PCCP管道在南水北調陽谷縣續建配套工程輸水管道工程中的應用

楊愛芬

【摘要】PCCP管將鋼筋混凝土管以及鋼管的應有優勢充分結合在了一起，其根本屬性是非金屬性的復合管材，從管道的設計、制作、檢測到安裝、驗收、使用等各方面，均實現了規范化、系列化，已在輸水工程中得到了較好的應用。【關鍵詞】南水北調；管道一、工程概況南水北調陽谷縣續建配套工程輸水管道工程是從提水加壓泵站到水庫的輸水管道工程。輸水管道起于南水北調魯北取水干渠左岸樁號12+880提水加壓泵站處，終止于引黃入庫泵站出水池，并最終通過入庫涵閘輸水入庫。管線輸水流量為2.2m3/s，自加壓泵站開始，向西穿京九鐵路，然后向西南至陽谷縣城西南處的陳集水庫，全長約37.22KM，沿線設置閥門井、排氣井及排水井等，輸水管線采用PCCP管材，過路、過河、溝等處采用鋼管。二、管材選擇目前管道工程中常用的管材主要有PE管、鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、預應力鋼筒混凝土管（PCCP管）和超高分子量聚乙烯膜片復合管材等。其優缺點及適用性如下：1、PE管具有連接可靠，接頭的強度高于管道本體強度；低溫抗沖擊性好；耐化學腐蝕性好；耐老化，使用壽命長；可撓性好；水流阻力小等優點。缺點是易應力開裂，受外壓強度低，對管基礎的處理和回填土要求較其他管材高。2、鋼管具有強度高，承載力強，安裝方便，使用壽命較長等優點，缺點是需要進行內外防腐處理，價格較高。3、球墨鑄鐵管具有鋼管的強度，良好的塑性、韌性和鑄造性能，承壓能力強，不需采用大量的防腐措施等優點，但有造價高，管材比鋼管重等缺點。4、玻璃鋼管內壁光滑，水頭損失較小，泵站運行費低；運輸、安裝方便，施工費用低，工藝簡單等優點；缺點是剛度低，怕摔、怕碰，對基礎要求高，對周圍回填土密實性要求高，由于玻璃鋼管較輕，易發生浮管。5、超高分子量聚乙烯膜片復合管材具有摩擦阻力小，輸送效率較高；耐腐蝕性、耐磨性、抗拉強度較高；安裝維修方便，施工費用低等優點。6、預應力鋼筒混凝土管（PCCP管）是指在帶有鋼筒的高強混凝土管芯上纏繞環向預應力鋼絲，再在其上噴制致密的水泥砂漿保護層而制成的輸水管。采用鋼制承插口，同鋼筒焊在一起，承插口有凹槽和膠圈形成了滑動式膠圈的柔性接頭。它是由薄鋼板、高強鋼絲和混凝土構成的復合管材，它充分而又綜合地發揮了鋼材的抗拉、易密封和混凝土的抗壓、耐腐蝕，具有高密封性、高強度和高抗滲的特性。PCCP管具有承受內外壓較高、接頭密封性好、抗震能力強、施工方便快捷、防腐性能好、維護方便等特性，廣泛應用于長距離輸水干線、壓力倒虹吸、城市供水、有壓輸水管線、壓力排污干管等。PCCP管具有適用范圍廣、經濟壽命長等優點，一般較大口徑管道均使用此管。根據工程輸水線路設計，輸水線路較長，流量大，管徑采用1600mm較大。綜合地形和地層巖性，管道開挖深度內地層主要砂壤土，同時考慮施工方便和工程造價等，將PCCP管作為陽谷縣續建配套輸水管道工程主管材。三、管道鋪設1、管道及接頭的清理、潤滑管道鋪設前先清掃管子內部，清除插口和承口圈上的全部灰塵、泥土及異物。膠圈套入插口凹槽之前先分別在插口圈外表面、承口圈的整個內表面和膠圈上涂抹潤滑劑，所使用的潤滑劑是植物性的而不能使用油基潤滑劑。2、管子對口管道安裝時，將剛吊下的管子的插口與已安裝好的管子的承口對中，使插口正對承口。采用手扳葫蘆外拉法將剛吊下的管子的插口緩慢而平穩地滑入前一根已安裝的管子的承口內就位，管口連接時作業人員事先進入管內，往兩管之間塞入擋塊，控制兩管之間的安裝間隙在20～30mm之間，同時也避免承插口環發生碰撞。特別注意管子順直對口時使插口端和承口端保持平行，并使圓周間隙大致相等，以期準確就位。管子對接后時檢查膠圈位置，每節PCCP管安裝完成后，進行管道位置和高程的校驗，確保安裝質量。3、接口打壓本工程中所用PCCP管其承插口采用雙膠圈密封，管子對口完成后對每一處接口做水壓試驗。在插口的兩道密封圈中間預留10mm螺孔作試驗接口，試水時擰下螺栓，將水壓試水機與之連接，注水加壓。為防止管子在接口水壓試驗時產生位移，在相鄰兩管間用拉具拉緊。接口的試驗壓力值，根據相關規范規定，取0.2MPa，恒壓5分鐘，檢查接口無滲漏即合格。4、接口外部灌漿為保護外露的鋼承插口不受腐蝕，需要在管接口外側進行灌漿或人工抹漿。具體作法如下：1） 在接口的外側裹一層麻布、塑料編織帶或油氈紙（15～20cm寬）作模，并用細鐵絲將兩側扎緊，上面留有灌漿口，在接口間隙內放一根鐵絲，以備灌漿時來回牽動，以使砂漿密實。2） 用1：1.5～2的水泥砂漿調制成流態狀，將砂漿灌滿繞接口一圈的灌漿帶，來回牽動鐵絲使砂漿從另一側冒出，再用干硬性混合物抹平灌漿帶頂部的敞口，保證管底接口密實。第一次僅澆灌至灌漿帶底部1/3處，就進行回填，以便對整條灌漿帶灌滿砂漿時起支撐作用。5、接口內部填縫接口內凹槽用1∶1.5～2的水泥砂漿進行勾縫并抹平，使之與管內壁平齊。6、過渡件連接閥門、排氣閥或鋼管等為法蘭接口時，過渡件與其連接端采用相應的法蘭接口，其法蘭螺栓孔位置及直徑與連接端的法蘭一致。其中墊片或墊圈位置正確，擰緊時按對稱位置相間進行，防止擰緊過程中產生的軸向拉力導致兩端管道拉裂或接口拉脫。7、水壓試驗管道安裝后，為保證管網系統的可靠性，根據管線長度進行分段、全線水壓試驗。試驗前管道土方回填高程必須達到胸腔以上，管線的鎮墩與錨固結構等達到設計強度要求，接縫水泥砂漿強度不小于5N/mm2后才能進行水壓試驗，以防止管線位移或變形。