引綽濟(jì)遼工程PCCP管道安裝工法探析

蔣迪

（吉林松遼工程監(jiān)理監(jiān)測咨詢有限公司，吉林長春 130021）

預(yù)應(yīng)力鋼筒水泥鋼管（下文簡稱PCCP），是一項性能良好的復(fù)合管件。按照鋼筒在管芯中部位的差異，分成內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPL）和埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPE），按照目前的相關(guān)行業(yè)實(shí)施規(guī)范GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》，引綽濟(jì)遼工程屬于埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。

1 工程基本情況

引綽濟(jì)遼工程項目在內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)，由嫩江支流綽爾河引水入西遼河，向沿岸市鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)園所供應(yīng)的重大引水工程項目，建設(shè)主要由文得根水利工程樞紐工程和輸水工程建設(shè)構(gòu)成，工程設(shè)計中最大年調(diào)用水量計算為4.88×108m3。

輸水工程按照沿線地質(zhì)條件和主體建筑形態(tài)，劃分為山地的隧洞段和平原區(qū)的管道段兩部分。管線段主要分為穩(wěn)流連接池、退水渠、壓力預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、壓力鋼管道（SP）、附屬構(gòu)筑物、交叉建筑、分水口施工、交通建筑及其他臨時建筑工程等。

該標(biāo)段輸水管線線路長22.52km，均為管線段單管鋪設(shè)，管徑DN3200，管子單根重量44t。

2 PCCP管道安裝工法

2.1 工藝流程

工藝流程圖如圖1所示。

圖1 安裝工藝流程圖

2.2 管道材料進(jìn)場前驗收

1）每根管件都有其相應(yīng)的樁號位置，所以需要對管件的尺寸、型式、壓力等級、序號、制造時間和產(chǎn)品出廠時間進(jìn)行檢查記錄，并需要檢查產(chǎn)品廠的質(zhì)檢員和檢測機(jī)關(guān)簽字。

2）承插口鋼環(huán)作業(yè)面的安裝前檢驗，工作面涂層應(yīng)均勻、光潔。若沾有水泥、砂漿、毛刺形成及其他臟物時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清洗或拋光處理，直到合格，否則安裝時極易卡壞膠圈。

3）承口橢圓度檢查。測定管子的承口內(nèi)徑、插口外徑，得到4組內(nèi)外徑數(shù)值，比值（max~min）/3200就是橢圓度。其中，max為4組數(shù)值中的最大值，min為最小值，橢圓度不能大于0.5%，且最大誤差也不能大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。橢圓度過大，會影響安裝后的接頭打壓試驗。

4）運(yùn)輸?shù)綀鲂敦浨皺z查。主要是外觀檢查，做好檢查記錄，明確責(zé)任。

2.3 橡膠圈進(jìn)場檢驗

實(shí)心橡膠圈進(jìn)場檢查重點(diǎn)是外觀檢查、查驗生產(chǎn)的合格證，還要檢查膠圈表面光滑度，以及是否有砂眼、陷槽、氣洞、裂紋、破損、裂皮、表面扭曲等現(xiàn)象。

2.4 管材運(yùn)輸（進(jìn)場后復(fù)檢）

1）針對PCCP管道中各運(yùn)輸構(gòu)件的不同狀況，提出詳細(xì)的運(yùn)輸方案，具體內(nèi)容包括匹配的吊裝工具和運(yùn)輸設(shè)備、大件搬運(yùn)方式，以及避免PCCP管材的振動、碰撞、滑移的固定措施等。

2）管道運(yùn)輸時，宜將PCCP管道置于馬鞍形支座中心并加墊木墩上，支承面上有彈力緩沖墊層（如汽車輪胎），以保障管道及支承插口免受損傷。

3）在運(yùn)輸過程中應(yīng)保持其圓度，支撐方式須經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)。

4）與運(yùn)輸隊簽訂協(xié)議時，嚴(yán)格把好運(yùn)輸過程中管件破損責(zé)任一關(guān)。

2.5 卸車及儲存

1）管材在運(yùn)送至現(xiàn)場后，可單獨(dú)使用150t履帶吊卸車，使用高強(qiáng)纖維吊兜身起吊，不得使用鋼絲繩，也不得穿心吊裝。

2）管材應(yīng)按安裝圖紙編號順序存放，堆放地點(diǎn)應(yīng)符合GB50268-2008《給排水管道工程施工及驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)禁疊層混放。管道存放在事先做好的布管臺上，布管臺兩側(cè)距管端的距離為1.0m，便于穿吊帶和起吊，在干燥或高溫季節(jié)，須加強(qiáng)管子的灑水養(yǎng)護(hù)。

3）冬季管材的管底與地面采取隔離措施，以防管道底部凍結(jié)；管子端部用塑料布進(jìn)行封堵，防止雨雪及雜物進(jìn)入。

2.6 管道起吊

管線溝地面、管基質(zhì)量自檢合格并經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理機(jī)構(gòu)聯(lián)合驗收后方可進(jìn)行管線安裝。為方便抽取吊帶，管材安裝前應(yīng)開挖連接工作坑，開挖尺寸滿足要求，并符合GB/T702-2017《熱軋鋼棒尺寸、外形、重量及允許偏差》的規(guī)定。

采用經(jīng)過專家論證過的320t履帶吊起吊。先把第一只管在預(yù)先確定的管道中心線（撒白灰或掛白線繩）上找平并找正，然后再吊起準(zhǔn)備連接的管道，并移至距已安裝管道30~50cm處。

2.6.1 清潔接頭

1）在管子安裝前，應(yīng)把承口內(nèi)部和插口外部的水泥沙塵等臟物全部清理一遍；

2）查看管子的承口和插口，若有毛刺或突起異物現(xiàn)象，用銼打磨光滑，然后清理干凈；

3）安裝前，將管道的插口、承口用滾刷涂刷上1～2遍食用的植物油。

2.6.2 膠圈安裝

根據(jù)技術(shù)要求，在膠圈安裝時，先用食用植物油潤滑一下膠圈，將膠圈套入插口的卡槽中后，再在膠圈下插光滑鐵棍，并沿該管插口周圍移動位置1～2周，調(diào)節(jié)膠圈使之松緊適當(dāng)，以保證膠圈安裝質(zhì)量，若膠圈存在扭曲現(xiàn)象，應(yīng)重新安裝。

2.7 PCCP管道對接安裝

對接安裝采用內(nèi)拉法安裝，見圖2。采用的主要儀器設(shè)備有內(nèi)拉動手動葫蘆、打壓泵、J2經(jīng)緯儀、DSZ2水準(zhǔn)儀、鋼制測隙規(guī)等。

圖2 內(nèi)拉法示意圖

1）吊起準(zhǔn)備安放的管線，確保鋼管懸空不與基底碰撞。

2）管道鋪設(shè)方向通常為承口面對準(zhǔn)上游方向，將插口插入承口安裝。安裝時，動作要緩慢。在插口距離承口10~20cm時，在承口上下或左右位置墊幾塊事先預(yù)制好的木方，以防由于吊起時管道晃動而碰壞承插口端面。

3）在插口與承口對接時，調(diào)節(jié)待裝管子的前后高度和左右偏差，以保證管子中心軸線與設(shè)計中心線相符?？赏ㄟ^承插口沿圓周的間隙是否均勻判斷。

4）將拉緊裝置調(diào)至待拉狀態(tài)，且管道軸線符合要求，承插接口基本對好位時，即可逐漸拉緊。

5）在將接口拉入的過程中，應(yīng)注意左右二端方向用力一致，以確保待安管道軸線和已安管道軸線保持一致，在拉入時，通過放置承插口上的小木塊來調(diào)節(jié)接口間距，并利用吊車微動調(diào)整管道的拉緊狀態(tài)。

6）接頭木塊長度應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)定。

7）針對安裝過程中形成的軸線誤差積累，通過合理調(diào)節(jié)接頭間隙逐漸消除。

8）在對拉過程中，若發(fā)生如膠圈扭曲、承插口進(jìn)入砂土等異物、軸線偏差不滿足規(guī)范等異?，F(xiàn)象，須立即停止拉入，找出原因及時調(diào)整，以免安裝完拔管。

9）在安裝對拉過程中或結(jié)束時，如發(fā)現(xiàn)橡膠圈有翻起或扭曲的現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止安裝，拔出管道，更換橡膠圈，重新安裝。

10）每安裝一節(jié)管道都應(yīng)當(dāng)檢查和校測管線測量數(shù)值，如管底高度、相對轉(zhuǎn)角、軸線偏移等，具體管線鋪設(shè)允許誤差見表1。

表1 管線鋪設(shè)允許誤差值

11）承插口對接完成后，檢查接口間隙是否符合規(guī)范技術(shù)（此工程±25mm）要求，合格并將管道用砂墊穩(wěn)后，方可將吊具落下，抽出吊帶。

12）安裝過程的誤差調(diào)整，可通過調(diào)整管子的接頭間隙和相對轉(zhuǎn)角來實(shí)現(xiàn)，但要確保管子接口相對轉(zhuǎn)角和接頭間隙符合設(shè)計及規(guī)范要求。若偏差較大，可通過多節(jié)管材在規(guī)范范圍內(nèi)的微調(diào)來消減或消除。

2.8 管口接頭打壓

1）工程項目使用雙膠圈接頭的管件，當(dāng)各節(jié)管件連接完成后，立即通過連接水壓測試，以檢查膠圈安裝位置，保證管材接頭不漏水。

2）接頭的水壓試驗水壓宜不低于1MPa。

3）接頭打壓試驗應(yīng)采用經(jīng)過率定的手動試壓泵，試壓泵與管道下部試壓孔連接，上部為試壓孔排氣（圖3），排氣完畢后把螺栓擰緊，然后加壓至1MPa，恒壓約5min，無壓降為合格。

圖3 打壓示意圖

4）試壓合格后，用螺絲將測壓口擰緊。

5）當(dāng)接頭經(jīng)水壓測試后不合格時，應(yīng)立即拔出該管節(jié)并更換原有膠圈，并再次進(jìn)行安裝和水壓試驗，直到水壓測試合格為止。

6）第二次接頭打壓測試。每鋪設(shè)完3節(jié)管線，對先前設(shè)置的第一根管線接頭實(shí)施第二次打壓試驗。

7）第三次接頭打壓測試。管頂上面的土方回填后開始第三接頭打壓試驗，測試水壓保持恒壓1.2MPa，5min內(nèi)無壓降即為合格。

每次打壓試驗，填寫《PCCP管材接頭打壓記錄表》以備查驗。

2.9 PCCP安裝自檢

1）安裝好的接口環(huán)向間隙d應(yīng)保持均勻一致，設(shè)計值5mm＜d＜25mm。

2）軸線用經(jīng)緯儀或全站儀測定，高程則用DSZ2型水準(zhǔn)儀測定，該階段測量不允許使用GPS。軸線測量和高程控制測量一般包括安裝測量和安裝后檢驗測量。安裝時，測量起到安裝定位作用；安裝后，測量主要檢查在每一管子安裝后軸線尺寸和高度能否達(dá)到設(shè)計容許誤差，否則應(yīng)拔出重新安裝。當(dāng)管的軸線尺寸和高度均達(dá)到設(shè)計要求后，填報帶有檢測記錄表的施工檢測結(jié)果報審單，向工程監(jiān)理機(jī)構(gòu)報審。

3）管道布置要滿足各種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)條件，并填寫質(zhì)量評估資料。

4）管底兩側(cè)應(yīng)及時回填密實(shí)，以防管道左右移動，密實(shí)度采用灌砂法進(jìn)行。

所有管材接頭安裝完畢并經(jīng)自檢合格后，可進(jìn)行下一程序的管道安裝。

3 接頭灌漿封堵

接頭灌漿包括外縫灌漿和內(nèi)縫接縫。當(dāng)經(jīng)過第二次接頭打壓測試合格后，為防止承插口鋼構(gòu)件不被破壞，按設(shè)計規(guī)定必須完成接頭的外縫灌漿工作，接頭外縫砂漿強(qiáng)度滿足規(guī)定后，進(jìn)行外縫環(huán)氧煤瀝青涂料防腐，厚度不小于600μm。管頂土方回填且在第三次接頭打壓測試合格后，進(jìn)行內(nèi)縫接縫工作。

1）外縫注漿成形：先在接口外面包裹1道長度為25cm的薄鐵皮用作灌漿接口的外模，距鐵皮兩端邊各5cm處用2根油絲繩緊固，用緊線器拉緊后，在最上部留80～100cm用作灌漿注入口，然后灌入符合設(shè)計強(qiáng)度的水泥砂漿并搗實(shí)；混凝土砂漿要有較好的流動性，待水泥砂漿完全灌滿后，在注入口上用干硬性砂漿填滿并抹光。

砂漿達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，拆除鐵皮外模，并現(xiàn)場滾涂環(huán)氧煤瀝青作為外縫防腐層，至少滾涂2遍，厚度不小于設(shè)計值600μm。

2）封堵管道內(nèi)部接縫，使用便攜鼓風(fēng)機(jī)清理管道的內(nèi)縫，確定縫隙中沒有異物和塵土?xí)r，采用勾縫法抹砂漿，過程中確保砂漿密實(shí)，表面光滑平整。

3）水泥砂漿可使用小型攪拌機(jī)拌和，禁止使用有硬化跡象的水泥，也禁止將砂漿再加水重拌。

4 注意事項

1）測量。若采用RTK進(jìn)行軸線定位，應(yīng)在轉(zhuǎn)點(diǎn)位置或者長直線距離進(jìn)行，避免誤差積累，然后用全站儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線測量。用DSZ2水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量，切記：不能直接用RTK測量，控制點(diǎn)完成并經(jīng)閉合平差合格后，將水準(zhǔn)點(diǎn)引到基槽內(nèi)做好標(biāo)記再進(jìn)行高程測量。

2）承插口檢查及處理。管材安裝前，應(yīng)仔細(xì)檢查管材承插口是否光滑、有毛刺等，若存在這種情況，應(yīng)事先用銼打磨，以防在安裝過程刺破磨壞橡膠圈，導(dǎo)致打壓不合格拔管，耽誤安裝進(jìn)度。

3）打壓孔位置。在管材吊裝前，注意打壓氣孔的位置，應(yīng)確保一個試壓孔在管道下部角度120°范圍內(nèi)，另一個試壓孔在管道上部角度120°范圍內(nèi)，為方便打壓試驗操作，管材放置時應(yīng)注意將水壓試驗用的進(jìn)水口置于管道垂直方向。

4）橡膠圈。貯存環(huán)境溫度為-5～30℃，因此不能長時間受紫外線源輻射影響。在低于0℃的溫度下進(jìn)行管道安裝時，應(yīng)當(dāng)做好防橡膠圈變硬的保護(hù)措施。

上文所述工法，是筆者對現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗系統(tǒng)的總結(jié)，詳細(xì)闡述了大管徑PCCP管道安裝技術(shù)，并指出了安裝應(yīng)注意的問題，對無經(jīng)驗、缺少經(jīng)驗的施工單位有很高的借鑒和參考價值，也能在一定程度上提高和改善有經(jīng)驗的施工單位的安裝技術(shù)水平。因此，該工法在大管徑PCCP管道安裝中具有實(shí)際應(yīng)用價值和推廣價值。