大伙房水库输水（二期）工程在极寒气候条件下预应力钢筒混凝土管道（PCCP）安装施工实践

彭利军

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程简介

大伙房水库输水（二期）工程是将浑江流域调来的水由大伙房水库调节后，向辽宁省抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦等六城市输水的一项大型输水工程。

大伙房水库输水（二期）工程主要穿越河流、铁路、省道、县道及各种地下管线。

本文论述的合同工程位于沈阳市、辽阳市境内，主要工程内容为PCCP输水管道安装。

2 冬季施工前准备工作

在进入冬季施工前，对锅炉工作人员进行培训取证后上岗作业。对现场机电设备及配电系统进行绝缘检查和接地电阻测定，保证所有用电设备绝缘良好，接地电阻不大于10Ω。对施工电源、生活用电源进行全面的检查测试，防止漏电。准备塑料膜、棉被、草帘子等冬季施工材料。对设备和材料的堆放场地进行检查。对于怕冻的小型设备或材料应入库存放。室外的设备和材料重新码放，并准备好棉被、草帘等防冻设施。对设备堆放处做好防冻措施，机械使用完毕后要及时放水以免冻坏水箱。设专人负责消防工作，对消防器材进行全面检查，保证消防器材的时效性。

3 冬季施工措施

冬季施工有3个不利因素：一是地温低，有冻层，开挖困难；二是负温下回填质量很难保证；三是冬季夜长昼短，日工作时间短。主要作业内容：施工渠开挖、排水、垫层铺垫和管道安装、沟槽回填、部分土方外运；冬季停工项目有：沿线建筑物工程、地表复耕

3.1 沟槽的开挖

结合我单位2006年冬季施工的经验，冬季沟槽开挖施工期间工地最低温度降至-10℃到-15℃，管道沿线冻层厚度达50～80 cm，给施工带来一定困难。开挖后如何进行沟槽的保温是施工的重点。

冬季沟槽开挖主要采用人工开挖和机械开挖相结合的方式，机械开挖作为主要的开挖方式，在环境条件允许的情况下，配合以人工修边坡的办法。用装载机或反、正铲装车运出；充分发挥各种作业机械设备的效率。

3.2 沟槽防冻

为保障管道基础不被冻结，施工中采取当天开挖、当天安装回填的方式，开挖和安装总距离保持30 m左右，土方开挖完毕立即施工基底上部结构，防止基土遭受冻结。如有间歇，覆盖草袋保温；如间歇时间较长，预留30 cm厚松散土层不挖除，并用草袋覆盖保温，气温0℃至－10℃覆盖二层草袋，－10℃以下覆盖三至四层草袋，待上部结构施工时，再清除至设计标高；冻土的松碎量每次根据挖运能力和气候条件确定，松碎后的冻土及时清除，以避免重新冻结。

到晚上收工时将这30 m左右的沟槽采取塑料布、草垫子苫盖上压松土的办法，妥当解决了沟槽夜间防冻问题。

3.3 沟槽排水

开挖过程中的上层滞水，按照设计要求及时挖沟排水，禁止槽底积水结冰。排水系统的管路应采取防冻措施；停止抽水后应立即将泵体及进出水管内的存水放空，采用草帘或其它保暖材料进行包裹，在排水前要对排水设备进行检验，如果发现被冻，要采取处理措施如：用热水进行局部解冻等。管道基础部位的局部积水采用人工及时清除，以防冻结后影响PCCP管道的安装。

3.4 管道安装

为避免冬季PCCP管道冻裂应根据设计和业主的要求采取适当的保温措施。

冬季橡胶圈直接运输到驻地项目部内进行保温，在施工现场配备保温箱或放置带空调的吊车驾驶室内，每天根据安装计划，通过保温箱将橡胶圈带到工地进行保温，承插口内的橡胶圈要始终保持其柔韧性不得受冻，如果发现受冻要及时通知材料员调换，严禁用火烤。安装时位置要正确，确保安装质量。

3.5 冬季PCCP管道安装施工注意事项

首先管道不得安放在冻结的地基上；沟槽开挖后需及时采用干砂、彩条布或稻草等物覆盖管基，以防基土受冻膨胀，橡胶圈要做保温处理，防止胶质受冻变硬，橡胶圈在使用前需用热水预热。管道接口打压试验采用热水、气体、酒精或防冻剂进行。当冬季施工管口表面温度低于－3℃，进行水泥砂浆接口施工时，应采取以下措施：

①刷洗管口时宜用掺加防冻剂的水。

②砂及水加热后拌和砂浆，其加热温度：水小于等于80℃，砂小于等于40℃。

③有防冻要求的素水泥砂浆接口，应掺防冻剂，其掺量见产品说明。

④接口材料填充打实、抹平后，应及时覆盖保温材料进行养护。

⑤或者管道安装后暂不进行接头的砂浆和外防腐施工。

⑥安装后的管道如果无法回填，管口加挡帘，避免穿堂风对管道的影响。

3.6 管底沙垫层

由于冬季气温低，地基冻层严重，为了确保安装质量同时提高安装速度，在管底设置20 cm砂垫层，

3.7 砂浆灌缝

用于灌缝的砂浆采用掺加早强剂和防冻剂的办法，既保证了砂浆在施工时不发生冰冻，又提高了砂浆强化速度，缩短了养护时间，提前达到设计强度要求，保证工程质量，同时尽量安排在午间气温较高的时间进行砂浆灌缝施工。

3.8 沟槽回填

由于冻土孔隙率比较大，土块坚硬，压实困难，当冻土解冻后容易造成很大沉降，因此冬季回填土时应注意以下几点：

①冬季回填土应堆放成大堆，防止冻结。

②在回填土方前，先清除表面积雪和杂质。

③所有回填地方，均必须排除积水，清除冰块等杂物。其每层填铺厚度，冬季应比夏季小为宜，一般不超过20 cm，用夯锤实或碾压机压实、导沟下部挖进少许，但不得超过冻土层厚的2/3。

④构筑物及有路面的道路，路基范围内管沟不得用冻土回填。

3.9 弃土外运

由于沟槽开挖方案的改变，沟槽开挖土的堆放将影响管道安装和回填的施工，为保证管道安装和回填等下一步工作的开展，部分开挖土要进行外运。

4 安全防火措施

为了确保冬季施工安全，在施工区域及生活区域需要注意对所有参加施工作业的人员进行三级安全教育，进行冬季施工常识、消防器材使用方法的培训，掌握处理相关事故的知识。施工人员培训：组织各有关专业人员学习相关规范和技术理论，定期进行安全教育，做好施工前技术交底工作。特殊工种要进行专业考核取证后上岗。加强现场火源管理，预防煤气中毒和触电事故的发生。机械操作工、电工、电焊工持证上岗，熟悉并掌握触电紧急救护知识，使用机械前检查电气设备的绝缘是否良好，严禁违章使用电源，私拉电源线。风雪天注意周围是否有电源线断落，防止触电，发生火情立即采取补救措施并及时上报。进入现场的工作人员必须正确佩戴安全帽，穿防滑鞋。雪后注意地面防滑，积雪及时清除，作业周围环境整洁，无其它杂物、易燃易暴物品。

氧气瓶、乙炔瓶不得靠近热源及电器设备，高空作业应系安全带，穿胶底鞋，防止滑落及高空坠落。

5 供暖设施建设

施工现场临时驻地配备煤炉、电热器、保暖瓶等器具，用于烧制、储备热水，设置了四顶临时帐篷，用于躲避风雪，四个喷灯，用于加热受冻配件，临时帐篷中配备了电暖器，用于临时取暖。

6 施工机械的保护预防

（1）冬季要做好机械的油水管理工作，及时更换防冻液和润滑油，防止设备冻伤。

（2）车辆启动发动机前，严禁对燃油系统进行明火烧烤，防止发生火灾，损毁设备。夜间停车后为确保发动机不被冻坏应采取电炉及不见明火的加热方式对发动机部位进行加热保温措施。雪天行车要加装防滑链，遇有大风，雾天时要停车禁行。

（3）制定相关保管管理制度，加强机械设备部件的检查、更换，保证设备的正常运行。

7 质量保证体系

（1）沟槽开挖时，要严格控制管底标高，不可超挖或欠挖。

（2）PCCP沟槽形成后，要经过计量验收；沟槽换基部分均要经过验收，否则不可进行管道安装。

（3）PCCP管道安装前，要对PCCP管道进行检验，如管道有裂纹、严重保护层破坏等现象时不可吊入沟槽进行安装。

（4）严格控制接口打压实验，如果实验不合格不可进行下一步管道安装工作。

（5）每安装一节PCCP管均要严格控制管道的管轴中心线位置，符合要求后才可继续进行安装工作，每安装120 m要对管轴中心线再次进行校正.。

（6）沟槽回填要采用合格的回填土，并且回填土厚度要符合业主要求。

8 结语

大伙房水库所处地区属温带大陆性季风区气候，其冬季特点寒冷、风大。施工现场气温均在零下十多度，冬季施工人员、机械工作效率都有所降低。故需要采取冬季施工措施费才能保证正常施工。我施工单位根据以往施工经验，在-10℃以下极寒区进行施工时，人工费需增加10%、机械费需增加25%，另外还需增加防寒防冻物资费用，主要包括施工人员取暖、保暖设施费用，工程防冻液、设备保护费用等。这样才能保证极寒区工程质量与进度的双控制，满足建设单位对合同的要求。