南水北調配套工程PCCP管道腋角砂變更方案淺議

□顧青林（安陽市幸福渠管理處）

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南水北調配套工程PCCP管道腋角砂變更方案淺議

□顧青林（安陽市幸福渠管理處）

摘要：南水北調配套工程管材主要選用PCCP管道，PCCP管道質量及安裝好壞，是工程的關鍵，直接關系到工程的正常運行。文章從工程概況、變更原因、變更方案、施工流程、施工過程控制、以及措施保障等方面，詳細探討了PCCP管道腋角砂回填施工技術要求，特別強調腋角砂回填的相對密度必須滿足設計和規范要求，從而提高了PCCP管道的穩定性，杜絕PCCP管道運行的隱患。

關鍵詞：PCCP管道；腋角砂；方案

1　工程概況

南水北調配套工程35號分水口門位于鶴壁市淇縣新鄉屯鎮三里村西南總干渠右岸，主要供鶴壁、安陽市的滑縣和內黃縣、濮陽三個地市用水，年均分配用水量23990萬m3。輸水主管線起點為分水口門，終點為濮陽市規劃水廠，主管道80.20 km，支線總長30.95km，輸水管線總長111.15km。文章主要針對35號口門施工8標段進行論述，該標段位于安陽市滑縣和內黃縣境內，樁號K48+300～K56+500，長度8200 m，采用DN2600PCCP管道，管道設計流量6 m3/s。

2　變更原因及方案

2.1變更原因

根據相關規范及類似工程施工經驗，為了保證施工質量，采用中粗砂（致密堅硬石料軋制，粒徑0.10～5.00 mm級配料）代替開挖料進行管道腋角的回填。具體原因如下：

①管道腋角區回填采用開挖料回填，由于開挖料主要是粉細砂、粉質壤土，且受施工作業條件限制采用機械施工不易操作，人工施工夯實腋下角密實度難滿足指標要求，質量難以控制。②管道腋角采用與砂墊層同樣的材料中粗砂回填，從材料的物理性能分析，在相同的外界環境條件下，同一種原材料分子之間的活動比較頻繁，宜結合且結合后比較緊密，物理特性也較顯著。因此腋角部位采用中粗砂進行回填，則可保證腋角部位與砂墊層的緊密結合，整體效果好，在管道安裝后利于支撐部位的緊密結合，增加管道穩定性，質量有保證。

2.2變更方案

管道腋角中粗砂回填按中心角90°范圍鋪設，人工夯填密實。設計相對密實度≥0.70，提高了PCCP管道的穩定性，杜絕PCCP管道運行的隱患。

3　腋角中粗砂的相關參數

腋角中粗砂采用與墊層中粗砂一致的材料，相關參數必須滿足設計及規范要求，中粗砂墊層采用粒徑0.10～5.00 mm級配砂礫料，相對密度≥0.70。

4　管道腋角部位中粗砂回填流程

管道腋角中粗砂回填施工工藝流程如圖1所示。

圖1　管道腋角中粗砂回填施工工藝流程圖

4.1測量放線

每完成1個單元的PCCP管道安裝之后即開始進行管道腋角部位的中粗砂回填。回填之前，首先采用全站儀對每層的回填邊線進行放樣，放樣嚴格按照中心角90°腋角的原則，將兩邊的填筑邊線在實地標注出來，然后用水準儀將每層的標高放樣出來（每層的厚度不超過5 cm）,并在管道的外壁做好相應的標記。

放樣之后要反復校核，確保成果的準確性。

4.2管道腋角部位中粗砂的攤鋪、平整和搗實

4.2.1攤鋪

在驗收合格的基礎面上，采用人工配合機械的方法，緩緩將各項指標均合格的中粗砂緩緩運送至管道腋角部位，然后人工使用鐵鍬將中粗砂按照放樣的標高進行攤鋪。

4.2.2平整

攤鋪完成后，人工將其平整完畢，平整后標高不超過放樣高程。

4.2.3搗實

平整完成之后，人工使用Φ10的木棒將腋角部位搗實，搗實次數不低于設計要求。操作時，工具嚴禁碰撞管壁，同時，搗實要反復操作，直至滿足要求為止。

重復以上1～3步的操作，直至填筑到設計高程為止。

4.3管道腋角的處理和驗收

在PCCP管道安裝之后，中粗砂墊層會有不同程度的損壞，因此，在進行腋角中粗砂回填之前，要對砂墊層進行處理和驗收。

首先采用人工將砂墊層不平整的部位攤鋪平整，然后按照墊層的施工方案將腋角對應部位墊層中粗砂壓實并到達設計要求。

完成管道腋角對應中粗砂墊層處理之后，將現場實驗成果及相關數據報送監理工程師進行驗收。在驗收合格之后方可進行下一步的施工，否則返工直至合格為止。

5　工程量計算

5.1 DN2600覆土6 m管道

DN2600 mm覆土6 m以上管道：樁號K52+178－K52+ 598段，PCCP管道安裝長L1=420 m，管道壁厚0.28 m，按腋角砂中心角90°計算（如圖2）。

圖2　覆土4 m管道腋窩填砂斷面圖

R1=R+0.28=1.30+0.28=1.58 m

S1=1.58×1.58×2/2-90×3.14×1.58×1.58/360=0.53 m2

V1=L1×S1=420×0.53=224.28 m3

5.2 DN2600覆土4 m管道

DN2600覆土4 m管道：樁號K48+300-K52+178、K52+598-K56+500段，其中PCCP管道安裝長L2=7698 m，管道壁厚0.26 m，按腋角砂中心角90°計算（如圖3）。

圖3　覆土4 m管道腋窩填砂斷面圖

R2=R+0.26=1.30+0.26=1.56 m

S2=1.56×1.56×2/2-90×3.14×1.56×1.56/360=0.53 m2

V2=L2×S2=7698×0.53=4041.45 m3

共增加腋角砂V=V1+V2=224.28+4041.45=4265.73 m3

由于原設計PCCP管道腋角部位采用開挖料進行回填，變更后采用中粗砂進行回填；變更后增加的中粗砂回填工程量即為減少的開挖料回填工程量，變更后減少的土方回填4265.73 m3。

6　過程控制

6.1中粗砂含水量控制

中粗砂含水量的高低直接影響著壓實性能，最終直接影響工程成本和施工的人工搗實質量，故在施工中要嚴格控制中粗砂的含水量，主要從以下幾個方面進行。

除了進行每層的規定含水量取樣檢查外，還要不定時地對中粗砂含水量進行抽檢，發現偏差過大立即采取有效措施進行處理，實際含水率比作業面高2%左右，施工中粗砂含水量與設計最優含水量偏差在±1%范圍內。

當砂石料廠區中粗砂的天然含水量略高于最優含水量時,需在回填面攤鋪后稍加晾曬適當推遲碾壓時間,待中粗砂含水量達到最優含水量時即進行人工搗實施工。

當砂石料廠區中粗砂的天然含水量略低于最優含水量時，可在回填面采用立面開挖方法，到填筑面攤鋪后用灑水車適當灑水，待中粗砂達到最優含水量時隨即進行人工搗實，盡量減少含水量的損失。

6.2粗砂含泥量控制

本標段擬用中粗砂含泥量為2.70%。在中粗砂運至現場之后首先進行含泥量的檢測，若含泥量在合格范圍內（含泥量＜5%）即允許使用，否則禁止卸車。

6.3雙側回填

人工搗實時兩邊必須對稱同時進行，并且嚴禁機具碰撞PCCP管壁。接頭處的處理與結合時，必須經壓實和取樣測定相對密度合格后，方可繼續填筑，否則應重新搗實至合格為止。管道腋角部位中粗砂鋪設的施工質量控制和檢測程序應嚴格按規范要求進行質量監控。確保腋角中粗砂鋪設的各項施工工序嚴格按照規范及中粗砂鋪設施工細則進行施工。在施工過程的質量檢查中發現質量問題應及時處理,并做到上道工序驗收不合格不得進入下道工序施工。

7　保證措施

7.1建立健全質檢機構

在施工過程中，自上而下按照“跟蹤檢查—復檢—抽檢”和“自檢—互檢—交接檢”等兩個層次分別實施質量檢查任務。各項作業人員做到崗責相符，實施質量一票否決制。在嚴格內部“三檢”制度的基礎上，認真接受業主和監理工程師的監督，接受社會工程監督部門的監督，并自始至終密切配合，嚴格服從。

7.2配備安全防護設施標識和持證上崗

進入施工現場必須佩戴安全帽，機械運行碾壓區域內非施工人員不得進入和逗留。加強施工機械設備的檢查、維修、保養，確保高效、安全運行，操作人員必須持證上崗。加強對職工進行施工安全教育，對工人進行崗前培訓，操作考核合格者才能上崗。在施工現場、道路等場所設置醒目的安全標識、警示和信號等，提高全體施工人員的安全意識。施工過程中加強安全管理，嚴格落實安全的相關規定，避免安全事故的發生。

（責任編輯：韋詩佳）

收稿日期：2015-12-01

作者簡介：顧青林，男，高級工程師，主要研究水利工程的建設與管理。

中圖分類號：TV672. 2 TV52

文獻標識碼：B

文章編號：1673-8853（2016）03-0028-02