寧夏中南部水源工程PCCP 管安裝施工技術(shù)與質(zhì)量控制

全永東

（湖南水利水電工程監(jiān)理承包總公司，湖南 長沙 410007）

1 工程概況

寧夏中南部水源工程監(jiān)理二標(biāo)段輸水線路總長約24 km，建設(shè)內(nèi)容包括7#大灣隧洞出口至中莊水庫（樁號50+716-70+058），包括中莊水庫及其到南郊水廠輸水隧洞。設(shè)計流量為3.75 m3/s，采用重力輸水方式，單管鋪設(shè)，管徑為DN2000，管材為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）及鋼管，其中PCCP 管7 632 m，管道壓力等級為0.6 MPa、1.2 MPa、1.6 MPa。管線多次穿越河（溝）和公路，均采用明挖暗埋，埋深4～5 m，最少覆土厚度不少于2 m。

2 施工工藝技術(shù)與質(zhì)量控制

2.1 管線測量放線

在監(jiān)理審批施工技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，由測量人員按設(shè)計圖紙放出開挖邊線，清表后，再根據(jù)設(shè)計圖紙放出管槽開挖中心線、開口線和底口中線，并用石灰標(biāo)明。施工單位測量放線完成后，申請監(jiān)理對放線成果進(jìn)行復(fù)核，監(jiān)理復(fù)核合格后才能進(jìn)行基礎(chǔ)開挖施工。開挖過程中，測量隨時跟蹤控制管槽底部高程和邊坡坡比，保證與設(shè)計要求一致，且底部平順。

2.2 管溝開挖與驗收

依據(jù)現(xiàn)場施工放樣的標(biāo)識，開挖采用倒退法開挖施工，采用挖掘機(jī)自上而下分級開挖，局部孤石或挖掘機(jī)難以處理的巖石，采用人工鉆孔、控制性微爆破進(jìn)行處理?；A(chǔ)底面預(yù)留20～30cm 采用人工開挖，避免擾動地基層，管槽兩側(cè)邊坡留有適當(dāng)?shù)男奁赂挥嗔?，再由人工修整設(shè)計坡度和平整度。管道基槽開挖土方堆放距離管溝開口邊約1 m 的安全距離，堆放的土方頂部采用裝載機(jī)推平。

開挖完成，由施工單位自檢合格后，申請監(jiān)理組織進(jìn)行基礎(chǔ)驗收。若發(fā)現(xiàn)局部有異常的地基，探明原因和范圍后，由設(shè)計單位明確處理方案，再進(jìn)行處理，保證基礎(chǔ)斷面尺寸、高程和承載力滿足設(shè)計要求。

2.3 基礎(chǔ)處理

一般基底采用原土夯實，對地質(zhì)薄弱或地下水位較高的地段，按設(shè)計單位批準(zhǔn)的以3∶7 灰土換填或塊石擠密，澆筑C15 混凝土管座的方法進(jìn)行處理，保證管道安裝后的運行質(zhì)量和安全。

2.4 管件到貨驗收

管件首先進(jìn)行廠內(nèi)驗收，驗收合格后允許發(fā)貨。管件到貨后，由施工單位申請監(jiān)理方組織各參建單位進(jìn)行到貨驗收。檢查驗收管道尺寸應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，管端應(yīng)標(biāo)明材料執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格類型等；檢查廠家提供的產(chǎn)品質(zhì)量合格證明及驗收內(nèi)容等；檢查出廠合格證內(nèi)容是否齊全：檢查管道內(nèi)表面應(yīng)光滑，無裂縫、氣孔等，管端面應(yīng)平齊，外表面無明顯裂紋、缺損、掉角等缺陷。承插管承口內(nèi)外所有表面應(yīng)平滑，不得有裂紋或?qū)B接面使用性能不利的其他缺陷，管道的厚度要符合設(shè)計要求。

嚴(yán)格密封圈的質(zhì)量檢測，密封橡膠圈嚴(yán)禁使用再生膠，其外觀應(yīng)完好，無接頭，表面不得有裂紋、雜質(zhì)和氣泡。規(guī)格及外觀尺寸必須與管道圈槽加工尺寸一致，橡膠圈截面直徑差不得超過±0.5 mm，橡膠圈環(huán)的直徑差不得超過±10 mm，抽樣檢測橡膠圈的性能指標(biāo)以保證密封，無滲漏為準(zhǔn)，且應(yīng)符合規(guī)范要求［硬度45～55；拉伸強(qiáng)度大于16 MPa，伸長率大于500%；永久變形小于20%；老化系數(shù)0.8（70℃/44 h）］。

管道、管件應(yīng)按類型、規(guī)格、等級分類堆放，不宜長期露天存放，防止爆曬，堆放層數(shù)為一層。

2.5 PCCP 管安裝施工

1）安裝采用75 t 履帶吊，30 t 級合成纖維吊裝帶進(jìn)行吊裝，吊裝前安裝吊帶試吊，方法為兜身法。吊帶就位完成后，施工人員撤離PCCP 管吊轉(zhuǎn)半徑區(qū)域，吊車緩慢上升大臂和吊索，將PCCP 管吊離地面，確認(rèn)吊離地面后既不發(fā)生傾斜，也沒有發(fā)生吊帶滑動的現(xiàn)象，則將PCCP 管吊起下溝進(jìn)行施工。

2）第一節(jié)管調(diào)整和放在測定的位置和高程上，兩側(cè)用專用支塊定位支固。檢測修整第一節(jié)管承口工作面、第二節(jié)插口工作面和圓弧槽，將管內(nèi)清掃干凈。把橡膠圈套在第二節(jié)PCCP 管的插頭圓弧槽內(nèi)，橡膠圈平直、光滑、無扭曲，周圍間隙均勻。用食品潤滑油涂刷在橡膠圈外圓上和承口內(nèi)，吊車將管道對好接口。

3）管道安裝采用內(nèi)拉法進(jìn)行，“內(nèi)拉法”是指在需要安裝的管道插口插入已安裝好的管道承口一部分后（3～4 cm），在需要安裝的管道尾部及已安裝好的管道頭部，各安裝一個專用管道安裝內(nèi)撐（簡稱橫擔(dān)），在橫擔(dān)兩側(cè)（管道內(nèi)壁的兩側(cè)水平位置），掛設(shè)拉進(jìn)裝置（鋼絲繩——手動葫蘆——鋼絲繩），然后吊車輕輕起吊，讓管道懸空（離地約為1～3 cm），兩邊的拉進(jìn)裝置同時緩慢拉緊，接口處時刻觀察膠圈的就位情況，若發(fā)現(xiàn)膠圈滑脫、扭曲等現(xiàn)象，要停止拉進(jìn)、退出，重新進(jìn)口。待勻速拉進(jìn)至兩管口之間間隙為2 cm 時，停止拉進(jìn)。

4）安裝時接口在正常對接時，插口均勻進(jìn)入承口，膠圈在預(yù)定的承插口工作面上，承插口間的間隙和距離均勻一致，管內(nèi)間隙為20 mm，偏差控制在±5 mm。

5）安裝過程中隨時測量校核管道中線位置偏差，及時作出調(diào)整，安裝好后用水準(zhǔn)儀檢測管道安裝高程。管端最大允許偏移在30mm 之內(nèi)。高程偏移在±20mm 范圍內(nèi)。

6）每安裝一節(jié)管道后，立即用墊塊固定好管節(jié)，以免錯位，對所安裝管材接口進(jìn)行接口水壓試驗并做好記錄，同時應(yīng)檢查校測高程及相對轉(zhuǎn)角。

7）管道接口防腐處理：PCCP 管內(nèi)部接口處理采用在接口縫隙內(nèi)安裝深度40 mm 厚度20 mm 的聚乙烯閉孔泡沫板，然后采用不小于30 mm 厚度的抗微生物聚硫密封膠封堵。PCCP 管外部接口處理采用在接口灌入1∶3 水泥砂漿封堵密實后，在接口處纏寬40 cm 的“三布四油”進(jìn)行防護(hù)。

2.6 管道檢查和水壓試驗

PCCP 管打壓共分三次，第一次在管道安裝就位后進(jìn)行管道接頭打壓。打壓在安裝現(xiàn)場進(jìn)行，接頭打壓壓力均為設(shè)計壓力的1.5 倍，穩(wěn)定5 min，不滲、不漏、表壓穩(wěn)定即為合格。第一次打壓合格后，回填之前進(jìn)行第二次打壓，打壓全部合格后進(jìn)行土方回填。回填完成后，進(jìn)行第三次打壓，打壓流程和第一、二次打壓流程相同，主要是防止回填土壓力造成管口變形引起滲漏。第一次打壓為隨安隨打壓，第二次打壓在管道回填之前進(jìn)行，第三次打壓在某一段落回填土全部完成后逐節(jié)打壓檢測，單個接頭膠圈密封性壓力試驗時，監(jiān)理全過程跟蹤并在試驗記錄上簽字確認(rèn)。

安裝完成后的PCCP 管經(jīng)檢測，管道接口環(huán)向間隙均勻一致，管軸線及高程都符合設(shè)計圖紙要求及規(guī)范規(guī)定，合格率100%。

管道全部安裝并回填完成，兩端采用盲板封堵（盲板后加靠背頂撐，以防止加壓后滑管）后，進(jìn)行整體水壓試驗。水壓試驗采取分段試壓，壓力按照試驗管段設(shè)計計算最大水頭壓力加0.3 MPa 控制，試驗步驟、程序嚴(yán)格按照規(guī)范和批準(zhǔn)的試驗方案進(jìn)行，試驗過程中所有管段未出現(xiàn)壓力下降及滲水現(xiàn)象，水壓試驗合格。

2.7 管溝土方回填施工

管道回填采用分段回填的方法進(jìn)法施工，管道安裝驗收合格后，選用合格的中粗砂料及土料進(jìn)行管道回填施工?；靥顣r自下而上可分為：墊層區(qū)I、管基II區(qū)回填、管區(qū)Ⅲ回填、原狀自然土，見圖1。

圖1 管溝土方回填分區(qū)

1）墊層區(qū)Ⅰ回填

墊層區(qū)I 是對管道支撐上覆荷載結(jié)構(gòu)的主要部分，在管溝開挖驗收合格后、管道安裝前進(jìn)行墊層區(qū)Ⅰ回填作業(yè)?；靥顣r將合格的中粗砂均勻散布在管溝內(nèi)，虛鋪厚度為20 cm。中粗砂采用自卸汽車運輸?shù)焦ぷ髅?，推土機(jī)、液壓反鏟配合將料均勻攤鋪，對邊角及局部區(qū)域采用人工進(jìn)行攤平，壓實采用YZS-0.6 手扶式振動碾和蛙式夯進(jìn)行碾壓夯實，并經(jīng)試驗檢測符合設(shè)計要求。

2）管基Ⅱ區(qū)回填

管基Ⅱ區(qū)指墊層區(qū)頂面至管中心包括高程以下的回填區(qū)域。其壓實度要求為0.95。管道安裝及外部接縫處理完畢后進(jìn)行管基Ⅱ區(qū)的回填，回填時選用合格土料均勻散布在管溝內(nèi),兩側(cè)對稱回填，每層回填虛鋪厚度20 cm，回填土采用裝載機(jī)配合溜槽下料，人工攤鋪，碾壓采用YZK16 型自行式振動碾、YZS-0.6 手扶式振動碾、蛙式夯等施工機(jī)械，對于管件下部、側(cè)面等無法使用機(jī)械的，采用人工夯實。壓實后按照規(guī)范要求取樣做壓實度試驗，測驗結(jié)果合格后進(jìn)行后續(xù)施工。

3）管區(qū)Ⅲ回填

管區(qū)Ⅲ回填采用合格的原土回填，利用裝載機(jī)配合溜槽下料，便用機(jī)械攤鋪，對無法采用機(jī)械攤鋪的部位采用人工攤鋪，每層回填虛鋪厚度為20 cm，兩側(cè)對稱回填，碾壓采用YZK16 型自行式振動碾、YZS-0.6 手扶式振動碾、蛙式夯等施工機(jī)械，對于邊角及局部區(qū)域無法使用機(jī)械的，采用人工夯實。壓實后按照規(guī)范要求取樣做壓實度試驗，測驗結(jié)果合格后進(jìn)行后續(xù)施工。

4）原狀自然土回填

原狀自然土區(qū)指回填地面高程以下1.4 m 范圍內(nèi)的回填區(qū)域?；靥畈牧蠟樵瓲钭匀煌?。采用自卸汽車將合格的料運至回填區(qū)域，均勻散布在管溝內(nèi)，采用推土機(jī)進(jìn)行回填料攤鋪。廠區(qū)外、非交通要道及農(nóng)田等允許下沉的地段，此區(qū)的回填土簡易回填不壓實，留有高度為0.2 m 的余土，使之高于原地面，作為自然沉降補(bǔ)償之用。其他地段按規(guī)范壓實至符合設(shè)計要求。

2.8 質(zhì)量驗收與評定

施工過程中，每道工序/單元施工完成，施工單位自檢合格后，報監(jiān)理單位進(jìn)行驗收復(fù)核，驗收合格并簽字確認(rèn)后，方可進(jìn)行后續(xù)工序施工。工程施工完成后，經(jīng)施工單位申請，項目法人組織各參建單位及相關(guān)專家對監(jiān)理二標(biāo)段8#、9#管線和10#、11#管線兩個單位工程進(jìn)行了驗收，質(zhì)量評定均為優(yōu)良。

3 結(jié) 語

寧夏中南部水源工程監(jiān)理二標(biāo)段PCCP 管道施工于2014 年6 月18 日開工，2015 年11 月15 日全部完工。2016 年5 月31 日，寧夏中南部水源工程輸水隧洞及管線正式開始通水，至今運行正常，無滲水漏水等異?，F(xiàn)象。

寧夏中南部水源工程監(jiān)理二標(biāo)段PCCP 管施工，在管槽開挖處理、管道安裝、管溝回填等實施過程中，各工序能按照設(shè)計、規(guī)范要求及批準(zhǔn)的施工方案進(jìn)行施工，按照廠家技術(shù)要求進(jìn)行安裝作業(yè)，安裝完成后，經(jīng)水壓試驗質(zhì)量合格，均滿足設(shè)計要求。由于采取了嚴(yán)格的工序質(zhì)量控制，管道安裝過程中采取三次接頭密封圈試壓，經(jīng)接頭密封圈試壓和整體水壓試驗檢測合格，既加快了進(jìn)度，又保證了工程整體質(zhì)量，施工過程工序質(zhì)量控制技術(shù)與措施值得推廣應(yīng)用。