復(fù)雜地質(zhì)條件下用龍門吊車安裝預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道（PCCP）施工技術(shù)

彭利軍

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道安裝技術(shù)概述

PCCP在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的豐富施工經(jīng)驗(yàn)以及近年來(lái)在國(guó)內(nèi)的飛速發(fā)展，證明預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）是一種性能良好且經(jīng)濟(jì)合理的多用途管材，在我國(guó)的管線輸水工程應(yīng)用上具有強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿皬V闊的發(fā)展空間。由于管道口徑較大，重量較重，溝槽開(kāi)挖較深等原因，PCCP管道安裝多采用吊車安裝的方法。此方法對(duì)溝槽邊坡地基等施工環(huán)境條件要求較高，且施工費(fèi)用較高。在此條件下，管道安裝可采用自制可移動(dòng)式龍門吊，并利用手拉葫蘆拉動(dòng)進(jìn)行管道安裝，此方法施工工藝簡(jiǎn)單，容易掌握，適用于野外施工作業(yè)，施工成本費(fèi)用也較低。此方法在山西省萬(wàn)家寨引黃工程聯(lián)接段和遼寧省大伙房水庫(kù)輸水(二期)工程PCCP安裝二標(biāo)段中得到了很好的運(yùn)用，在保證施工進(jìn)度、施工質(zhì)量上及節(jié)約施工成本方面取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 工程概況

大伙房水庫(kù)輸水（二期）工程是將渾江流域調(diào)來(lái)的水由大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)后，向遼寧省撫順、沈陽(yáng)、遼陽(yáng)、鞍山、營(yíng)口、盤錦等六城市輸水的一項(xiàng)大型輸水工程。該工程由取水頭部、輸水隧洞、輸水管線、配水站（六座）、加壓泵站（一座）、加氯站（三座）等建筑物組成。

大伙房水庫(kù)輸水（二期）工程輸水管線建筑及安裝工程第二標(biāo)段，施工地點(diǎn)位于沈陽(yáng)市境內(nèi)，施工區(qū)間為沈陽(yáng)1配水站～沈陽(yáng)2配水站之間，主體施工任務(wù)為2×DN3200 PCCP管道安裝，單線總長(zhǎng)15.7km，工程于2006年10月開(kāi)工，2010年10月通水完成。

本標(biāo)段采用的PCCP管道內(nèi)徑為3200 mm，標(biāo)準(zhǔn)管長(zhǎng)度為5m，每節(jié)重量大約在46t左右，在平行雙溝槽內(nèi)復(fù)線安裝，選用150 t履帶式起重機(jī)進(jìn)行PCCP的吊裝任務(wù)。

2.2 施工技術(shù)難點(diǎn)

本標(biāo)段施工范圍內(nèi)以黃褐色粉質(zhì)黏土為主，土體呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，土體中隱微柱狀結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育，遇見(jiàn)環(huán)境水和機(jī)械動(dòng)載時(shí)，土體易沿結(jié)構(gòu)面形成蠕動(dòng)和滑動(dòng)，造成開(kāi)挖邊坡不穩(wěn)定。管線施工范圍位于水稻田地，稻田地區(qū)長(zhǎng)期浸水，在開(kāi)挖段地表下1～2m形成豐富的上層滯水，慢慢向下垂直入滲，與地下水聯(lián)通，溝槽開(kāi)挖成型后，滯水滲透使邊坡含水量增大，加上施工設(shè)備擾動(dòng)致使邊坡塌方時(shí)有發(fā)生，加大施工難度，延誤施工進(jìn)度。因此如何將邊坡塌方對(duì)施工的影響降到最低成為本工程的施工技術(shù)難點(diǎn)。

3 施工工藝研究與改進(jìn)

為保證施工質(zhì)量與施工進(jìn)度，綜合考慮管道直徑、溝槽深度及施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件等施工環(huán)境條件，并借鑒山西省萬(wàn)家寨引黃工程聯(lián)接段PCCP管道建安工程Ⅰ、Ⅱ標(biāo)的成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)我項(xiàng)目部技術(shù)人員研究決定,采用150 t履帶吊車吊運(yùn)管道，并配以龍門吊進(jìn)行安裝的施工工藝，并在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使其更好地運(yùn)用于本標(biāo)段的施工，取得了不錯(cuò)的效果。

開(kāi)工之初，龍門吊道軌下鋪設(shè)使用25cm×25cm×100 cm的枕木，每對(duì)道軌下需鋪設(shè)枕木24根。由于施工地段位于水稻田地，隨時(shí)都會(huì)出現(xiàn)小范圍的滑坡和塌方，枕木消耗極大且存在施工安全隱患。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用鋼板代替枕木進(jìn)行道軌鋪設(shè)，并將鋼板固定在道軌下成為一體，既便于施工，又降低了枕木的消耗，大大降低了施工成本。

4 施工工藝的實(shí)施過(guò)程

4.1 確定工藝流程

吊運(yùn)管道入槽→橡膠圈安裝→管道對(duì)接→軸線高程復(fù)測(cè)→管道接頭打壓試驗(yàn)→管道接縫灌漿及養(yǎng)護(hù)。

4.2 管道入槽

（1）管道入槽前，應(yīng)仔細(xì)檢查管道規(guī)格、型號(hào)、外觀以及承插口是否合格，不合格的管道不得使用。

（2）管道檢查合格后，利用吊車將管道下放至溝槽內(nèi)。起吊繩索采用非金屬繩索或利用麻布等軟包裝材料包裹后的鋼絲繩，以防止繩索破壞管道保護(hù)層。起吊時(shí)將繩索繞管道兩側(cè)兜身吊，嚴(yán)禁穿心吊，起吊過(guò)程應(yīng)輕裝輕放平穩(wěn)慢速，時(shí)刻注意保護(hù)管道保護(hù)層及承插口。

（3）管道平穩(wěn)入槽后，再次檢查管道質(zhì)量是否合格，確認(rèn)管道合格后，方可進(jìn)行安裝施工。

4.3 橡膠圈安裝

橡膠圈必須具備產(chǎn)品合格證，并在安裝前仔細(xì)檢查橡膠圈外觀質(zhì)量，表面不得有氣孔、裂縫、重皮、平面扭曲以及肉眼可見(jiàn)的雜質(zhì)等質(zhì)量缺陷。質(zhì)量不合格的產(chǎn)品不得使用。

待管道入槽后，利用龍門吊上部的四個(gè)手拉葫蘆將管道吊起，并吊運(yùn)至管道安裝大致位置后，進(jìn)行橡膠圈安裝，以保證橡膠圈安裝后立即進(jìn)行管道對(duì)接施工。

安裝前，仔細(xì)將管道的承插口上的泥土、污物等雜質(zhì)進(jìn)行清除，避免雜質(zhì)對(duì)橡膠圈質(zhì)量造成不利影響。清理完畢后，在對(duì)接管道的承插口內(nèi)涂刷食用植物油，涂抹均勻、無(wú)漏刷。涂刷完畢后，將橡膠圈安裝到管道插口內(nèi)的凹槽內(nèi)，并用一根木棍插入插口圈內(nèi)，繞整個(gè)管道接頭轉(zhuǎn)行，保證橡膠圈安裝均勻，無(wú)扭曲、翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。橡膠圈安裝完畢后，立即進(jìn)行管道對(duì)接，避免安裝好后的橡膠圈長(zhǎng)時(shí)間外露。

他本來(lái)會(huì)撲到熊身上，把它殺了的?？墒撬男膮s開(kāi)始了那種警告性的猛跳。接著又向上猛頂，迅速跳動(dòng)，頭像給鐵箍箍緊了似的，腦子里漸漸感到一陣昏迷。

4.4 管道對(duì)接

（1）將一根長(zhǎng)度略小于管道內(nèi)徑的角鋼安置于待安裝管道的外側(cè)管道內(nèi)，并在角鋼的中心處懸掛一線垂，并在角鋼上放置一水平尺，借助水平尺將角鋼調(diào)整至水平位置，則線垂線即為管道的軸線位置。

（2）利用龍門吊上部四個(gè)手拉葫蘆將管道吊起后，在龍門吊兩側(cè)安裝千斤頂，將管道固定，并調(diào)整兩側(cè)的千斤頂，使管道內(nèi)的線垂線位置與經(jīng)緯儀十字線位置重合，即表明管道軸線安裝位置符合要求。利用兩側(cè)千斤頂調(diào)整管道必須邊頂壓邊復(fù)核軸線位置，并慢慢進(jìn)行，千斤頂與管道間加墊一塊木板，防止直接頂?shù)焦艿辣Ｗo(hù)層上。

（3）通過(guò)龍門吊上部四個(gè)手拉葫蘆升降管道來(lái)調(diào)整管道的安裝高程，通過(guò)水準(zhǔn)儀測(cè)量管道底部管內(nèi)壁高程，直至高程符合設(shè)計(jì)要求。

（4）管道高程軸線調(diào)整好后，采用內(nèi)拉法對(duì)管道進(jìn)行對(duì)接。先制作一根長(zhǎng)度略大于管道內(nèi)徑的斜梁，斜梁上端焊接一塊厚度略小于管縫寬度的鋼板，將斜梁上端鋼板插入已安裝完畢的管道管縫內(nèi)，下端置于安裝好的后一節(jié)管道內(nèi)。在待安裝管道的外側(cè)端口處設(shè)置一個(gè)橫梁，利用鋼絲繩和手拉葫蘆將斜梁與橫梁連接，借手拉葫蘆的拉力以及前段安裝完畢管道與地面的摩擦力，將待安裝管道進(jìn)行對(duì)接。

4.5 軸線高程復(fù)測(cè)

管道對(duì)接完成后，采用以上方法對(duì)管道高程軸線進(jìn)行復(fù)核調(diào)整，使其達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求。

4.6 管道接頭打壓試驗(yàn)

管道對(duì)接完成后，即對(duì)管道接縫縫隙寬度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)管道接頭處進(jìn)行打壓試驗(yàn)，檢查接頭安裝是否合格。

4.7 管道接縫灌漿及養(yǎng)護(hù)

管道打壓合格后，對(duì)管道外縫進(jìn)行水泥砂漿灌縫處理，對(duì)內(nèi)縫進(jìn)行水泥砂漿勾嵌，以避免承插口外露受到外部土壤和內(nèi)部水流的腐蝕。水泥砂漿強(qiáng)度規(guī)格由設(shè)計(jì)文件確定。

外縫灌漿前，首先將管道外縫內(nèi)的泥土、雜物等清除干凈，利用土工布和鋼條制成灌漿包帶，作為砂漿澆筑時(shí)的模板。灌漿時(shí)，將管道外縫用水充分濕潤(rùn)后，將灌漿包帶繞管道外縫包裹一周，在管道頂部固定且預(yù)留灌漿口。按照施工配合比拌制砂漿完畢后，將砂漿由頂部預(yù)留口灌入，并在管道兩側(cè)用木棍敲打搗實(shí)，保證砂漿流動(dòng)自如，灌漿飽滿密實(shí)。灌漿后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于一天。如有設(shè)計(jì)要求時(shí)，對(duì)管道外縫采用標(biāo)準(zhǔn)防腐帶包裹，防止腐蝕。

在管道安裝完成一定時(shí)間后，對(duì)其管道內(nèi)縫進(jìn)行水泥砂漿勾嵌，水泥砂漿標(biāo)號(hào)與外縫灌漿水泥砂漿一致。勾嵌前將管道內(nèi)縫的污物清除干凈，勾嵌要密實(shí)飽滿平滑，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，不得出現(xiàn)裂縫。

5 應(yīng)用效果

采用自制移動(dòng)式龍門吊進(jìn)行PCCP管道安裝，極大地降低了邊坡塌方對(duì)施工造成的不利影響，加快了施工進(jìn)度，施工高峰期每日安裝管道數(shù)量能夠保持在30節(jié)左右。采用龍門吊進(jìn)行安裝，大大降低了施工成本，以本工程為例，本工程為雙溝槽復(fù)線安裝，如果采用吊車進(jìn)行安裝，需同時(shí)具備兩臺(tái)吊車進(jìn)行安裝；采用龍門吊進(jìn)行安裝，只需自制兩臺(tái)龍門吊安放于溝槽內(nèi)負(fù)責(zé)安裝施工，一臺(tái)吊車進(jìn)行管道的入槽吊運(yùn)，即可滿足施工要求，大大了降低了施工成本。同時(shí)在某些地段不適用于大型吊車設(shè)備作業(yè)時(shí)，還可以利用龍門吊對(duì)管道進(jìn)行短距離的溝槽內(nèi)運(yùn)輸，方便施工。安裝二標(biāo)采用龍門吊進(jìn)行安裝PCCP管道方法的成功運(yùn)用，取得了不錯(cuò)的實(shí)際效果，并得到了監(jiān)理單位和建設(shè)單位的一致好評(píng)。

采用龍門吊安裝PCCP管道的施工工藝，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，極大地適應(yīng)了施工現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，保證了施工質(zhì)量與安全，加強(qiáng)了施工進(jìn)度，取得了不錯(cuò)的施工效果，并積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，也為今后類似工程的施工提供了借鑒。