大型輸水Pccp管線與鋼管對接方法

郝增軍 申大鵬

摘 要：文章闡述了大型輸水管線預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土PCCP管與鋼管連接的實例。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管PCCP；鋼管；對接

1 引言

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe）簡稱PCCP，又稱預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管，是由預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼筒、混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，是在鋼筒（薄鋼筒的厚度約1.5mm左右）的砼管芯上，纏繞一層或二層環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，并作水泥砂槳保護(hù)層而制成的管子。它既發(fā)揮了鋼管的抗?jié)B性能，又利用了混凝土抗壓、耐腐蝕的特點，具有能承受較大的內(nèi)外荷載、抗?jié)B性能好、水頭損失小、接頭密封性好、經(jīng)久耐用等優(yōu)良特性。20世紀(jì)90年代我國引進(jìn)了國外的PCCP管生產(chǎn)工藝，目前已經(jīng)能夠提供DN600～DN4000、工作壓力最大可達(dá)5.0MPa的各種規(guī)格管材，國家已制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T19685-2005），現(xiàn)在PCCP管已經(jīng)越來越多應(yīng)用于給排水、電力等工程。目前世界上規(guī)模最大的利比亞“人工河”第一期工程，全長1900km，就是使用直徑4m、工壓2.8MPa的預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管敷設(shè)，工程全部完工后運行情況良好。

2 概述

獨山子長輸水線三十多公里輸水管線使用DN1200 PCCP管線，埋深4米左右。由于城市居民區(qū)東擴(kuò)，約2.2Km管線橫亙于新規(guī)劃的居民區(qū)域地下，無法進(jìn)行建筑地基的開挖，需要將管線移位，移位后的管線平行敷設(shè)于新規(guī)劃的主干道路邊。

移位后的管線采用新管線DN1200低壓流體輸送螺旋焊接鋼管，鋼管與原有的PCCP管的對接成為管線移位關(guān)鍵控制點，對接方法及其實施尤為重要。根據(jù)PCCP管和鋼管接口尺寸結(jié)構(gòu)、使用要求制定對接方法。

PCCP管線一端是插口另一端是承口，插口處的結(jié)構(gòu)形狀與鋼管類似，在端口外側(cè)有兩道距離很近的凹槽，將凹槽放入合適的橡膠密封圈后，與對接的另一根pccp的承口對接后完成兩根pccp管線連接。選擇pccp管線的插口與鋼管對接不能達(dá)到密封、連接可靠的目的。

根據(jù)PCCP管承口結(jié)構(gòu)，選擇承口和鋼管對接可以達(dá)到密封、連接可靠的目的。

考慮接口的密封、可靠和潔凈，做法如下。

PCCP管承口結(jié)構(gòu)圖 PCCP管與Φ1219鋼管對接結(jié)構(gòu)圖

2.1開挖、拆除接口處原有PCCP管線，上圖所示的承口和鋼管進(jìn)行對接，露出PCCP管線承口（見PCCP管承口結(jié)構(gòu)圖），清理承口。

2.2 由于承口鋼環(huán)內(nèi)徑為Φ1350、插口鋼管外徑Φ1219，圓周留有66mm的環(huán)向間隙，用油麻、膨脹劑、橡膠圈做為密封材料，填塞66mm的環(huán)向間隙，應(yīng)準(zhǔn)備Φ66的橡膠繩。

2.3 為了保證填塞時，密封材料不會沿鋼管劑入管內(nèi)，在管線的插入端外圓周焊接Φ12的圓鋼（見PCCP管與Φ1219鋼管對接結(jié)構(gòu)圖），阻擋密封材料，將鋼管盡量靠近pccp管承口最里端，PCC管承口結(jié)構(gòu)亦具有阻擋密封材料進(jìn)入管內(nèi)的作用。

3 PCCP管與Φ1219鋼管對接

3.1 將對接鋼管吊平，使鋼管中心軸線與PCCP管中心軸線在一條直線上，將鋼管推入PCCP管的承口最里端。

3.2 用量具進(jìn)行測量，調(diào)整環(huán)向間隙至整個圓周均勻。將管線底部加臨時支撐，使鋼管與PCCP管保持同軸線，使對接的管線位置相對穩(wěn)定。

3.3 加入膠圈

將環(huán)向縫隙內(nèi)雜物清理干凈，膠圈表面清理干凈，涂抹植物油，塞入環(huán)向縫隙，使用前端較平整、光滑、鈍角的扁釬將膠圈塞進(jìn)環(huán)向縫隙，一圈塞平整后，在進(jìn)行下一圈的操作，連續(xù)塞二圈應(yīng)平整均勻，兩圈接頭處錯開180°。

3.4 加入油麻操作

將油麻捻成圓繩狀，直徑約Φ30，塞入環(huán)向縫隙數(shù)圈，用扁釬將捻好的油麻塞進(jìn)去兩圈，并頂緊、平整、均勻。

3.5 加入膨脹水泥

將調(diào)好的1：1.5的膨脹水泥砂漿鑲?cè)氕h(huán)向間隙填實，使之與外管壁平齊。

3.6 環(huán)向鋼板焊接

在快干膨脹水泥加入36小時后，外側(cè)用鋼板將環(huán)向縫隙封住?，F(xiàn)場預(yù)制厚度δ=10mm的內(nèi)徑1219mm外徑1350環(huán)形鋼板，內(nèi)徑與Φ1219鋼管外壁焊接，外徑與承口鋼環(huán)外圓焊接，如PCCP管與Φ1219鋼管對接結(jié)構(gòu)圖。

4 在對接處鎮(zhèn)墩制作

為使對接處保持相對的穩(wěn)定，防止接口伸縮時，管線移動脫開，保證良好的固定，制作250m3的鋼筋水泥結(jié)構(gòu)鎮(zhèn)墩。鎮(zhèn)墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并增加管線固定樁，與管線焊接生根固定。

5 進(jìn)水試壓運行

鎮(zhèn)墩養(yǎng)護(hù)5天后，鎮(zhèn)墩強(qiáng)度達(dá)到常規(guī)強(qiáng)度的70%左右，進(jìn)水試運行。開始輸送水量為400立方米/小時，檢查管線對接處運行、漏水情況，運行良好；將輸水量逐步提高到800立方米/小時，運行7天后，輸水量提高到3000立方米/小時。已經(jīng)運行2年，目前處于3500立方米/小時大負(fù)荷供水狀態(tài)，運行良好。

6 結(jié)束語

上述對接方法，在工程實際中施工方便，在小型承口與鋼管對接中也可采用直接內(nèi)外焊接的方法，然后制作固定鎮(zhèn)墩，施工更為簡單方便；另外，制作鎮(zhèn)墩時，不在管線上焊接固定樁生根，在鎮(zhèn)墩附近的鋼管一側(cè)設(shè)置伸縮節(jié)會更為合理。

參考文獻(xiàn)

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