如何解決PCCP管道安裝中出現(xiàn)的接頭漏水問題

趙翼行

(遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003)

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如何解決PCCP管道安裝中出現(xiàn)的接頭漏水問題

趙翼行

(遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003)

摘要：近年來，PCCP管道以其成本低、密封好、施工快的優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用到工程建設(shè)之中，PCCP管道在發(fā)揮積極作用的同時，也往往會發(fā)生接頭漏水的問題，這對整個工程質(zhì)量都會造成極壞的影響，因此，采取相應(yīng)措施解決此類問題是極其必要的，本文針對PCCP管道安裝出現(xiàn)的接頭漏水問題展開分析，探討發(fā)生此種現(xiàn)象的原因，并根據(jù)原因給出一定的處理建議，以保證管道的順利、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：PCCP管道;接頭漏水;解決措施;打壓試驗(yàn)

PCCP管道，即預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道，此種管道是一種新型鋼性管材，其特點(diǎn)有承受壓力高、抗震性能好、防腐性好、施工便捷、維護(hù)方便等[1]，現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用于輸水干線、城市供水管道、排污干管等工程之中。其基本結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分，一是PCCP-E管，其混凝土管芯內(nèi)壁較為光滑且?guī)в袖撏玻苄旧侠p繞著環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，在其上還有耐久性較強(qiáng)的富水泥砂保護(hù)層，其承插口鋼圈帶有凹槽，用以容納止水橡膠圈，它與鋼筒焊接在一起形成堅(jiān)固的阻水結(jié)構(gòu)。二是PCCP接頭，此接頭包括單膠圈與雙膠圈兩種形式，就國內(nèi)來看，主要采用雙膠圈形式。

為保證工程安全與質(zhì)量，在安裝PCCP管道時需要進(jìn)行有關(guān)接頭水密封打壓的試驗(yàn)，此試驗(yàn)一般需要進(jìn)行兩次到三次。在一些工程的打壓試驗(yàn)中，出現(xiàn)了壓力不達(dá)要求或接頭漏水現(xiàn)象，影響了管道運(yùn)行安全及工程整體質(zhì)量，要解決此問題，必須要通過細(xì)致的現(xiàn)場施工觀察來分析其產(chǎn)生的原因。

1PCCP管道的安裝方法

PCCP管道在安裝時，其主要的施工方法即填弧法與開弧法，填弧法是在安裝PCCP管道的墊層達(dá)到安裝要求之后，以人工或機(jī)具方式對管道的底部及腋下進(jìn)行回填，以保證管道位置的固定性，開弧法是在實(shí)驗(yàn)檢測得到相關(guān)數(shù)據(jù)之后，在安裝處事先修筑一個圓弧形的斷面，在各項(xiàng)檢測達(dá)到安裝要求之后，在此弧形斷面上采用人工或機(jī)具的方式對PCCP管道的局部進(jìn)行回填與夯實(shí)，保證管道位置不會發(fā)生位移。

根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，PCCP管道安裝時其管道承口與管道插口的對接次序不同，不影響運(yùn)行效果及安裝質(zhì)量，其安裝方法如下：當(dāng)PCCP管道運(yùn)輸?shù)街付ò惭b區(qū)域后，先不對管子進(jìn)行卸載，在安裝好管道插口處的密封圈之后，向管道接頭處緩慢開進(jìn)，在插口與承口之間的距離在7~15 cm時，停止移動設(shè)備，將管道高程與軸向調(diào)整到待裝管道與已裝管道的中心大致重合，接著以內(nèi)拉法實(shí)現(xiàn)管道承口與插口的對接。內(nèi)拉法的操作如下：將內(nèi)拉支架、內(nèi)拉鋼絲繩、手拉導(dǎo)鏈葫蘆安裝在待裝管外側(cè)與已裝管內(nèi)側(cè)的接頭處，由此形成內(nèi)拉裝置，在人工手拉導(dǎo)鏈葫蘆的內(nèi)拉作用力及龍門吊對管道上下提升力的作用下，使待接管的插口(承口)緩慢擠進(jìn)已裝管的承口(插口)，在承口與插口完全對接之前，兩者縫隙達(dá)到指定安裝間隙時，對管道中心線的位置進(jìn)行檢查，觀察此線是否發(fā)生位置的偏移，當(dāng)此位置發(fā)生偏移時，利用起重裝置或?qū)ф満J對管道進(jìn)行稍微的調(diào)整，以使管道的位置符合規(guī)范要求，此時需進(jìn)行第一次水壓檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格之后才能對管道進(jìn)行回填與夯實(shí)，待PCCP管道位置固定好之后，卸下吊帶，將安裝設(shè)備推出，然后再安裝下一節(jié)管道。

2PCCP管道安裝水壓檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

在管道承口與插口的對接滿足安裝要求時進(jìn)行第一次水壓檢驗(yàn)，在管道對接安裝好之時，應(yīng)對之前已安裝好的第三節(jié)管道進(jìn)行第二次水壓檢驗(yàn)，在管道溝槽回填至管頂有50 cm 之時，對管道接頭處進(jìn)行第三次水壓檢驗(yàn)。其具體操作時，應(yīng)用量程為1.0 MPa、1.6 MPa或2.0 MPa的人工試壓泵將潔凈水(冬季用酒精，防凍)注入到管道試壓孔內(nèi)，在管道安裝符合要求的情況下，位于管道插口凹槽內(nèi)的兩個橡膠圈之間會形成一個密閉的空間，此時注入試壓孔的水是不能流出的，試壓泵的壓力表數(shù)值將會隨著注水量的增多而逐漸升高，當(dāng)此數(shù)值達(dá)到0.6 MPa時，停止注水，穩(wěn)壓5 min，壓力值保持不變則說明管道安裝合格[2]。

3PCCP管道接頭漏水原因分析

據(jù)實(shí)際觀察與檢測來看，造成PCCP管道接頭漏水的原因是多方面的，要解決此問題必須要對此進(jìn)行全面分析。

3.1由PCCP管道承接口的橢圓變形引發(fā)

PCCP管道接頭處有兩個橡膠圈，起止水作用，在管道安裝時，如果管道的承口與插口因橢圓變形致使橡膠圈不能充分?jǐn)D壓時，就會出現(xiàn)接頭漏水現(xiàn)象。導(dǎo)致管道承口與插口變形的原因主要有：管道承插口在纏絲、澆筑、外部防腐等制作工序中，因吊裝、存放時自身重力作用而產(chǎn)生變形。根據(jù)相應(yīng)規(guī)定，PCCP混凝土管芯的厚度內(nèi)徑應(yīng)為1/16~1/12，如果超過此厚度范圍，導(dǎo)致管道環(huán)向剛度過大時，其引起的承插口橢圓變形是無法輕易就能矯正的。例如，在南水北調(diào)北京段應(yīng)急供水工程之中，根據(jù)相應(yīng)規(guī)范，其DN4000PCCP管道的橢圓度應(yīng)為13 mm，其混凝土管芯厚度為380 mm，橢圓度超過6 mm，其安裝就會很困難。

3.2由管道安裝間隙過大引發(fā)

管道接頭處的間隙，往往會因?yàn)楣艿腊惭b過程中的借轉(zhuǎn)與后期變形而變得過大，從而導(dǎo)致橡膠圈的止水效果喪失。在通常情況下，管道與管道之間要保留有25 mm左右的空隙，當(dāng)管線要求對其接頭進(jìn)行借轉(zhuǎn)時，其借轉(zhuǎn)角度的計(jì)算方法有兩種。

3.2.1根據(jù)管道安裝的間隙計(jì)算

Jmax是接口處所允許的最大間隙值，據(jù)圖1，在將后一個橡膠圈維持在鋼圈工作區(qū)域內(nèi)的條件下，可得出Jmin=56 mm，Jmin即接口處所允許的最小間隙值，一般情況下取10 mm，而Dj則為管道接口的直徑。

圖1　管道安裝接頭間隙處理圖

3.2.2根據(jù)管道承插口鋼圈的最大公差計(jì)算

△Y是管道接口處直徑的公差值，根據(jù)目前的規(guī)定來看，承口處的內(nèi)徑公差應(yīng)在1.0~0.2 mm的范圍之內(nèi)，而插口處的外徑公差應(yīng)在-0.2~1.0 mm的范圍之內(nèi)，Lj表示管道連接處插口插入承口的長度，此長度是由承口深度減去承口外邊緣的寬度再減去接口處縫隙寬度而得出的。由此可知，在對管道進(jìn)行安裝時，倘若接頭發(fā)生偏轉(zhuǎn)，致使接口縫隙超過最大限度56 mm，接頭處的止水橡膠圈就會喪失止水作用，導(dǎo)致接頭處發(fā)生漏水現(xiàn)象，其中接縫寬度極限56 mm是一個理論上的尺寸，而在實(shí)際安裝中，存在水平或豎直的施工偏差，導(dǎo)致接頭處引起偏差，應(yīng)留下一定的余地[3]。

3.2.3由PCCP管道安裝中地基處理不當(dāng)引發(fā)

作為線性工程，PCCP管道鋪設(shè)安裝往往要經(jīng)歷多種地形，經(jīng)過多種地質(zhì)，這些地質(zhì)與地形構(gòu)成PCCP管道安裝的地基條件，不同的地基有不同的處理方法，這就給管道施工帶來了許多困難，在實(shí)際的安裝中，地基處理措施不當(dāng)?shù)膯栴}時有發(fā)生，導(dǎo)致管線出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象，致使管道接口變形，當(dāng)接口縫隙寬度過大以至超過65 mm

時，接口處就會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。例如，在山西省的萬家寨引黃工程中，管道就需要經(jīng)歷巖石地基、一般性土地基、濕陷性黃土地基等地質(zhì)條件，還要穿越公路、溝壑、河道、池塘等，針對不同的地質(zhì)及地形條件，該工程則分別采用了混凝土墊層、灰土墊層、碎石墊層等針對性的處理方法，以保證地基處理達(dá)到管道鋪設(shè)、安裝要求。

3.2.4由止水膠圈的質(zhì)量問題引發(fā)

PCCP管道口的止水橡膠圈對管道的密封性起著重要的作用，因此，PCCP管道工程建設(shè)對止水膠圈的質(zhì)量有著較高的要求，然而，在一些工程中所使用的橡膠圈是由兩個及兩個以上的生產(chǎn)廠家供應(yīng)，這就導(dǎo)致同一工程中，橡膠圈的拉伸力、壓縮量、表面質(zhì)量等指標(biāo)產(chǎn)生差異，再加上管道安裝的承包商本身經(jīng)驗(yàn)不足，往往會導(dǎo)致橡膠圈在管道安裝過程中出現(xiàn)問題，例如，一些質(zhì)量較差的橡膠圈會在管道安裝的過程中出現(xiàn)并圈現(xiàn)象，這樣就使管道兩端的打壓孔不相通，致使橡膠圈出現(xiàn)裂紋、針眼問題，久而久之就會使橡膠圈的止水性、密封性喪失，引起接頭漏水現(xiàn)象。

3.2.5由水位變化引發(fā)

PCCP管道工程往往要穿越一些地下水位較高的地方，像河道、池塘等地方的地下水位都比較高，地下水位發(fā)生變化，地下水所產(chǎn)生的浮力就會對管道接頭處產(chǎn)生一定影響，從而導(dǎo)致接頭處發(fā)生漏水現(xiàn)象，當(dāng)?shù)叵滤畨毫^高時，還可能會發(fā)生地下水滲入管道內(nèi)部的現(xiàn)象。

4針對PCCP管道漏水原因所采取的處理措施

4.1PCCP管道承插口的處理措施

要保證承插口在安裝過程中不變形，就要在承插口生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格控制承插口鋼圈的公差，在驗(yàn)收成品時，要認(rèn)真測量每一節(jié)管道的承插口尺寸，盡量控制橢圓度的出現(xiàn)，在出現(xiàn)橢圓度的部位要做出標(biāo)記，并記錄相應(yīng)的橢圓度數(shù)值及處理結(jié)果。

4.2管道安裝間隙的處理措施

安裝管道時，要充分考慮安裝間隙的設(shè)置，對管道的變形做出一定的預(yù)見，以保證兩個橡膠圈的止水作用。在發(fā)生漏水情況時，要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的處理方法。首先，管道接口處的縫隙在安裝規(guī)范與要求的范圍之內(nèi)時，用聚硫密封膠及環(huán)氧樹脂系膠結(jié)劑砂漿對接口縫隙進(jìn)行填充；其次，當(dāng)接口處縫隙超出安裝規(guī)范與要求時，不僅要用上述膠劑填充縫隙，還應(yīng)在管道的外部用鋼板進(jìn)行固定。

4.3PCCP管道安裝地基及地下水位變化的處理措施

當(dāng)PCCP管道鋪設(shè)遇到較為復(fù)雜的地質(zhì)及地形情況時，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先考察并分析相關(guān)地段的地質(zhì)情況，根據(jù)考察的結(jié)果制定具體、合理的解決方案，在管道接口的部位應(yīng)設(shè)置上一定的過渡段。例如，由較硬的地基轉(zhuǎn)為較軟的地基，或由較軟的地基轉(zhuǎn)為較硬的地基。

4.4止水橡膠圈的處理措施

止水橡膠圈所產(chǎn)生的問題主要是質(zhì)量方面的問題，要提升橡膠圈的質(zhì)量，就要從生產(chǎn)源頭抓起，加強(qiáng)成品檢驗(yàn)力度，保證成品質(zhì)量，另外，其存儲方式也應(yīng)十分注意，采用合理的儲存方式進(jìn)行儲存。

5結(jié)論

導(dǎo)致PCCP管道接頭漏水問題的原因是多方面的，要解決管道接頭漏水問題，保證管道工程質(zhì)量，就要從多個方面對其展開分析。不僅要注意到管道本身的質(zhì)量問題，還要考慮管道安裝的過程。在安裝PCCP管道時，要嚴(yán)格按照要求與規(guī)范來進(jìn)行，以保證管道的順利運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]任為,屈高見.PCCP管道接縫防滲漏處理施工技術(shù)[J].中國建筑防水,2015(10):28-35.

[2]鄭東,劉同進(jìn).淺析南水北調(diào)PCCP管道接頭漏壓現(xiàn)象與處理[J].水利水電工程設(shè)計(jì),2009(4):23-29.

[3]席志斌.關(guān)于d66d管道安裝中出現(xiàn)接頭漏水問題的探討[J].山西建筑,2012(4):133-134.

[4]胡少偉.預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管結(jié)構(gòu)承載安全評價理論與實(shí)踐[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[5]沈自力.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)[M].鄭州：黃河水利出版社，2010.

中圖分類號：TV672+.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)01-0085-03

作者簡介：趙翼行(1988-)，男，助理工程師，從事水利工程建設(shè)與管理工作。E-mail：418319377@qq.com