南水北調PCCP接縫滲水綜合處理措施探析

□周 睿□李留軍□艾孝玲□王銀山

（1許昌方圓勘測設計有限公司；2許昌水利建筑工程有限公司；3許昌市南水北調中線配套工程建設領導小組辦公室）

1 工程概況

1.1 基本情況

許昌市南水北調配套工程17號口門供水工程施工五標段位于許昌縣境內，自許昌收費站北至許昌市第二水廠分水口，全長10.23km，管材為PCCP。其中主管線長7.18km（樁號40+500～47+265），管徑為 DN2000；二水廠長支線 3.05km（樁號E0+000～E3+050）管徑為DN11200。共有各類建筑物28座，其中穿清潩河倒虹吸1座，穿許扶鐵路頂管1座，穿鄭武高速鐵路箱涵1座，穿公路頂管6座，分別為京港澳高速匝道、311國道、新興路、107國道、學院路，現(xiàn)地管理房2座。工程開完工時間為2012年6月至2015年4月。

1.2 靜水壓試驗

按照工程施工及驗收規(guī)范要求和批準的靜水壓試驗方案，該施工標段于2015年6月開始進行靜水壓試驗，向管道內補水過程中，壓力無明顯提升，對沿線管道及閥井進行排查時發(fā)現(xiàn)京港澳高速匝道西側，原頂管工作坑處出現(xiàn)一冒水點。排查人員立即通知項目經(jīng)理等相關管理人員到現(xiàn)場進行查驗，初步判斷是PCCP管道接頭漏水，隨即將情況上報監(jiān)理機構及建管局。

1.3 滲水點位置

滲水點位于穿越京港澳高速匝道頂管進口（匝道西側10 m，鄭武高鐵東35m，許昌收費站北側50m綠化帶內），該頂管長60m（樁號G0+076.403～G0+136.403），混凝土套管管徑DN2600，內穿DN2000鋼管，套管與鋼管用自密實混凝土填充，頂管上游為G0+048.202鎮(zhèn)墩和G0+073.902鎮(zhèn)墩，兩鎮(zhèn)墩之間安裝兩根PCCP管道，縱坡1：10，滲水位置在第2根PCCP管道與下游鎮(zhèn)墩包封鋼管承插口接縫處（樁號G0+071.102）。

1.4 施工過程

2014年4月28日完成京港澳高速連接路鋼管安裝；2014年5月12日完成該段PCCP管道安裝，2014年6月20日完成該段混凝土澆筑，2014年5月5日完成G0+048.202鎮(zhèn)墩與G0+073.902鎮(zhèn)墩之間兩根PCCP管道安裝。

文章結合河南省南水北調受水區(qū)許昌17號分水口門供水配套工程施工第五標段工作實踐，就PCCP管道接縫滲水原因、處理方案、綜合處理措施等談一些認識，以期對于類似問題處理起到啟發(fā)和借鑒意義。

2 原因分析

建管局接到報告后，及時向省建管局和質量監(jiān)督機構進行匯報，組織設計、監(jiān)理、施工及管道生產(chǎn)廠家等參建單位并邀請專家召開咨詢會，對接縫滲水問題原因及處理方案進行了咨詢。市南水北調辦公室和質量監(jiān)督機構派代表列席了會議。

與會專家通過查勘現(xiàn)場，查閱施工資料，聽取各參建單位情況介紹，認真討論后對滲水原因作出分析：兩個鎮(zhèn)墩之間距離（中到中）為25.50m，兩端鎮(zhèn)墩包封鋼管，中間2節(jié)標準PCCP管道長12m，管材材質不同，基礎約束不同；PCCP管道基礎為粉質粘土，包封鋼管的基礎為鋼筋混凝土。管道充水后可能造成基礎不均勻沉降，導致管道接縫拉、壓變形，造成滲水。

3 處理方案

3.1 更換管道法

從外部對滲水部位進行大開挖，將兩節(jié)PCCP破除后拔出，用3節(jié)鋼管（上游焊接、下游焊接、中間合攏）替換，與上下游混凝土鎮(zhèn)墩包封鋼管焊接成一個整體，最后進行回填，恢復原狀。該方案受該處外部環(huán)境制約因素多且工期長、投資大。

3.2 內襯鋼板法

內襯鋼板施工時，根據(jù)管道內徑的大小，將鋼板加工成能進入管道的管片，運入破壞部位，拼裝完成后，支撐到位，兩端與承插口鋼環(huán)焊接，形成一個封閉的體系，最后進行接觸灌漿。該方案工藝復雜、投資大、工期長。

3.3 綜合處理法

對漏水點處兩鎮(zhèn)墩間敷設的兩節(jié)PCCP管道的3個節(jié)口進行焊接處理，焊縫完成后，疏通打壓孔道，對3條接口打壓孔道滿灌水溶性聚氨酯，最后對滲水點處兩鎮(zhèn)墩間管道以下至原狀土層之間的管基回填區(qū)域進行灌漿加固。該方案受外部環(huán)境制約因素少、投資小、工期短。

與會人員討論后一致同意采用第三種處理方案，并建議對鎮(zhèn)墩、穿越公路頂管及滲水管段加強觀測、記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處置，同時為保證施工安全，在滲水管段處理過程中，應關閉上下游控制閥門，并不得在相鄰管段進行靜水壓試驗或可能影響處理的其他相關作業(yè)，設置安全警示標志，確保工程、人員安全。

4 處理措施

根據(jù)專家咨詢會議意見，施工單位編制了具體處理措施，經(jīng)監(jiān)理機構審批后實施，實施過程中監(jiān)理人員應加強旁站監(jiān)理、巡視檢查和跟蹤檢測。具體措施為：

4.1 對漏水點處兩鎮(zhèn)墩間敷設的兩節(jié)PCCP管道的3個節(jié)口進行焊接處理，焊縫不得夾塞鋼板等墊片施焊。焊縫高度、寬度同鋼管和PCCP插口鋼板等厚，焊縫檢測按相關規(guī)范執(zhí)行。當接縫寬度不能滿足焊縫寬度和焊接操作要求時，可適當少量切除管道內襯混凝土護壁。

焊接過程中，嚴格控制焊接材料和施焊工藝，確保安全作業(yè)和工程質量。焊接完成后，按照《壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》（DL5017）的規(guī)定，委托符合檢測資質的檢測單位對焊縫進行外觀檢查和無損探傷，檢測結果顯示焊接質量合格。

4.2 焊縫完成并檢測合格后，在PCCP接頭鋼板的打壓孔道位置，按上下、左右對稱鉆4個注漿孔，利用高壓灌漿機對3條接口打壓孔道滿灌水溶性聚氨酯。當聚氨酯漿液遇到承插口中的水分會迅速分散、乳化、膨脹、固結，這樣固結的彈性體填充空腔，將水流完全地封堵在PCCP管道之外，以達到止水堵漏的目的。

注漿完成后，用給水管道專用環(huán)保防腐漆對焊縫進行防腐。防腐完成后，用比原管道內壁砂漿高一個強度等級的砂漿對接頭處進行內襯，保證表面平順。

4.3 對滲漏點處兩鎮(zhèn)墩間管道以下至原狀土層之間的管基回填區(qū)域使用P.O42.5普通硅酸鹽進行灌漿加固。

灌漿施工工藝流程：選擇灌漿設備、成孔、花管制作安放、灌漿、清洗。根據(jù)設計孔位在灌漿范圍內準確定位，采用人工成孔方式，灌漿成孔孔徑為21mm或25mm，花管的配置由孔深決定，成孔后灌漿花管下入至孔底，將孔口管封閉。

灌漿材料為1︰1的純水泥漿，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，灌漿壓力控制在0.01～0.20MPa之間，當灌漿量小于0.40 L/min求時終止注漿，每組灌漿孔對稱進行。如不需要連續(xù)施工，注漿完成后務必及時清洗漿泵、管路等。

5 處理結果

5.1 質量保證措施

焊縫質量應符合《壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》（DL5017）的規(guī)定；嚴禁使用無產(chǎn)品合格證和材質證明書的原材料；管道接口內襯材料應符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-85）的規(guī)定；焊接施工人員應持證上崗進行作業(yè)施焊；灌漿布孔數(shù)量、間距、傾角、深度和灌注壓力等按照有關規(guī)范執(zhí)行，灌漿過程中，不得造成管道移動。

5.2 安全保證措施

進入施工現(xiàn)場的人員必須穿戴好勞保用品；加強用電管理，送、拉焊機電源閘刀時應配戴絕緣手套；焊機帶電的裸露部分和轉動部分必須設有安全罩；施工用氧氣、乙炔、油漆等應分類存放，并保持一定距離；施工人員要佩戴手套進行作業(yè)，預防施工過程中機械損傷；現(xiàn)場要做到安全用電，非電氣專業(yè)人員不等自行動用電氣設施、設備；確保風機運轉正常，保證管道內正常通風。

5.3 處理效果

管道接縫滲水處理完成且灌漿結束達到一定強度后，2015年7月18日，施工標段按照規(guī)范要求進行靜水壓試驗，在質量監(jiān)督人員監(jiān)督下，經(jīng)建管、監(jiān)理、設計、閥門附件、管道生產(chǎn)廠家等參建單位有關人員共同鑒定，管道水壓試驗合格，填寫試壓記錄，經(jīng)有關人員簽字后歸檔。

5.4 備案處理

靜水壓試驗完成后，施工單位向監(jiān)理機構報接縫滲水處理結果，監(jiān)理機構審查同意后組織填寫工程施工質量缺陷備案表，報質量監(jiān)督機構備案。