软土地区大口径PCCP管施工技术及应用

袁军鹏，张静娜

（贵州电力工程建设监理公司，贵州 贵阳550005）

PCCP 管（预应力钢筒混凝土管）作为近些年来发展起来的一种新型管道材料，这种管材是在带钢筒的混凝土管芯上缠绕预应力钢丝，并施喷水泥砂浆保护层而制成的管材[1]。高强度钢筋混凝土管芯是管道的主要受力结构，提供管材的刚度，管材中环向钢筒主要起防渗作用，基本不参与结构受力，管芯外侧预应力螺旋钢丝在管芯内部产生均匀预压应力，用于抵消内水压力引起的拉应力，水泥砂浆保护层用于保护预应力钢丝免收外力损坏和外界腐蚀。近年来随着南水北调的实施，大口径PCCP 管在各种大型输水项目中得到广泛应用[2]，积累了不少宝贵的施工经验，尤其是在软土地基中大口径PCCP 管施工技术的探索，为大口径PCCP 管的广泛应用奠定了基础。

1 工程概况

某取水工程，输水干线主要为两条并行的DN3600 预应力钢筒混凝土管（PCCP)，局部采用钢管，两管中心间距为6.0 m，同槽敷设，管道工作压力为0.60 MPa，工程地处多雨水地区，雨季长且地下水位高，地表土层多为淤泥质粘土，强度低，压缩性高。

2 施工技术要点

2.1 沟槽开挖及地基处理

由于地处软土地区，地下水位较高，土质松软、流动性很强，且沟槽开挖深度在5 m 以上，一般地区常用的木桩、钢板桩等支护方式不能满足工程要求，常有跑浆及钢板变形问题。经现场反复试验，采用强度较高的拉森钢板桩，上部用钢制围档支撑，取得了很好的效果。同时由于地下水位较高，开挖过程中需做好排水措施，将地下水位降至沟槽基底以下。开挖余土堆放离沟槽边缘最少距离不少于5 m，堆放高度不超过2 m，并及时做好余土外运工作。

由于软土地区地基承载力低，易产生不均匀沉降，同时PCCP 管为柔性接头，过大不均匀沉降容易引起接口拉开过大甚至脱开，造成工程事故，因此需对软土地基进行处理，以满足强度及沉降要求。该工程采用的地基处理方法有下列几种：1）粘土层段：在原状土上铺200 mm 厚砂垫层；2）淤泥粘土层段：一般采用300 mm 厚块石，再铺200 mm厚砾石砂垫层；3）含水率较高的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，再按上述方法处理。工程实践证明，该处理方法较好地解决了承载力低及沉降问题，取得了良好的效果。

2.2 施工顺序

不同的施工顺序对施工质量影响较大。由于部分管道距现有的道路较远，需要修筑临时施工道路。施工开始阶段，为保证工程进度，管道安装与修筑临时道路同时进行。安装回填完毕并检测所有管道接口间隙及试压合格，几天后再次复测发现管道接口间隙增大超过60 mm，接口试压失败。经现场查勘分析，主要是由于施工运输车辆往返扰动，使安装好的管道因单侧挤压发生位移。后改为先修筑临时道路，再从临时道路终点反向施工，从而解决了运输车辆对安装好的PCCP 管的影响。

穿公路施工PCCP 管道时，为不影响交通，施工时采用半幅道路开挖施工措施。当道路一侧管道安装回填好准备进行后半幅施工时，发现前半幅刚施工完成部分的两个接口间隙拉大，并产生下沉的现象。分析原因为来往车辆较多，对PCCP管横向碾压，使路下PCCP 管局部位移，经协商提出加强处理的设计方案：即在管道下加打3 m 的木桩，然后竹排+300 mm 块石+200 mm 碎石屑做基础处理，同时在管道两侧打木桩，管顶木桩上加预制钢筋混凝土盖板。采取以上加固措施后，安装好的PCCP 管4 个月后再次复查，接口没有变化。

该工程部分PCCP 管与倒虹管连接，倒虹管采用钢管。管道安装后在对全线进行检测的过程发现，有两处PCCP 管与倒虹连接处出现3～4 个PCCP 管口间隙增加的问题，其中一处间隙已超过60 mm，并有渗水现象。初步判断，由于倒虹管在PCCP 管施工后安装，而倒虹管开挖较深，在施工过程中出现对PCCP 管的基础产生扰动引起PCCP 管向倒虹管方向侧移。后改用先安装倒虹管再安装PCCP 管，较少了对PCCP 管的扰动，取得了较好效果。

2.3 管道回填

管子安装就位后，需及时回填覆土，回填前应对安装管子进行定位，以防安装下一根管子时对它造成扰动，回填时需两侧同时进行，避免一侧土压力过大，造成二次扰动。由于管子通过大部分地方为软土地基，原状土因含水量太大不能用作回填，管道两侧采用砂或碎石回填至胸腔，胸腔以上部分采用开挖土回填并夯实。

2.4 管道试压

目前，我国尚未出台PCCP 管试压相关规范。结合目前我国在建和已建工程经验，大致有3 种方式试压方式：1）分段试压法，试验范围为30%抽样试压，每段1～2 km 进行试压。试验压力为0.8～1.0 MPa；2）整体试压法，通常将全部PCCP 管一次性试压，试验压力取0.5～0.9 MPa；3）只进行接口密封试压，不做整体试压直接试通水，通过试通水检验安装质量，试通水压力为工作压力，通常为0.4～0.6 MPa。根据不同情况选择合适的试压方式，避免试压对PCCP 管造成不必要的破坏。该工程采用PCCP 管整体试压方式，试验压力取0.6 MPa，一次性通过试压。

3 结 语

该工程对大口径PCCP 管在软土地区的应用提供了参考，至目前为止通水情况良好。结合工程实践得出：1）在设计及施工过程中，应特别注意管线的整体稳定性。在软弱土质中使用时，应慎重考虑地基处理及安装的方式。在软弱土质中安装和使用都存在较大风险，工程的关键段不建议使用PCCP 管。2）在施工过程中要注意施工顺序，宜采用先深后浅、先远后近的原则。3）在过路、鱼塘、暗河及地质变化比较复杂地段，不宜采用PCCP 管，最好用钢管替换。

［1］ GBT19685-2005，预应力钢筒混凝土管［S］.北京：中国建筑工业出版社，2005，10.

［2］ 王东黎，南水北调工程PCCP 管道设计的关键技术研究［J］.水利水电技术，2009（11）：33—38.