、費(fèi)用低；缺點(diǎn)：改變了接口的形式，將原來的柔性接口變?yōu)閯傂越涌凇?/p>

（3）混凝土墩包裹法。在外側(cè)設(shè)混凝土墩將管口整體包裹。優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、露天施工便于操作；缺點(diǎn)：二次開挖、排水工期長費(fèi)用高，且改變了接口的形式，將原來的柔性接口變?yōu)閯傂越涌凇?/p>

（4）聚脲處理法。在內(nèi)測將管縫采用聚硫密封膠、快干水泥、聚脲進(jìn)行處理。優(yōu)點(diǎn)：聚脲伸展性好仍保留接口的形式為柔性接口，且無毒環(huán)保對水質(zhì)不產(chǎn)生污染；缺點(diǎn)：工藝較復(fù)雜、費(fèi)用相對

經(jīng)過對4種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比分析，從質(zhì)量、工期、經(jīng)濟(jì)整體考慮后得出結(jié)論，認(rèn)為聚脲處理方案是最佳方案。

3施工方案

3.1修補(bǔ)材料

3.1.1雙組份聚硫密封膠

雙組份聚硫密封膠采用河南永麗化工有限公司生產(chǎn)的SGJL-851型材料，其是以液態(tài)聚硫橡膠作為主劑，加入補(bǔ)強(qiáng)劑、增韌劑、增粘劑、觸變劑和其他添加劑配置加工成基膏；以金屬氧化物等配置成硫化膏，2組分混合后可固化為彈性密封材料。該產(chǎn)品具有一定的抗老化性，與混凝土具有自粘接性能，具有嵌縫止水能力，為無毒產(chǎn)品。A組份為灰白色均勻膏狀物，B組份為黑色均勻膏狀物，配比為100∶10；材料出廠時配備界面劑，配比為1∶1。

3.1.2手刮聚脲

手刮聚脲采用北京森聚柯高分子材料有限公司生產(chǎn)的SJKR590C暴露型單組分聚脲材料，其材料為改性多種聚合物配成的聚脲類防水涂料。單組分液體在環(huán)境濕度作用下發(fā)生聚合反應(yīng)之后即可固化成彈性膜，并對絕大部分基材擁有良好的粘接性和優(yōu)異的防水性和耐沖磨性。液體產(chǎn)品固化后為柔韌性橡膠，固化速度快，附著力好，操作簡單方便，符合國家環(huán)保要求，為無毒產(chǎn)品。

表1SK手刮聚脲物理力學(xué)性能

3.1.3快干水泥

快干水泥采用湖北徠卡建筑材料有限公司生產(chǎn)的堵漏王產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有易施工、環(huán)保無毒、粘結(jié)力強(qiáng)、長效防水等優(yōu)點(diǎn)。加水后1～3min發(fā)熱硬化，可帶水堵漏；對混凝土、鍍鋅管、陶瓷等界面均有較強(qiáng)的粘結(jié)力；微膨脹、密實(shí)、抗?jié)B、抗腐蝕。

3.2施工方法

3.2.1施工工藝

管道接縫寬度5～25mm，施工工藝為：初步清理→除油→清理及打磨→涂刷界面劑→注聚硫密封膠→管縫封堵→打磨→涂刷界面劑→手刮第一層聚脲→胎基布鋪設(shè)→手刮第二層聚脲→手刮第三層聚脲。

3.2.2基面清理

（1）初步清理。用抹布、抹子、電鎬等工具清理管縫內(nèi)外的雜質(zhì)、水等，如遇管縫兩側(cè)有水情況，用堵漏王筑起臨時擋水墻，管縫初清后表面無雜質(zhì)、水，油污部位清晰可見。

（2）除油。主要清理管道安裝、物理試驗(yàn)遺留于管縫內(nèi)的油以及管道混凝土表面的油，清油及污染物范圍為管縫內(nèi)及管縫兩側(cè)，清理寬度不小于35cm。清油主要采用稀釋的洗滌劑，洗滌劑與水配比為1∶10。施工時從頂部向底部噴刷1∶10稀釋洗滌劑，用毛刷進(jìn)行刷洗，再用裝水噴壺噴水清理，然后用抹布擦干，最后用暖風(fēng)機(jī)烘干。

圖1PCCP管接縫展開圖（油污清理對比）

（3）清理及打磨。采用電動圓頭刷清理管縫底部，電動圓柱刷打磨清理接縫內(nèi)壁，標(biāo)準(zhǔn)為打磨成麻面或漏出砂粒，打磨完成后采用吸塵器清理粉塵，并用暖風(fēng)機(jī)烘干潮濕部位。加強(qiáng)管縫插口端陰角的處理工作，保證接縫干燥。

3.2.3聚硫密封膠施工

（1）涂刷界面劑。接縫深度為60mm，根據(jù)承插口鋼板結(jié)構(gòu)等確定聚硫密封膠涂抹高度不小于25mm。界面劑為雙組份，現(xiàn)場配置界面劑配比為1∶1。界面劑調(diào)配均勻后采用小毛刷涂刷，涂刷均勻，涂刷深度為25mm，由底部向頂部施工，涂刷時嚴(yán)禁界面劑污染內(nèi)壁混凝土面，固化時間約15分鐘，可采用暖風(fēng)機(jī)烘干，界面劑用手摸不黏手為表干，界面劑固化達(dá)到表干后進(jìn)行下道工序施工。

（2）注聚硫密封膠。聚硫密封膠為雙組份，配置比例為100∶10，接縫注膠施工時分層分段進(jìn)行，注膠主要分3個步驟：第1步，將承口部位的縫隙填滿（即承插口陰角），用專用抹子豎起對陰角部位反復(fù)拉劃，排出陰角內(nèi)部氣泡；第2步，接縫內(nèi)10mm高度范圍內(nèi)注膠，注膠完成后采用專用抹子豎起反復(fù)拉劃，以便排出氣泡；第3步，接縫內(nèi)剩余15mm高度注膠，注膠完成后用抹子抹平。施工過程中嚴(yán)格控制聚硫密封膠的厚度不小于25mm，采用鋼板尺檢查注膠深度，發(fā)現(xiàn)深度不夠時應(yīng)及時補(bǔ)充。注膠過程中嚴(yán)禁污染混凝土表面及接縫內(nèi)壁剩余部位，如污染應(yīng)重新進(jìn)行打磨，并做好防塵工作，注膠結(jié)束固化一段時間后進(jìn)行下一步施工。

3.2.4管縫封堵

管縫封堵前檢查聚硫密封膠是否有流掛或堆積現(xiàn)象，如有應(yīng)及時進(jìn)行處理。由于堵漏王固化速度快，應(yīng)勤拌少拌，堵漏王封堵由底部向兩側(cè)均勻施工分2個步驟。

（1）管縫剩余35mm，將拌好的堵漏王搓成條狀，放入管縫內(nèi)并稍用力按，用力過大將導(dǎo)致聚硫密封膠碾出，堵漏王應(yīng)與管側(cè)壁結(jié)合良好，封堵高度為剩余管縫高度的2/3。

（2）管縫封堵剩余1/3，用拌好的堵漏王將剩余管縫全部封堵，并用抹子抹平壓光，接縫表面以順接兩側(cè)管縫為主。

圖2

3.2.5打磨

（1）打磨范圍為管縫兩側(cè)上、下游各150mm范圍，即打磨寬度為300mm+管縫寬度。

（2）打磨前用石墨筆、鋼板尺畫出打磨邊線，打磨過程中嚴(yán)格按照邊線進(jìn)行控制。

（3）打磨工具為電動角磨機(jī)，打磨混凝土出現(xiàn)砂粒即可，打磨邊緣溝槽不能大于1mm深。

（4）打磨完成后，用吸塵器除塵、抹布擦干，并用暖風(fēng)機(jī)烘干。

3.2.6聚脲施工

（1）涂刷界面劑。界面劑涂刷范圍與打磨范圍一致，為保證涂刷邊線平齊可采用膠帶沿邊線粘貼。界面劑為雙組份A、B，配比為2∶1，涂刷前應(yīng)將表面烘干（干面施工），界面劑涂刷過程中應(yīng)反復(fù)涂刷，不能漏刷，無死角，表干后涂刷聚脲。

（2）第一層聚脲涂刷。利用刮板在接縫修復(fù)表面涂刷聚脲，應(yīng)將表面抹平，均勻不可見棱角，各部位顏色均勻，且不易過厚。由底部向上部涂刷，涂刷過程中應(yīng)上下反復(fù)刮，表干后進(jìn)行胎基布鋪設(shè)。

（3）鋪設(shè)胎基布。胎基布寬度為300mm，可以購買標(biāo)準(zhǔn)寬度的，也可自行加工，自行加工的應(yīng)保證各邊平齊。人工鋪設(shè)時要保證胎基布平順、不卷邊，胎基布搭接長度為100mm，以管縫中心為中心，管縫兩側(cè)均勻布置。

（4）第二層聚脲涂刷。第二層聚脲涂刷應(yīng)伴隨胎基布的鋪設(shè)同時進(jìn)行，鋪一塊涂刷一塊，涂刷過程中反復(fù)刮涂，侵透胎基布，以胎基布網(wǎng)格不可見為準(zhǔn)，厚度相對較厚，固化時間較長。涂刷過程中防止胎基布打卷、出現(xiàn)褶皺等現(xiàn)象，易從中間向兩邊涂刷。

（5）第三層聚脲涂刷。第二層聚脲表干后進(jìn)行第三層涂刷，從底部向頂部均勻刮涂，找平，胎基布網(wǎng)格應(yīng)完全覆蓋。

涂刷過程中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象時應(yīng)降低涂刷速度，并及時攤鋪，打磨寬度范圍全部涂刷，第三層表干后及時檢查涂刷質(zhì)量，是否有漏刷現(xiàn)象，如有應(yīng)及時補(bǔ)刷。實(shí)施過程中處理部位不允許有水或潮濕，以免形成氣泡影響聚脲質(zhì)量。

圖3聚脲施工示意圖

4水壓試驗(yàn)

采用聚脲處理的管縫在樁號Dc27+767-Dc32+409范圍內(nèi)，處理完畢后采用分段水壓試驗(yàn)對其進(jìn)行校核。分段水壓試驗(yàn)線路長4.6Km，設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力為1.48MPa，試驗(yàn)時升至設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力后穩(wěn)壓15min壓力降為0.01MPa，小于規(guī)范要求0.03MPa，注水試驗(yàn)持續(xù)135min，補(bǔ)水686L，經(jīng)計(jì)算滲水量為1.09L/min*m，小于規(guī)范要求

8.16L/min*m，水壓試驗(yàn)合格。

5結(jié)語

PCCP管輸水工程中由于管材生產(chǎn)、施工水平、環(huán)境因素、地質(zhì)因素等造成管口接縫輕微滲漏的情況時常出現(xiàn)，本文采用聚脲處理法對管口接縫進(jìn)行處理不但沒有改變管口的接口形式，而且從質(zhì)量、工期、費(fèi)用、環(huán)保等方面均優(yōu)于其他處理方法。通過分段水壓試驗(yàn)證明此方法獲得成功，希望為類似工程的管道接縫處理提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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1008-1305（2016）03-0094-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.036

2016-04-02

何玉（1974年—），男，高級工程師。較高。