軟土地區(qū)大口徑PCCP管施工技術(shù)及應(yīng)用

袁軍鵬，張靜娜

（貴州電力工程建設(shè)監(jiān)理公司，貴州 貴陽550005）

PCCP 管（預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管）作為近些年來發(fā)展起來的一種新型管道材料，這種管材是在帶鋼筒的混凝土管芯上纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，并施噴水泥砂漿保護(hù)層而制成的管材[1]。高強(qiáng)度鋼筋混凝土管芯是管道的主要受力結(jié)構(gòu)，提供管材的剛度，管材中環(huán)向鋼筒主要起防滲作用，基本不參與結(jié)構(gòu)受力，管芯外側(cè)預(yù)應(yīng)力螺旋鋼絲在管芯內(nèi)部產(chǎn)生均勻預(yù)壓應(yīng)力，用于抵消內(nèi)水壓力引起的拉應(yīng)力，水泥砂漿保護(hù)層用于保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絲免收外力損壞和外界腐蝕。近年來隨著南水北調(diào)的實(shí)施，大口徑PCCP 管在各種大型輸水項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用[2]，積累了不少寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，尤其是在軟土地基中大口徑PCCP 管施工技術(shù)的探索，為大口徑PCCP 管的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

1 工程概況

某取水工程，輸水干線主要為兩條并行的DN3600 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP)，局部采用鋼管，兩管中心間距為6.0 m，同槽敷設(shè)，管道工作壓力為0.60 MPa，工程地處多雨水地區(qū)，雨季長且地下水位高，地表土層多為淤泥質(zhì)粘土，強(qiáng)度低，壓縮性高。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 溝槽開挖及地基處理

由于地處軟土地區(qū)，地下水位較高，土質(zhì)松軟、流動性很強(qiáng)，且溝槽開挖深度在5 m 以上，一般地區(qū)常用的木樁、鋼板樁等支護(hù)方式不能滿足工程要求，常有跑漿及鋼板變形問題。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)，采用強(qiáng)度較高的拉森鋼板樁，上部用鋼制圍檔支撐，取得了很好的效果。同時由于地下水位較高，開挖過程中需做好排水措施，將地下水位降至溝槽基底以下。開挖余土堆放離溝槽邊緣最少距離不少于5 m，堆放高度不超過2 m，并及時做好余土外運(yùn)工作。

由于軟土地區(qū)地基承載力低，易產(chǎn)生不均勻沉降，同時PCCP 管為柔性接頭，過大不均勻沉降容易引起接口拉開過大甚至脫開，造成工程事故，因此需對軟土地基進(jìn)行處理，以滿足強(qiáng)度及沉降要求。該工程采用的地基處理方法有下列幾種：1）粘土層段：在原狀土上鋪200 mm 厚砂墊層；2）淤泥粘土層段：一般采用300 mm 厚塊石，再鋪200 mm厚礫石砂墊層；3）含水率較高的淤泥質(zhì)粘土或局部土質(zhì)條件較差段可在塊石下鋪一層竹排，再按上述方法處理。工程實(shí)踐證明，該處理方法較好地解決了承載力低及沉降問題，取得了良好的效果。

2.2 施工順序

不同的施工順序?qū)κ┕べ|(zhì)量影響較大。由于部分管道距現(xiàn)有的道路較遠(yuǎn)，需要修筑臨時施工道路。施工開始階段，為保證工程進(jìn)度，管道安裝與修筑臨時道路同時進(jìn)行。安裝回填完畢并檢測所有管道接口間隙及試壓合格，幾天后再次復(fù)測發(fā)現(xiàn)管道接口間隙增大超過60 mm，接口試壓失敗。經(jīng)現(xiàn)場查勘分析，主要是由于施工運(yùn)輸車輛往返擾動，使安裝好的管道因單側(cè)擠壓發(fā)生位移。后改為先修筑臨時道路，再從臨時道路終點(diǎn)反向施工，從而解決了運(yùn)輸車輛對安裝好的PCCP 管的影響。

穿公路施工PCCP 管道時，為不影響交通，施工時采用半幅道路開挖施工措施。當(dāng)?shù)缆芬粋?cè)管道安裝回填好準(zhǔn)備進(jìn)行后半幅施工時，發(fā)現(xiàn)前半幅剛施工完成部分的兩個接口間隙拉大，并產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象。分析原因?yàn)閬硗囕v較多，對PCCP管橫向碾壓，使路下PCCP 管局部位移，經(jīng)協(xié)商提出加強(qiáng)處理的設(shè)計(jì)方案：即在管道下加打3 m 的木樁，然后竹排+300 mm 塊石+200 mm 碎石屑做基礎(chǔ)處理，同時在管道兩側(cè)打木樁，管頂木樁上加預(yù)制鋼筋混凝土蓋板。采取以上加固措施后，安裝好的PCCP 管4 個月后再次復(fù)查，接口沒有變化。

該工程部分PCCP 管與倒虹管連接，倒虹管采用鋼管。管道安裝后在對全線進(jìn)行檢測的過程發(fā)現(xiàn)，有兩處PCCP 管與倒虹連接處出現(xiàn)3～4 個PCCP 管口間隙增加的問題，其中一處間隙已超過60 mm，并有滲水現(xiàn)象。初步判斷，由于倒虹管在PCCP 管施工后安裝，而倒虹管開挖較深，在施工過程中出現(xiàn)對PCCP 管的基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動引起PCCP 管向倒虹管方向側(cè)移。后改用先安裝倒虹管再安裝PCCP 管，較少了對PCCP 管的擾動，取得了較好效果。

2.3 管道回填

管子安裝就位后，需及時回填覆土，回填前應(yīng)對安裝管子進(jìn)行定位，以防安裝下一根管子時對它造成擾動，回填時需兩側(cè)同時進(jìn)行，避免一側(cè)土壓力過大，造成二次擾動。由于管子通過大部分地方為軟土地基，原狀土因含水量太大不能用作回填，管道兩側(cè)采用砂或碎石回填至胸腔，胸腔以上部分采用開挖土回填并夯實(shí)。

2.4 管道試壓

目前，我國尚未出臺PCCP 管試壓相關(guān)規(guī)范。結(jié)合目前我國在建和已建工程經(jīng)驗(yàn)，大致有3 種方式試壓方式：1）分段試壓法，試驗(yàn)范圍為30%抽樣試壓，每段1～2 km 進(jìn)行試壓。試驗(yàn)壓力為0.8～1.0 MPa；2）整體試壓法，通常將全部PCCP 管一次性試壓，試驗(yàn)壓力取0.5～0.9 MPa；3）只進(jìn)行接口密封試壓，不做整體試壓直接試通水，通過試通水檢驗(yàn)安裝質(zhì)量，試通水壓力為工作壓力，通常為0.4～0.6 MPa。根據(jù)不同情況選擇合適的試壓方式，避免試壓對PCCP 管造成不必要的破壞。該工程采用PCCP 管整體試壓方式，試驗(yàn)壓力取0.6 MPa，一次性通過試壓。

3 結(jié) 語

該工程對大口徑PCCP 管在軟土地區(qū)的應(yīng)用提供了參考，至目前為止通水情況良好。結(jié)合工程實(shí)踐得出：1）在設(shè)計(jì)及施工過程中，應(yīng)特別注意管線的整體穩(wěn)定性。在軟弱土質(zhì)中使用時，應(yīng)慎重考慮地基處理及安裝的方式。在軟弱土質(zhì)中安裝和使用都存在較大風(fēng)險(xiǎn)，工程的關(guān)鍵段不建議使用PCCP 管。2）在施工過程中要注意施工順序，宜采用先深后淺、先遠(yuǎn)后近的原則。3）在過路、魚塘、暗河及地質(zhì)變化比較復(fù)雜地段，不宜采用PCCP 管，最好用鋼管替換。

［1］ GBT19685-2005，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005，10.

［2］ 王東黎，南水北調(diào)工程PCCP 管道設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.水利水電技術(shù)，2009（11）：33—38.