大口径PCCP管道在水利供水工程中的应用

李庆坤

(山东水总有限公司， 山东 济南 250013)

大口径PCCP管道在水利供水工程中的应用

李庆坤

(山东水总有限公司， 山东 济南 250013)

本文结合山东省日照市北水南调三期供水工程安装大口径PCCP管材的经验，介绍了此工程管道施工工序以及施工过程装卸、运输、堆放的注意事项，总结了大口径PCCP管道铺设对接的技术要点，并提出了相关施工的工程建议，可为其他工程提供参考。

大口径PCCP管道；施工；技术要点

预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP)是在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在上面喷涂致密水泥砂浆组合而成的输水管。鉴于管道是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，能充分发挥钢材的抗拉、混凝土的抗压性能，具有高耐腐蚀性、高密封性、高强度和高抗渗的特点，因此PCCP管道常被国内外用作长距离供水、城市给水和电厂回水等工程领域的首选管材[1]。

国内众多学者对PCCP管材安装工艺和方法、质量控制、腐蚀与防护等方面做了大量研究[1-5]。赵志刚[2]对山西省中南部6个县市供水东扩二期PCCP管道生产质量及监理控制做了探讨；杨硕等[3]对北京市东南四环中水工程的PCCP施工过程质量控制进行了分析，从施工工艺及易存在质量隐患点出发，分析管道横向位移过大，竖向角度不易控制准确，吊装方式吊点位置等问题在安装过程的质量控制，特别是对采用单点吊装拼装的研究，为今后城市中PCCP施工提供了技术支持；张其军[1]对PCCP的主要腐蚀机理及腐蚀形式进行了介绍，并列举了PCCP的有效防护措施，可供类似PCCP供水工程管道防腐设计参考。王洪现介绍了一种驼梁式长隧洞大直径PCCP运输安装车结构及原理，探讨了PCCP在隧洞内安装的施工方法。

1 工程概况

山东省日照市北水南调三期工程，上游管线分布在东港区境内，往下游经岚山区及国际海洋城，末端管线穿龙王河支流虎山河水至日照钢铁有限公司。该工程上游起始于日照水库坝后小代疃村北的连通井，与日照水库新放水洞原3条φ1000的结点连通后，经重力输水至日照钢铁有限公司接管点。管线大致呈北—南走向，线路总长36.863km。工程沿线新建过河倒虹5座，穿公路套管5处，沿线三通井3个，以及相应的管理及流量计设施。工程包括铺设φ2000混凝土管道3.675km，φ2000钢管0.338km，阀门安装及构筑物建设等。

2 PCCP管道施工工序

PCCP管道安装工序如图1所示。

图1 PCCP管道安装工序

由于PCCP管道施工质量控制较严格，管道的安装工序严格按照图1进行拼装，首先对开挖的基槽进行验收，如基槽验收合格，则通知制管单位运送管材，之后按照技术标准对运送来的PCCP管材进行验收，如符合规定，则可对管道吊装入位，如不符合要求，则要求厂家尽快解决，验收合格后方可入槽，拼接，封口；之后对拼接好的管道进行打压试验，打压试验应进行两次，初次打压需合格方可进行下次打压，直至两次试验压力均达到要求，方可回填压实。

3 施工过程中的质量控制

3.1 PCCP装卸注意事项

a.吊装机具的吊装能力不能勉强承重管材，应留置一部分吊装能力，更严禁超载吊装，吊装带采用合成纤维吊装带，采用高强力聚酯长丝制成，耐腐蚀，抗氧化，耐紫外线照射，吊装方式可采用环形扁平吊装。严禁采用环形穿芯吊。

b.管材在装卸过程中，要求管道外壁不能被硬物擦剐，轻拿轻放，不允许临时吊放在尖锐乱石或不平整场地上。

c.管子吊装过程中，吊装机具回转半径之内不能有人，管材上部及内部得站人。

3.2 PCCP场地内运输注意事项

a.运输载具在运输管材时，可在载具上设置木楔子或弧形支座等防滑、防滚措施，并与车体绑接牢固。如运输过程中出现超重、超高、超宽，需办理相关合格手续，采取相应措施后再上路运输。

b.沟槽内如能进入汽车，直接将管材运送至工作面，应考虑汽车的出入、转弯等问题，合理规划空间，布局车道，并对可能出现的意外情况做好预案，进行及时处理。

c.管材的承插口属于重点部位，装卸、运输过程中需要进行包扎保护，避免对重要部位产生变形损伤。

d.场地内运输机具应对管材进行单独运输，不得与其他材料、物品同运。

3.3 PCCP现场堆放注意事项

a.管材的堆放场地要求平整且有一定的倾斜度，雨水能靠重力排除场外，场地不能存在低洼存水的地方。

b.管材应分类进行堆放，按照不同尺寸、口径、覆土厚度进行分类。管材与地面之间、上下两层管材之间应垫设枕木，位置在距离管口五分之一的位置，且枕木高度一致，管材水平。堆放时注意承插口不与地面接触，粘上泥土，堆放层数按照下表所列，不得超过层数要求。

堆放层数要求表

该工程所用管材管径均大于1400mm，堆放时只能堆放一层。

c.管材堆放至沟槽附近时，应合理选择位置摆放，不妨碍沟槽的开挖及施工机械的通道，可以直接吊运进沟槽，尽量避免管子的二次倒运。

d.管材在场地长期(一个月以上)堆放时，应隔段时间喷淋一次，并盖上毡毯，使管材保持一定的湿度。

3.4 管道铺设安装

3.4.1 管道铺设注意事项

根据该工程特点：施工线路长，工程地形条件复杂，PCCP管道重量大特点，决定采用75t履带吊吊装入槽，如图2所示。

图2 管道铺设安装

a.管材下沟槽之前，必须首先检查管子承插口等重要部位是否有损伤，管道表层及内部有无黏土，如有损伤，应根据要求逐根修复，清除黏土和各种杂物，然后方可下槽安装。

b.管道安装将承口端面迎向流水方向，并对连接口进行仔细的清理。要求连接部位橡胶圈表面平滑、无破损，无杂物黏土附着，毛刺打磨平整，防止划伤承插口。

3.4.2 管道下槽注意事项

a.管材下槽时采用履带式吊车吊装下去，不允许将管道自由滚动至沟底。

b.吊车下管时，还应注意吊车下管时沟槽边坡的稳定性，管前应检查是否稳固可靠。

c.下管时，待安装管道下部及两侧坡顶不得站人。

d.管材对接安装前，首先逐根清理管子的连接部分，其次在连接部分承接口工作面涂刷润滑剂(凡士林或植物油)，然后将橡胶圈均匀、顺直地套入插口槽中，保证橡胶圈无扭曲翻转现象，密封状态良好；最后再涂刷一层润滑剂于橡胶圈上，如图3所示。

图3 橡胶圈润滑处理

橡胶圈在套入插口槽之前，应先认真检查胶圈有无破损，缺陷，然后用润滑剂润滑，另备一些胶圈盘好入桶内备用，承接口工作面及胶圈表层润滑剂不得稀释。

橡胶圈套入插口凹槽的过程中，为保证胶圈的平滑顺直，可在胶圈套入凹槽后，使用金属棒在胶圈和插口圈之间顺时针、逆时针各转一圈这样可保证胶圈无扭曲、翻转的现象。在低于0℃气温下进行管道安装时，橡胶圈应采用保温措施，以防止受冻变硬。

3.5 PCCP管道对接

3.5.1 管道拼接

安装时首先使用吊车将管子吊放入沟槽安装区域内，管子下部不得接触土基，然后按照上述方法套入润滑后的橡胶圈，将待安装的管道插口对准已安装好的PCCP管道承口，缓慢移动，承插口将要接触时，在已安装管道周围放置木楔，进行固定，以免对接时晃动破坏连接口。然后根据全站仪观测数据上下左右微调吊装管道轴线位置，保证对接口四周间隙均匀，轴线一致。管道安装时要设立施工测量控制点，每截管道安装要全程观察测量标高、轴线，做好记录。

插口进入到承口采用内拉法施工，在管子两侧设置钢丝绳套与倒链连接，再在承口处管道内部安装一型钢横梁，作为倒链的支撑点，之后两侧人工同时拽动倒链，使管子缓慢平滑的移动至设计间隙。

拉动管内双侧倒链(平行推进)的同时，吊车配合好管件的高低，使得管道能顺利对接进去，在进入的过程中，接口附近两侧要各站一人，时刻注意管道、橡胶圈的进入情况，一旦待安装管道插口两侧进入情况不一致，应立即停止对接工作，找出问题所在，及时调整，之后再重新进入，整个对接插入的过程要保证无沙土、黏土等异物进入端口处，承插口连接大样详见图4。

图4 接口对接大样

管道对接安装完成后，仔细检查连接处橡胶圈的情况，如发现胶圈有挤压、翻滚的现象，应退出管道，重新进入安装，整个过程保证橡胶圈的平滑，完整。安装后用钢制测隙规检测橡胶圈是否仍在承插口的凹槽内。

3.5.2 接头处理

由于外露的承插口为钢制，为保护承插口不受腐蚀，应对接头按要求进行嵌缝处理。

4 接头水压试验

管道安装完成，且管顶高程、位置检测合格后，为保证后期使用的安全稳定，应编制专门的水压打压试验方案，试验须采用合格的压力表等仪器，并做好各项准备工作，如施工期在冬季，还应做好管道的防冻措施，试验结束后及时做好排水工作。

根据施工规范，打压试验分两次进行，管道安装完成后暂不要抽出吊装带，先进行第一次打压试验，试验合格，检查管材下部垫稳定后，方可拔出吊装带，之后进行第二次打压试验，二次打压合格后进行下一节管件安装。若打压试验不合格应及时检查、纠偏、调整，直至试验合格。

安装管材换班过程中，后一班组应对前一节管道复测，标高、轴线无偏差后方可进行下一节管道的安装。

经检验合格，并将管道垫稳后，才能将吊具移开。

5 土体回填

PCCP管道及相应附属配件安装完成，并且验收合格后，需对沟槽及时回填。回填前清排槽内积水、垃圾等杂物，回填土体不得含有建筑垃圾、生活垃圾、含有机质的土体。

回填过程中土体应在管道两侧分层均匀回填压实，每次回填30cm厚土体，应人工夯实，不得使用机械直接推土至沟内管道一侧，防止土压力对管道造成影响，轴线偏移接口变形。素土回填见图5。

图5 素土回填

管道顶部至覆土0.5m范围内的土体要求与管道两侧一致，也必须采用人工夯实机的方法进行夯填，不得使用压路机或重锤等重型机械。回填土填至管顶0.8～1.0m后，方可采用机械回填碾压。

6 结 语

本文以山东日照北水南调工程为例，介绍了大口径PCCP管道施工过程中的技术要点，对其他大型水利引水输水工程PCCP管道的安装具有借鉴意义，施工过程中应严格把控质量关，遵照规范施工，这样在保证工程质量的前提下， 可节约工期，节省成本。

[1] 张其军.PCCP腐蚀与防护浅析[J].水利建设与管理,2015,6,73-75.

[2] 赵志刚.PCCP管道生产质量控制及监理控制探讨[J].黑龙江水利科技,2016,44(4),197-200.

[3] 杨硕,白建民,赵建章.浅谈PCCP管道安装过程中的质量控制[J].工程质量,2015,33(2),92-96.

[4] 范慧娟.大口径PCCP管道安装工艺与方法[J].西北水利水电,2009(5),43-48.

[5] 王大陆.大口径PCCP管道施工技术控制与优化[J].科技创新与应用,2016,28,131-132.

Application of large-caliber PCCP pipeline in water conservancy water supply projects

LI Qingkun

(Shandong Water Conservancy Group Co.,Ltd., Jinan 250013, China)

In the paper, the experience of Shandong Rizhao North-to-South Water Transfer Stage Ⅲ Water Supply Project in installation of large-caliber PCCP pipeline is combined. The pipeline construction procedures of the project and precautions in loading and unloading, transport and storage during construction are introduced. Technical keys of large-caliber PCCP pipeline pavement and docking are summarized. Project suggestions of related construction are proposed as reference in other projects.

large-caliber PCCP pipeline; construction; technical keys

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.004

TV674

B

1005-4774(2017)08- 0011- 05