水利供水工程中大口徑PCCP管道施工技術(shù)

楊永鎮(zhèn)

（靖遠(yuǎn)縣劉川電灌工程管理局 ，甘肅 白銀 730604）

0 引言

當(dāng)前，水利供水工程復(fù)雜程度逐漸提升，在這種情況下，出現(xiàn)了很多輸水管道類型，與以往水利供水工程中應(yīng)用的混凝土管道或鋼材質(zhì)管道相比，各類新型的輸水管道有更強(qiáng)的優(yōu)勢。目前，其不僅可以在鋼度上滿足施工要求，而且性價比更高。尤其是一種橫截面直徑較大的PCC管道，作為近幾年產(chǎn)生的新型輸水管道性能最佳，受到人們的關(guān)注。在實(shí)際應(yīng)用中，PCCP管道的鋼度極高，因此在施工和后期使用過程中不容易出現(xiàn)變形或折損。同時，其還具備更好的密封性、承載力及抗?jié)B透性，正是因?yàn)槠渚哂蟹N種優(yōu)勢，使PCCP管道的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。然而隨著當(dāng)前PCCP管道的橫截面直徑逐漸增加，對其尺寸的公差以及施工效果提出了更高的要求，為此，在實(shí)際施工過程中需要保證PCCP管道方便安裝，還須在運(yùn)行過程中具備負(fù)載耐久性，以確保其作用得到更好地發(fā)揮，進(jìn)而延長水利供水的使用年限。因此，該文對水利供水工程中大口徑PCCP管道施工技術(shù)進(jìn)行研究，以期為PCCP管道在水利供水工程中的應(yīng)用提供幫助。

1 水利供水工程中大口徑PCCP管道施工技術(shù)

1.1 大口徑PCCP管道場內(nèi)運(yùn)輸與裝卸

在進(jìn)行水利供水工程施工時，首先需要將PCCP管道運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在運(yùn)輸過程中，為了確保PCCP管道與車體之間具備良好的牢固性，可在運(yùn)輸車輛上安裝木楔子，來達(dá)到防滑和防滾的目的。在對管材進(jìn)行運(yùn)輸時，如果出現(xiàn)質(zhì)量超標(biāo)或高度超過上限的情況，則需要向有關(guān)部門辦理合格手續(xù)，并在運(yùn)輸前確保各項(xiàng)安全防護(hù)工作完備，才能夠運(yùn)輸上路。在將PCCP管道運(yùn)輸?shù)绞┕ぶ付ㄎ恢眠M(jìn)行裝卸時，需要采用單獨(dú)運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸，并在裝卸時，要求管材的外壁不得與其他硬物接觸或碰撞，并且在吊裝時不得將管材臨時吊裝在尖銳物體上，由于PCCP管道承口不能接觸到地面與水源，因此，可以在管子下面應(yīng)放枕木，確保堆放地的堅實(shí)平整，防止?jié)L動和積水。由于大口徑 PCCP 管自重比較重，因此布管位置必須合理，盡量減少二次搬運(yùn)的可能性，而且若堆放時間超過一個月，還應(yīng)該對其進(jìn)行保濕處理，以避免管壁出現(xiàn)裂紋?？梢园凑請D1的流程完成PCCP管道的安裝工作。

如圖1所示，應(yīng)該先進(jìn)行基槽墊層驗(yàn)收，再運(yùn)送PCCP管道，并對管道進(jìn)行驗(yàn)收，一旦驗(yàn)收不合格就要返回上一步，如果合格，就進(jìn)行吊車裝卸、管道入槽、管道就位、管道封口工作，以上工作完畢后，需要進(jìn)行一次試壓和二次試壓，在打壓前，要先清除管道內(nèi)的水和空氣，再連接試壓泵，并對壓力值進(jìn)行調(diào)整，恒壓2min，如果產(chǎn)生壓降則需要繼續(xù)進(jìn)行管道封口，如果沒有壓降，就證明管道安裝合格，可以進(jìn)行回填，至此完成對PCCP管道的安裝，同時在吊裝時應(yīng)當(dāng)注意確保相關(guān)人員需遠(yuǎn)離吊裝機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑之內(nèi)。在堆放PCCP管道時，也需要對其層數(shù)進(jìn)行限制，表1為PCCP管道施工現(xiàn)場堆放時的層數(shù)要求表。

表1 PCCP管道施工現(xiàn)場堆放層數(shù)要求表

圖1 PCCP管道安裝流程示意圖

當(dāng)PCCP管道需要在施工現(xiàn)場長期堆放時，應(yīng)當(dāng)每隔一段時間進(jìn)行一次噴淋處理，并覆蓋氈毯，以保持PCCP管道的濕度。

1.2 PCCP管道鋪設(shè)安裝

水利供水工程項(xiàng)目具備施工線路長、工程地形復(fù)雜、管道質(zhì)量大等特點(diǎn)。在進(jìn)行管道鋪設(shè)時，可以選擇規(guī)格為75t的履帶吊裝裝置完成對管道的入槽施工。PCCP管道進(jìn)入溝槽結(jié)構(gòu)前，需要檢查管材表面是否存在損傷，在確保管道表面沒有黏土的情況下，對其進(jìn)行下槽安裝。管材的承口端一側(cè)應(yīng)當(dāng)與后期水利運(yùn)輸?shù)牧魉较蛳鄬?yīng)，在連接接口時，需要對連接位置進(jìn)行檢查和清理。在下管時，需要注意溝槽邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，觀察其是否牢固。為了確保管材接口位置上橡膠圈的平滑，在連接時，可利用金屬棒在連接口位置上按照順時針各完成一次旋轉(zhuǎn)，確保在正式施工中膠圈不會出現(xiàn)扭曲或翻轉(zhuǎn)的問題，避免其對施工質(zhì)量和進(jìn)度造成影響。并且當(dāng)施工現(xiàn)場的溫度低于0℃時，需要對橡膠圈進(jìn)行保溫處理，避免橡膠圈受凍變硬。

1.3 PCCP管道對接

PCCP管道鋪設(shè)安裝完成后，需要對管道接口進(jìn)行拼接處理。將需要對接的管道插口與管道承口端連接。在對接過程中，需要在管道周圍設(shè)置一塊木楔，以對其進(jìn)行固定，避免由于施工失誤產(chǎn)生晃動，破壞接口結(jié)構(gòu)。圖2為PCCP管道對接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 PCCP管道對接結(jié)構(gòu)示意圖

在連接的過程中，還需要在管道兩側(cè)增設(shè)鋼絲繩套以及倒鏈結(jié)構(gòu)，將其與鋼橫梁連接，并將倒鏈作為連接的支撐點(diǎn)，同時拉拽倒鏈，使管道能夠以相對緩慢的速度移動到間隙位置，以此完成對接。然后需要對接口位置上橡膠圈的連接情況進(jìn)行檢查，判斷其是否存在橡膠圈擠壓、翻滾的問題，若存在以上問題，應(yīng)當(dāng)退出管道，并按照上述操作重新安裝，在確保橡膠圈的平滑和完整后，再對PCCP管道進(jìn)行對接。在該環(huán)節(jié)中還應(yīng)該做好接頭灌漿工作，即使用1∶2的水泥砂漿調(diào)制成流態(tài)狀，然后在接頭內(nèi)外側(cè)灌漿或者抹漿，以保護(hù)承插口不受腐蝕。在實(shí)際操作中，需要在外側(cè)裹上一層塑料編織帶（寬150mm～200mm）作為灌漿的外模板，將其兩側(cè)扎緊，留有灌漿口，并在接頭間隙放一根細(xì)鐵絲，邊灌漿邊來回抽動鐵絲，使砂漿密實(shí)，灌滿后需要在灌漿口上部用干砂漿填滿抹光，管接頭的內(nèi)側(cè)也要用1∶2比例的水泥砂漿進(jìn)行勾縫，并抹平至管內(nèi)表面。

1.4 接頭水壓檢驗(yàn)

為了確保施工的質(zhì)量，需要對接頭水壓進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)合格后再繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)土體回填處理的施工工作。水壓檢驗(yàn)分兩次進(jìn)行，在完成PCCP管道安裝工作后，在不抽出吊裝帶的情況下完成一次水壓檢驗(yàn)，以驗(yàn)證管道下部墊是否穩(wěn)定。然后將吊裝帶抽出，再進(jìn)行第二次水壓檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)不合格，就需要及時對相應(yīng)位置進(jìn)行查驗(yàn)、糾偏和調(diào)整，直到檢驗(yàn)結(jié)果合格為止。還需要對管道兩側(cè)及管頂以上進(jìn)行回填，回填范圍應(yīng)小于0.5 m，而且管件的支墩、錨固設(shè)施應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，對未設(shè)支墩及錨固設(shè)施的管件，還需要對其進(jìn)行加固，并將管道灌水浸泡72 h以上。做好準(zhǔn)備工作以后就可以對管道施加壓力，水壓緩慢升至試驗(yàn)壓力后，保持恒壓10min，若接口、管身無破損及漏水現(xiàn)象，則證明管道強(qiáng)度試驗(yàn)合格。在檢驗(yàn)過程中，需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄，為了方便數(shù)據(jù)整理并保留數(shù)據(jù)，可構(gòu)建接頭水壓檢驗(yàn)記錄表（表2）。

表2 接頭水壓檢驗(yàn)記錄表

由表2記錄的數(shù)據(jù)可以檢驗(yàn)接口水壓是否在合理范圍內(nèi)。需要確保前一節(jié)管道的復(fù)測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，在該基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)行施工，同時要求標(biāo)高和軸線等都不得出現(xiàn)偏差，以此確保后續(xù)土體回填和其他工作施工質(zhì)量不受影響。

1.5 回填與驗(yàn)收

施工結(jié)束后需要及時進(jìn)行溝槽回填工作，在回填前需要將溝槽內(nèi)的雜物、積水等清除干凈，回填后的土應(yīng)該至管頂80cm。在驗(yàn)收環(huán)節(jié)中，驗(yàn)收人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求，收集材料質(zhì)保書、中間檢查記錄、試驗(yàn)報告等工程的技術(shù)資料，由質(zhì)量監(jiān)督部門、工程監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計等有關(guān)部門對工程進(jìn)行驗(yàn)收。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

該文提出了一種水利供水工程中大口徑PCCP管道施工技術(shù)，為了驗(yàn)證這一施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可行性，選擇以某水利供水工程項(xiàng)目為例，將該文設(shè)計技術(shù)應(yīng)用到該工程中，并對其應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

已知該工程項(xiàng)目為某水利供水三期工程，該項(xiàng)目與上游起始水庫壩后的連通井相連，并且與放水洞內(nèi)原有的3條規(guī)格為Φ1000mm的結(jié)點(diǎn)相連接，經(jīng)過重力輸水到各個企業(yè)的接管點(diǎn)上。該工程項(xiàng)目中管線的整體走向?yàn)槟媳弊呦?，管線總長度為35.265km。在工程沿線上，管道需要完成穿公路套管共6個位置，并且沿線覆蓋了2個三通井以及相對應(yīng)的管理設(shè)施和流量計設(shè)施。該工程項(xiàng)目需要完成的工作為對各個輸水管道的鋪設(shè)以及對閥門、構(gòu)筑物等安裝和建設(shè)。在結(jié)合該工程項(xiàng)目概況的基礎(chǔ)上，應(yīng)用該文提出的施工技術(shù)完成對PCCP管道的施工。

為了實(shí)現(xiàn)對施工效果的檢驗(yàn)，對施工過程中管道周圍地下水位及土體沉降變化情況進(jìn)行記錄，其繪制結(jié)果見表3和表4。

表3 施工中PCCP管道周圍地下水位變化

表4 施工中PCCP管道周圍土體沉降變化

由表3和表4記錄的數(shù)據(jù)可以看出，在T1～T5時間內(nèi)，PCCP管道周圍地下水位變化均未超過-0.10m～+0.10m，地下水運(yùn)行穩(wěn)定，而土體的沉降變化值也均未超過-2.50mm～+2.50mm，說明土體具有良好的穩(wěn)定性。由此可以證明，在應(yīng)用該文提出的施工技術(shù)時，施工操作不會影響到周圍地下水的運(yùn)動以及周圍土體的穩(wěn)定性，能夠有效提高施工的安全性，也不會由于地下水位變化和土體沉降對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

為了進(jìn)一步對該施工技術(shù)的施工效果進(jìn)行檢驗(yàn)，再對施工完成后大口徑PCCP管道的具體情況進(jìn)行記錄。以輸水過程中PCCP管道中的水壓作為監(jiān)測對象，對不同時刻PCCP管道內(nèi)部水壓變化情況進(jìn)行記錄，并將記錄的數(shù)據(jù)繪制成PCCP管道內(nèi)部水壓變化曲線圖，如圖3所示。

當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時，PCCP管道內(nèi)部水壓會突然升高，當(dāng)達(dá)到瞬時壓力上限（0.5MPa）時，管道會有爆裂的風(fēng)險，影響輸水的正常進(jìn)行，造成安全事故的發(fā)生。由圖3繪制的PCCP管道內(nèi)部水壓變化曲線可以看出，按照該文施工技術(shù)完成施工后，PCCP管道內(nèi)部的水壓基本能夠控制在0.3MPa以下，并且水壓變化相對穩(wěn)定。

圖3 PCCP管道內(nèi)部水壓變化曲線圖

綜上可知，該文提出的施工技術(shù)能夠保證PCCP管道施工階段的地下水運(yùn)動穩(wěn)定，并降低土體的沉降變化值，提高土體穩(wěn)定性，保證施工質(zhì)量。在實(shí)際運(yùn)行過程中，PCCP管道內(nèi)的水壓變化也相對穩(wěn)定，可確保輸水工作順利進(jìn)行，提升水利供水工作的安全性。

3 結(jié)語

為了進(jìn)一步擴(kuò)大大口徑PCCP管道應(yīng)用范圍，該文針對水利供水工程中PCCP管道施工時存在的問題，提出了一種全新的施工技術(shù)，并結(jié)合實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證了該施工技術(shù)的可行性。另外，PCCP管道不僅可以應(yīng)用到水利工程項(xiàng)目中，在其他運(yùn)輸工程項(xiàng)目中也具有良好的性能。為此，在后續(xù)的研究還將針對PCCP管道在其他工程項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行探究，以期為進(jìn)一步提高PCCP管道在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用適應(yīng)性提供一定幫助。