PCCP管道安裝施工工藝研究

吳國(guó)威

摘 要：近年來(lái)，水利工程項(xiàng)目逐漸增多，水利工程項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中對(duì)于管材的質(zhì)量有嚴(yán)格要求，因此PCCP管道被逐步應(yīng)用于各種水利工程中。它是一種非金屬管材，綜合了預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼管材料的優(yōu)勢(shì)，具有成本低、耐腐蝕、抗高溫等特點(diǎn)，適合廣泛應(yīng)用在水利工程中。基于此，本文分析了PCCP管道安裝施工工藝，以保證PCCP管道安裝質(zhì)量，使其在水利工程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

關(guān)鍵詞：PCCP管道;安裝施工工藝;水利工程

中圖分類(lèi)號(hào)：TV546 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）35-0087-03

Research on PCCP Pipeline Installation and Construction Technology

WU Guowei

（Sinohydro Bureau 11 Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： In recent years， the number of water conservancy engineering projects has gradually increased. During the implementation process of water conservancy projects， there are strict requirements on the quality of pipes. Therefore， PCCP pipelines have been gradually applied to various water conservancy projects. It is a non-metallic pipe that combines the advantages of prestressed concrete and steel pipe materials， which has the characteristics of low cost， corrosion resistance， high temperature resistance， etc.， and is suitable for wide application in hydraulic engineering. Based on this， this paper analyzed the PCCP pipeline installation and construction technology to ensure the PCCP pipeline installation quality and make it play its due role in water conservancy projects.

Keywords： PCCP pipeline;installation and construction technology;hydraulic engineering

PCCP的全稱(chēng)是預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管，PCCP管材具備能夠承受內(nèi)壓與外部荷載的能力[1-3]，有效保證了管道的使用壽命。因此，人們要充分利用PCCP管道，有效控制水利工程的輸水成本，提升水利工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1 PCCP管道的性能及特點(diǎn)

PCCP管道是一種新型管材，其高強(qiáng)度混凝土管帶有鋼筒，而管芯纏繞著預(yù)應(yīng)力鋼絲。管道外部有水泥砂漿保護(hù)層，將鋼制承插口與鋼筒焊接在一起，承插口存在凹槽與膠圈，這種特殊的結(jié)構(gòu)形式使得其可以形成滑動(dòng)式膠圈的柔性接頭。因此，PCCP管道的構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，由鋼板、混凝土、高強(qiáng)鋼絲和水泥砂漿等復(fù)合而成，PCCP管道綜合了鋼材與混凝土材料等的優(yōu)勢(shì)[4-7]。

2 PCCP安裝特點(diǎn)

PCCP管道的安裝施工主要有以下特點(diǎn)。一是接頭結(jié)構(gòu)為雙膠圈承插口，安裝人員能夠及時(shí)檢查管道接頭部位的密封效果，有效控制管道安裝質(zhì)量。二是安裝就位需要借助履帶式起重機(jī)，履帶式起重機(jī)在各個(gè)方向都可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整，有效提高了管道對(duì)接的就位精度，為后期安裝提供便捷。三是PCCP管道安裝往往需要借助專(zhuān)業(yè)內(nèi)拉設(shè)備，拉頂裝置左右對(duì)稱(chēng)，其與管道中心水平位置要保持一致。這種設(shè)備能夠保證管道對(duì)接質(zhì)量，避免管道安裝受到外部因素的干擾。

3 PCCP管道安裝施工工藝

PCCP管道安裝施工往往采用填弧法與開(kāi)弧法。如果應(yīng)用填弧法，首先要保障墊層施工合格，然后才能進(jìn)行PCCP管道安裝。當(dāng)管道安裝符合工程要求后，采取人工或者機(jī)械施工的方式，對(duì)管道底部與腋下等部位進(jìn)行回填處理。開(kāi)弧法是指根據(jù)施工具體要求，管道安裝前，首先在管道安裝區(qū)域內(nèi)回填，修筑圓弧形斷面，后期管道在該斷面上進(jìn)行安裝。當(dāng)管道安裝符合工程質(zhì)量要求后，對(duì)管道底部與腋下實(shí)施局部回填處理，避免管道安裝出現(xiàn)移位情況。

3.1 管道起吊

PCCP管道安裝需要利用吊車(chē)，將已經(jīng)安裝完畢、保持穩(wěn)定的管道內(nèi)口上的后背鋼梁加以固定，使其能夠拴住鋼絲繩。隨后，在管道承口位置放置鋼橫梁，使用鋼絲繩、倒鏈來(lái)進(jìn)行連接，并做好對(duì)正處理。PCCP管道安裝期間，吊下的管道插口需要與已經(jīng)安裝完畢的管道承口保持對(duì)正。

3.2 清潔接頭

正式安裝工作開(kāi)始之前，需要進(jìn)行接頭清理，例如，對(duì)承口內(nèi)部、插口外部加以清理，避免這些位置存在塵土等雜物，保證這些工作面的平整性、光滑性，盡量避免工作面存在異常凸起等問(wèn)題。在后期的安裝過(guò)程中，管道插口與承口要涂刷一些潤(rùn)滑油。

3.3 膠圈安裝

膠圈安裝是PCCP管道安裝的重要環(huán)節(jié)。安裝人員需要根據(jù)安裝技術(shù)要求，使用植物油潤(rùn)滑膠圈，將其放入插口槽，并將短棒插入膠圈下面，隨后結(jié)合管道安裝要求，調(diào)整膠圈松緊。在膠圈的安裝過(guò)程中，安裝人員要避免膠圈出現(xiàn)扭曲等現(xiàn)象，一旦發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，要重新進(jìn)行膠圈安裝。膠圈的松緊調(diào)整是在膠圈插入插口凹槽以后進(jìn)行的，要使用專(zhuān)用U形環(huán)理順膠圈，降低膠圈扭曲等現(xiàn)象的發(fā)生率。膠圈調(diào)整后，要在膠圈外表面涂刷潤(rùn)滑油。

3.4 PCCP管道對(duì)接安裝

PCCP管道對(duì)接安裝期間需要使用裝管架吊起管道，管道吊起后與地面保持10cm距離，然后推送裝管架，使裝管架在推力作用下逐步沿軌道運(yùn)行至管道卸載位置。PCCP管道卸載需要保證裝管架吊起管道后與已安裝管道承口相距10～20cm。在管道吊起與卸載的過(guò)程中，吊起位置需要開(kāi)挖溝槽。管道安裝對(duì)接期間，需要安排專(zhuān)業(yè)安裝人員觀察承插口對(duì)接情況，觀察者處于管道接口位置，主要分析管道承插口縫隙亮光的均勻性，如果其亮光相對(duì)均勻，就說(shuō)明管道承口與插口的對(duì)正處理較好。此時(shí)需要借助千斤頂、拉桿裝置等，使得管道插口緩緩進(jìn)入承口。在插口進(jìn)入承口的過(guò)程中，安裝人員要實(shí)時(shí)掌握膠圈滑入情況，可以使用直尺、限位塊等檢測(cè)環(huán)向間隙的均勻性，如果存在間隙分布不均勻情況，要及時(shí)加以調(diào)整。一般情況下，在滑入的過(guò)程中，環(huán)向間隙需要保持在2～3.5cm。當(dāng)管道對(duì)接就位以后，管道承口位置需要放置特定規(guī)格的水平靠尺（2.5m），以便測(cè)量管道中心線(xiàn)、管底標(biāo)高等，其與全站儀、經(jīng)緯儀等相結(jié)合，可以保證管軸線(xiàn)符合安裝要求。當(dāng)管道軸線(xiàn)、標(biāo)高等關(guān)鍵參數(shù)符合安裝要求后，要立即在管底兩側(cè)實(shí)施人工回填與搗實(shí)處理，使管道能夠完全著地，做好軸線(xiàn)、標(biāo)高等參數(shù)的復(fù)核，當(dāng)其達(dá)到安裝要求后，及時(shí)抽出纖維吊線(xiàn)，利用加壓泵來(lái)做好接頭的試漏工作。

在此安裝階段，有關(guān)安裝人員要保障承插口處的打壓孔、排氣孔等位置的正確性。如果管道安裝過(guò)程中出現(xiàn)膠圈脫槽等問(wèn)題，要及時(shí)拆除管道、更換膠圈，重新進(jìn)行安裝。

3.5 PCCP安裝自檢

當(dāng)一個(gè)PCCP管道的接口安裝結(jié)束后，只有質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收合格，方能開(kāi)始下個(gè)管道的安裝。因此，管道安裝自檢是重要的環(huán)節(jié)，可以有效保障管道安裝質(zhì)量。自檢要求主要有三點(diǎn)。一是已經(jīng)安裝完成的管道接口處需要保障環(huán)向間隙的均勻性。二是軸線(xiàn)與高程測(cè)量要精準(zhǔn)，盡量保證其能夠符合安裝的質(zhì)量要求。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，一般要對(duì)這些參數(shù)測(cè)量三次，即安裝時(shí)、安裝后、回填后。安裝過(guò)程中的測(cè)量有效實(shí)現(xiàn)了安裝定位，每次測(cè)量都需要做好安裝記錄。三是對(duì)每根管道實(shí)施接頭打壓試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果合格以后方可進(jìn)行后期安裝。

3.6 接頭打壓試驗(yàn)

管道接頭打壓試驗(yàn)需要使用專(zhuān)用加壓泵，充分發(fā)揮管道接頭進(jìn)水孔與排氣孔的壓水與排氣作用。排氣結(jié)束后，要及時(shí)擰緊螺栓，確保試驗(yàn)壓力與管道壓力一致，并保壓5min，如果不存在明顯的壓降現(xiàn)象，就可以進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)。一般情況下，為保障接頭試驗(yàn)效果，要進(jìn)行前后三次試驗(yàn)，安裝時(shí)、安裝后與管頂以上0.5m內(nèi)的土方回填后。安裝時(shí)的接頭打壓試驗(yàn)在每節(jié)管道定位后進(jìn)行。第二次接頭打壓一般在安裝以后進(jìn)行，每安裝三節(jié)PCCP管道，對(duì)已安裝的管道接縫位置實(shí)施接頭打壓。第三次接頭打壓試驗(yàn)在管頂以上0.5m內(nèi)的土方回填后進(jìn)行，控制試驗(yàn)壓力條件，如果能夠保持5min的壓力不下降狀態(tài)，說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果合格。試驗(yàn)打壓時(shí)要做好記錄。

3.7 接口處理

PCCP管道安裝工程主要使用配合比1∶3的水泥砂漿，對(duì)管道接口實(shí)施封堵處理。封堵期間常常存在承插口鋼構(gòu)件的腐蝕現(xiàn)象，接口打壓試驗(yàn)結(jié)束后，要立即對(duì)管道接頭外縫實(shí)施灌漿處理，形成一層保護(hù)膜，避免出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。接頭外縫灌漿結(jié)束后，要加以養(yǎng)護(hù)，當(dāng)養(yǎng)護(hù)期結(jié)束以后，外抹寬0.2m、厚1cm的水泥砂漿帶。當(dāng)管頂以上0.5m內(nèi)的土方回填后，如果接頭打壓試驗(yàn)合格，就進(jìn)行接頭內(nèi)縫的灌漿處理。

接口處需要設(shè)置接頭縫灌漿護(hù)帶，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)接頭外縫實(shí)施淋水沖洗，當(dāng)縫隙表面完全濕潤(rùn)后，停止沖洗，在接頭外側(cè)裹寬0.2m的麻布，作為灌漿接頭的外模。使用細(xì)鐵絲將麻布兩側(cè)扎緊，留有一定的灌漿口，為了保障灌漿的整體質(zhì)量，在接口間隙內(nèi)放置一根鋼絲，來(lái)回牽動(dòng)，保障灌注砂漿的密實(shí)性。當(dāng)外縫灌漿護(hù)帶內(nèi)的砂漿強(qiáng)度符合要求以后，立即拆除，外抹寬0.2m、厚1cm的水泥砂漿帶。最后，進(jìn)行安裝管道內(nèi)部接縫的封堵處理，但是封堵前需要清理管道內(nèi)接縫，封堵采用勾嵌法，在內(nèi)接縫填塞水泥砂漿，并實(shí)行勾縫與抹平處理。

3.8 管溝回填

PCCP管道安裝結(jié)束后，要進(jìn)行管溝回填，避免管道長(zhǎng)期暴露于空氣中而受到損壞。一般來(lái)說(shuō)，管溝回填要分段進(jìn)行，自下而上，每段長(zhǎng)度為100～200m?；靥钇陂g，施工人員需要首先使用篩網(wǎng)篩分回填料，隨后利用自卸汽車(chē)、輸送皮帶等輸送回填料，使得回填料進(jìn)入管溝兩側(cè)。同時(shí)，施工人員可以采用人工、推土機(jī)等方式，攤平回填料，把每層回填料的厚度控制在0.3m以?xún)?nèi)，使其分布均勻?；靥盍蠅簩?shí)處理主要應(yīng)用自行式振動(dòng)碾與手扶式振動(dòng)碾，有時(shí)還需要應(yīng)用振動(dòng)平板夯和人工方式。例如，管溝內(nèi)無(wú)法使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行碾壓處理的區(qū)域需要采用人工方式。

3.9 靜水壓試驗(yàn)

靜水壓試驗(yàn)是PCCP管道安裝施工的最終環(huán)節(jié)，其間需要做好準(zhǔn)備工作、管線(xiàn)充水與靜水壓試驗(yàn)。

3.9.1 準(zhǔn)備工作。在PCCP管道安裝區(qū)域內(nèi)，選擇其中一段作為試驗(yàn)管段，在該試驗(yàn)段內(nèi)，管道埋地空置時(shí)間需要控制在500d以?xún)?nèi)。管道水壓試驗(yàn)需要分段進(jìn)行，分段長(zhǎng)度要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)劃分，水泵、壓力計(jì)一般安裝于試驗(yàn)段下游端部和管道軸線(xiàn)垂直的支管上。

3.9.2 管線(xiàn)充水。充水試驗(yàn)要嚴(yán)格控制水質(zhì)和充水流量，降低余留空氣量和水錘壓力。

3.9.3 管線(xiàn)靜水壓試驗(yàn)。靜水壓試驗(yàn)需要保持良好的試驗(yàn)條件，試驗(yàn)設(shè)備必須準(zhǔn)備齊全，如水泵、發(fā)電機(jī)等。試驗(yàn)管段所有敞口要處于封堵?tīng)顟B(tài)，不存在滲漏問(wèn)題。靜水試驗(yàn)期間，為保障試驗(yàn)結(jié)果的有效性，人們要嚴(yán)格根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，合理設(shè)置各段的水壓試驗(yàn)壓力，使水壓試驗(yàn)壓力處于設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力以下，并大于管道實(shí)際工作壓力。如果冬季進(jìn)行管線(xiàn)靜水壓試驗(yàn)，就要采取必要的防凍措施。試壓期間，加壓泵位置安裝2個(gè)壓力表，保障壓力讀數(shù)的精確性，管線(xiàn)靜水壓試驗(yàn)要采取緩慢分級(jí)、逐步升壓的試驗(yàn)原則。如果水壓試驗(yàn)壓力值處于恒壓2h的穩(wěn)定狀態(tài)，管道接口不存在滲漏問(wèn)題，則可以判定安裝質(zhì)量合格。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)各類(lèi)供水工程的增多，PCCP管道應(yīng)用越來(lái)越廣泛，作為一種新型管材，其在各種水利工程、供水工程中具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為保證管道安裝質(zhì)量，安裝人員在安裝過(guò)程中要遵守安裝要求，充分保證安裝的規(guī)范性，使得PCCP管道工程能夠創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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