PCCP管在工程应用中的施工经验

黄　毅　(杭州市七格污水处理厂工程建设指挥部，浙江杭州310014)

　　摘　要：预应力钢筒混凝土管(PCCP管)在输水工程中具有较好的应用效果，就其在工程实施中的具体问题总结了施工经验，并进行了技术创新。
　　关键词：预应力钢筒混凝土管(PCCP管)；施工经验；闭水试验
　　中图分类号：TU991.36
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2001)11-0060-03

　　预应力钢筒混凝土管(PCCP管)从问世到使用，已经历了半个多世纪。目前，从管道的设计、制造、检测到安装、验收、使用等各方面，均实现了规范化、系列化，已在城市建设的输水工程中得到了较好的应用。

1　工程概况

　　杭州市七格污水处理厂主干管穿越八号港段，位于杭海路与艮山东路交叉口以西，主干管段采用两根DN2200嵌置式PCCP管，总长度约615 m。
　　工程沿线地形较为平坦，沿途多为民房和菜地，地面高程约5.60 m。工区浅层地下水主要为潜水，受大气降水和生活用水补给，地下水水位一般在0.55～3.40 m之间。
　　工程管线内底标高为-1.392～0.893 m(黄海高程)，管线基础主要坐落在砂质粉土层上，该土层埋深为0.40～2.80 m，层厚为0.00～3.40 m，工程力学性质较好。
　　采用的PCCP管材公称管径：2200 mm，内径：2 200 mm，外径：2 540 mm，壁厚：145mm，长度：5000 mm，质量：17.70 t。管道采用双胶圈接口，埋深有5m和7m两种规格。

2　施工方法及经验

2.1降水
　　因管子埋设较深(埋设深度在7 m左右)，根据砂质粉土的特性，采用双排三节轻型井点来降低地下水位，确保管道的顺利施工。
　　最初降水实际效果不错，但十几天后却出现了问题，实际降水深度与预计的相差50 cm左右，经过分析，发现产生这一怪异现象是因为受到钱塘江潮水的影响。虽然工地现场距离钱塘江约有1.2 km，但由于著名的钱塘江涌潮每半月一次的涨落，使江水平面的水位出现了约0.7 m的变化，加之当地砂质粉土的渗水性能较好，从而导致地下水位随着潮水的涨落而出现周期性的变化，掌握了这一特点后，采用将花杆埋深约60 cm的方法，解决了降水问题。
2.2基坑开挖和管道基础
　　①基坑开挖
　　a.机械挖土严格控制标高，严禁超挖，要求人工清底，如局部超挖，则应用相同的砂土或细砂回填，并夯实到天然密实度。
　　b.为了便于管道的铺设和作业，基槽底宽度按管外侧留600 mm考虑。
　　c.开挖过程中应及时排水，基槽开挖至设计标高后，应及时组织验收，验收合格后立即进行下道工序施工。考虑到基槽暴露时间过长会引起基槽变形，应尽可能减少晾槽时间(不超过2～3 h)。施工时应掌握天气变化，严禁基槽泡水。
　　②管道基础
　　a.管基包角弧座(即管子与原土接触的圆心角)应按设计要求挖好，有间隙时应用砂垫实。
　　b.承插口部位应局部挖成槽坑，坑的深度和宽度应便于安装接口和接口灌浆。
　　c.管线土质不一样或差异较大时，应会同设计部门按设计要求做好土质变异地段的地基处理。
　　d.设计中，考虑到PCCP管的质量较大，设计了200 mm砂垫层作为管道基础，砂基要求夯实，并保持最佳含水量。但在基坑开挖后，发现由于井点降水的作用，槽底的砂质粉土已相当坚硬，于是决定取消200 mm砂垫层，既减少了工程投资，又加快了工程进度。
2.3安装
　　①管道
　　大口径PCCP管的接头钢环的椭圆度通常均能达到标准规定的0.5%的要求，但经过长距离的运输颠簸及多次吊装后，失圆现象时有发生。例如两节管子插口和承口的椭圆度不在同一方向上，有时甚至是垂直交叉，这给施工带来了很大难度，严重时导致进退两难，甚至得将前几节的接口拔出再重新安装。为此，经与生产厂家协调，在出厂检验完成后，增加一个带十字支撑钢环内套的保护构件，以防止在管子的运输和吊装过程中引起管子承插口的变形。同时，施工单位则加强了安装前的检查、记录，在安装过程中使两节管子的椭圆度尽可能在同一方向上，以确保管道的安装质量。从而加快了安装进度，并保证了闭水试验合格率。
　　②胶圈
　　在PCCP管道施工中，胶圈虽是个小部件，但相当重要，它的安装质量直接关系到闭水试验是否合格。胶圈的安装必须注意：
　　a.橡胶密封圈应符合ZBQ 43100—87的规定。橡胶圈的形状为圆形，表面不应有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲、肉眼可见的杂质及有碍使用和影响密封效果的缺陷。
　　b.管节下槽前，应逐根检查管材和承插口有无损坏现象。承插口要清理干净，如有飞边毛刺应予处理，以防划破橡胶密封圈，同时清除管内杂物。
　　c.管节对接安装前，必须逐根清理管子的承插口环；在承口工作面涂刷润滑剂(硅油)；将橡胶圈套入插口环凹槽中，使胶圈在插口的各部位上粗细均匀并顺直地绷在插口环凹槽内，消除胶圈的扭曲翻转现象以保持密封良好；然后将润滑剂涂刷在橡胶圈上。
　　d.安装完后，用专用量具(钢板尺、厚薄规)检查密封橡胶圈是否都在插口环的凹槽内、接口间隙是否符合设计要求，确认检验合格并将管节垫稳后才能将吊具移开。
　　③闭水螺孔
　　进出水螺孔供闭水试验时使用，行业、企业标准及施工安装规程均未作具体要求。据施工试验，其位置宜放在水平线以下45°左右。如放在底部，因施工中机具设备及施工人员的进出会带入土渣等杂质，使进水孔堵塞或进入两个胶圈中间的密封仓，从而使闭水通道堵死或形成气阻，导致闭水试验不合格；如进水孔位置太高，则闭水试验时操作不便。
　　④弯管
　　设计单位将弯管段设计成三维转角，即既有水平方向、又有垂直方向的弯管，而生产厂家在管子的制作过程中，也未将方向和角度在管子上作出明显标记。因此在安装过程中，由于管材较重，同时又必须考虑两个方向的角度，吊装就位遇到了相当大的困难。若用两个二维管道来替代，则工程施工难度会大大降低，不但进度有所加快，且有可靠的质量保证。在后续工程中的实际应用也证实了其效果极好。
2.4　防腐
　　防腐采用管内壁及接头处均匀喷涂两道环氧煤沥青，厚度≥0.14 mm，管外壁防腐不作要求。以往防腐工序往往由施工单位在工程现场完成，但为了保证现场环保要求，决定将这道工序由管道生产厂家来完成。
　　管道安装完成后，对接头处的内防腐还需补做，操作人员必须在良好的通风环境和有效的防护措施下进行操作，以保证安全。
2.5　闭水试验
　　城市污水管道的安装验收通常按照《市政排水管渠工程质量检验标准》(CJJ 3—90)采用满管闭水试验方法来进行，但根据PCCP管的工艺及结构的特殊性(其管身内水压完全能满足设计要求并且具有保证性)，参考上海等地比较成熟的PCCP管施工操作规程和验收评定标准，采用对PCCP管胶圈部位进行闭水试验。并根据设计要求，采用不同试验压力取得几组数据进行比较，证明了用胶圈闭水试验方法取代满管闭水试验方法的可行性。
　　①闭水设备
　　闭水试验时必须有合格的专用闭水设备，其水箱应足够大，以满足闭水试验时水压的稳定，同时试验用进水管也要有足够的长度，以免在加压时引起水压的扰动。
　　②出水阀门
　　出水阀门的主要作用是当泵压进行到一定时间时缓缓关闭，这样做的目的一是使闭水试验仓的空气排净，以免形成气阻；二是有利于水压稳定地达到试验值而防止突变，否则容易引起数据不准，甚至导致闭水试验的不合格。
　　③循环闭水
　　进行下一节管道的施工后，同时仍需再做一遍前一节管道接口的闭水试验，以防止管道在安装过程中操作不当而引起前一节管道接口的松动，确保工程质量万无一失。
2.6　覆土
　　覆土前必须将槽底的杂物清理干净，且保证无积水。首先进行管道坞膀，坞膀时采用中粗砂在管道两边对称填充(30 cm一层)，洒水振实，坞膀高度至管身135°。然后，逐层用回填土在管道两侧同步回填，每层厚度≤30 cm，回填土密实度≥90%。在管顶以上50 cm范围内，其密实度≥85%，50 cm以上的部分均按路基要求回填，管顶覆土高度达到设计要求后再用对称方法进行井点拔除。
　　在雨季或土质渗水性不好的情况下，采用水密法进行覆土，并要注意管道抗浮的问题。

3　结论

　　双胶圈PCCP管在杭州市为首次采用，工程实施中不但积累了施工经验，保证了施工质量及进度，而且取得了一系列管道接口闭水试验的技术数据，掌握了大量的第一手资料，为以双胶圈接口闭水试验替代满管闭水试验提供了强有力的保证，并在此基础上制定了PCCP管施工安装规程及质量验收评定标准。

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　　收稿日期：2001-06-11