內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管（PCCPL）常見問題及處理措施

郇慶祝 蘇佳楠

摘要：離心工藝預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡稱PCCPL），是指由鋼筒和混凝土內(nèi)襯組成管芯并在鋼筒外側(cè)纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，然后制作水泥砂漿保護(hù)層而制成的管子。下面就PCCPL管材制作、成品堆放期間的常見問題進(jìn)行分析并給出預(yù)防措施。

Abstract： Centrifugal prestressed concrete cylinder pipe （PCCPL） is a kind of pipe made of steel cylinder and concrete lining， which is made of steel cylinder and concrete lining， wrapped with circumferential prestressed steel wire outside the cylinder， and then making cement mortar protective layer. In this paper， the PCCPL pipe production， finished products during the stacking of common problems are analyzed and preventive measures are proposed.

關(guān)鍵詞：PCCPL;離心;裂紋;原因分析;預(yù)防措施

Key words： PCCPL;centrifugal;crack;cause analysis;preventive measures

中圖分類號：TU528.73? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）29-0140-02

0? 引言

內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡稱PCCPL）生產(chǎn)制造過程工藝復(fù)雜，對原材料的質(zhì)量及設(shè)備精度要求高，更對操作人員在操作過程中的主動意識，理論水平要求更高。針對PCCPL管材制作、成品堆放期間的常見問題及處理措施作以粗淺分析。

1? 管芯制作中發(fā)生偏心、浮石和塌料問題原因分析

模具在離心機上高速運轉(zhuǎn)，工人用鐵掀從兩端在規(guī)定時間內(nèi)完成喂料，造成管芯偏心、浮石及是、塌料的問題，大體應(yīng)從下面幾個方面查找原因：

①高速運轉(zhuǎn)的模具不同軸的原因：造成這種情況，一是模具本身跑圈直徑大小不一樣了;二是離心機同軸兩個跑輪直徑不一樣了;三是離心機前后跑輪間距不一樣;四是模體及承插口盤與跑輪的同心度有偏差。

②模具上下振動的原因：離心機基礎(chǔ)在長期振動過程中，地腳螺栓松動，造成離心機上下振動，高速運轉(zhuǎn)的模具也跟著上下振動。

③模具轉(zhuǎn)速過快的原因：喂料時，模具轉(zhuǎn)速過快，離心力過大，造成工人投入的料馬上堆積，不能使混凝土沿著內(nèi)壁縱向平鋪，這樣就造成了模具內(nèi)壁里的砼薄厚不一。

④工人喂料、打漿的原因：一是工人沒有連續(xù)在規(guī)定時間內(nèi)完成喂料，使離心時間過長，造成砼離析;二是工人喂料速度太快，造成短時間內(nèi)砼堆積在模具端口，投料時模具的轉(zhuǎn)速不足以讓堆積的混凝土沿著內(nèi)壁滑動;三是工人打漿沒有打凈，留有泥漿，也會造成內(nèi)壁出現(xiàn)浮石浮渣。

⑤混凝土配合比不準(zhǔn)的原因：一是粗集料過多;二是混凝土的塌落度太大;三是混凝的和易性不好。

⑥鋼筒鼓包原因：鋼筒尺寸有偏差，鋼筒在模具合模時，受到擠壓變形，有隆起鼓包出現(xiàn)，造成內(nèi)壁混凝土薄后不一，薄的地方就容易有浮石出現(xiàn)。

⑦銅筒在模具中活動的原因：鋼筒與模具之間的固定通常有兩種，一種是模具本身有固定的橡膠墊塊，另一種是在鋼筒外壁套4-5道膠圈。對于第一種，由于長期磨損和風(fēng)化，至使固定鋼筒的效果越來越差。但對于第二種，有時工人也會忘記在鋼筒外壁套上膠圈。膠圈具有極大的抗壓性和摩阻力。模具利用膠圈的這種特性會把鋼筒牢固地固定住，即使模具高速運轉(zhuǎn)，銅筒也不會在里邊活動。這樣就會避免由于銅筒在模具里活動而產(chǎn)生不均勻離心力，至使混凝土壁厚不一樣，出現(xiàn)浮石，嚴(yán)重造成塌管。

⑧模具承插口跑漿的原因：承插口端部封堵膠條沒有安裝到位，或是封堵膠條破損嚴(yán)重，漿液從高速旋轉(zhuǎn)的模具端部在離心力的作用下流走，致使打漿操作人員打不出漿，混凝土在嚴(yán)重失水后，流動性變差，造成內(nèi)壁混凝土薄厚不一樣，出現(xiàn)大面積浮石。

⑨鋼筒表面有大面積的油漬：安裝鋼筒時，操作人員會在模具的承插口盤端面涂刷一層油，承插口盤在安裝就位后，會把多余的油擠壓到鋼筒內(nèi)表面，會在鋼筒內(nèi)表面與混凝土之間產(chǎn)生一層油質(zhì)隔離層，造成混凝土與鋼筒表面黏結(jié)性變差，在投料完成離心完成模具停止后，混凝土在重力作用下，很容易出現(xiàn)塌料和彎曲。

⑩模具承插口端面有殘余的干硬混凝土：如果承插口端面有大量的干硬混凝土塊，模具在高速運轉(zhuǎn)時，由于受力不均產(chǎn)生不均勻振動，很容易造成筒內(nèi)混凝土疏松，從而產(chǎn)生裂紋及坍塌。

2? 管芯制作中發(fā)生偏心、浮石和塌料問題處理措施

綜上所述，要減少或避免管芯偏心、浮石及塌料的出現(xiàn)，應(yīng)該從下面幾個方面入手：

①每班結(jié)束，應(yīng)該及時清理離心機，定期檢查離心機底座螺栓螺冒是否松動。

②定期對離心機檢查并進(jìn)行保養(yǎng)，主要檢查離心機轉(zhuǎn)輪的磨損情況，軸承是否缺油，離心機是否有異響，如有必要還要測量離心機對角是否相等。

③對控制離心機轉(zhuǎn)速的操作人員，進(jìn)行安全技術(shù)交底，熟悉離心喂料工藝流程和技術(shù)要求，對喂料時離心機的幾個不同轉(zhuǎn)速（見表1：離心機、時間參數(shù)）階段熟悉掌握，經(jīng)考核合格方能上崗。

④對投料喂料工人進(jìn)行安全技術(shù)交底，熟悉喂料、打漿的工藝流程和技術(shù)要求，撐握離心機在不同轉(zhuǎn)速下，投料的速度和投入砼的量。

⑤模具合模時，操作人員要及時檢查并清除承插口端面的干硬混凝土浮渣，檢查鋼筒內(nèi)表面是否有鐵銹、焊渣、油漬，檢查鋼筒表面是否有鼓包，鋼筒尺寸是否在允許范圍內(nèi)，檢查模具內(nèi)的墊塊是否有風(fēng)化磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，如果有，要及時維修更換或用膠圈代替，盡可能都用膠圈來固定鋼筒，操作人員還要認(rèn)真檢查合口螺絲是否擰緊、承插口封堵膠條是否安裝到位嚴(yán)密、破損。

⑥嚴(yán)控混凝土的配合比、和易性、塌落度、混凝土的攪拌時間等。特別要控制混凝土粗細(xì)骨料的級配及含水量。每班都要進(jìn)行含水量的測定和塌落度的測定，及時調(diào)整攪拌時的加水量。

3? 管芯蒸養(yǎng)期間砼塌料問題原因分析

①靜養(yǎng)階段和給氣階段時間控制不準(zhǔn)，混凝土初凝前后，為靜養(yǎng)階段，混凝土水化反應(yīng)時，容易產(chǎn)生裂紋，如果提前給氣，會加快裂紋的產(chǎn)生，如果升溫速度過快，也會加快水化反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生膨脹變形，破壞混凝土結(jié)構(gòu)，造成塌料。如果降溫速度過快，會使混凝土表面內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂紋，造成塌料。

②蒸養(yǎng)時，溫度過高，也會造成混凝土表面和混凝土里邊的溫差過大，破壞表層混凝土膠料的結(jié)構(gòu)性能，使表面水化反應(yīng)過快假凝現(xiàn)象，里邊反應(yīng)慢，生產(chǎn)溫度應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂紋、塌料。

4? 管芯蒸養(yǎng)期間，砼塌料問題處理措施

嚴(yán)格控制各階段蒸養(yǎng)時間和蒸養(yǎng)溫度（見表2：蒸氣養(yǎng)護(hù)時間及溫度），并做好記錄。

5? 砂漿保護(hù)層出現(xiàn)裂紋的問題原因分析

砂漿保護(hù)層的厚度一般控制在20～30mm之間，強度要求宜控制在M45，嚴(yán)控砂漿配合比和原材料，每班次要進(jìn)行砂漿含水率的量測，噴漿之前要在鋼絲表面噴一層水泥凈漿。噴完漿的管子放在露天靜養(yǎng)時，受到外界影響因素較多，如風(fēng)蝕、陽光暴曬，維護(hù)不好，容易出現(xiàn)裂紋。特別在承插口端部300mm范圍內(nèi)，裂紋更嚴(yán)重。

①砂漿原材料中細(xì)骨料含泥量過大，不但會增加砂漿的水泥用量，還可能使砂漿的干縮率增大，耐久性降低，砂漿的初始開裂時間縮短，開裂敏感性增加，有可能導(dǎo)致塑化劑摻量過多，造成砂漿強度降低。

②砂漿水灰比控制不準(zhǔn)，也會影響砂漿強度，造成裂紋的成生。

③制作砂漿保護(hù)層時，環(huán)境溫度過低，砂漿膠料的溫度也會低，影響砂漿水化熱反應(yīng)，破壞水泥的性能，真接影響砂漿后期強度上不來。

④噴漿機噴射力不夠，導(dǎo)致砂漿密實度不夠，膠結(jié)料之間有空隙，容易快速失水，造成干砂現(xiàn)象，砂漿強度上不來。

⑤靜養(yǎng)階段沒有及時撒水養(yǎng)護(hù)，靜養(yǎng)階段砂漿膠結(jié)料中的水泥還在放熱，熱量從內(nèi)部傳到砂漿層外表面，把砂漿外表層里的水快速蒸發(fā)掉，如果不及時撒水，外表層很快就會出現(xiàn)裂縫。

⑥強光曝曬，也會使砂漿外表面的水份快速蒸發(fā)掉，造成砂漿表面和內(nèi)部的干縮應(yīng)力，溫度應(yīng)力大于砂漿的抗裂強度時，就會在外表面產(chǎn)生裂紋。

⑦對于承插口端部300mm范圍內(nèi)的承口端外保護(hù)層的環(huán)向裂縫和插口端內(nèi)壁環(huán)向裂縫產(chǎn)生的原因，首先是制作工藝和結(jié)構(gòu)本身特性決定了其更容易出現(xiàn)裂縫。其次是管子的承口鋼圈和插口鋼圈是由鋼板制作而成，外部還要纏絲一部鋼絲。由于金屬和砂漿的熱膨冷縮系數(shù)不一樣，在相同的環(huán)境溫度下，承插口鋼圈和砂漿層之間就會發(fā)生力的相互作用，產(chǎn)生隔離或擠壓。再有就是承插口部位是裸露在外的，更容易受到環(huán)境因素影響。

⑧吊車吊運過程中，幅度大，管子容易產(chǎn)生前后左右晃動，在放停時容易磕碰地面。

6? 砂漿保護(hù)層出現(xiàn)裂紋的問題處理措施

①砂漿細(xì)骨料的含泥量控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)，一般不超過1%。水灰比一般是1∶2。②采用輥射法制造保護(hù)層時，環(huán)境溫度不得低于5℃，輥射距離不大于1m。③保護(hù)層采用澆水自然養(yǎng)護(hù)，在保護(hù)層水泥砂漿充分凝固后，每天至少應(yīng)灑水兩次以使保護(hù)層水泥砂漿保持濕潤，在有陽光曝曬時，要采取苫布或草簾進(jìn)行遮蓋。④對于插口端內(nèi)壁300mm的環(huán)向裂縫，可采取增強插口端部的強度，鋼筒制作完成后，在插口端部焊接300～400mm的鋼筋網(wǎng)片，增加鋼筒與插口端的連接強度。⑤吊車吊運過程中，要用專用的尼龍吊帶，并且吊運過程要平穩(wěn)，嚴(yán)禁碰撞。

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