PCCP管道安裝施工工藝研究

吳國威

摘 要：近年來，水利工程項目逐漸增多，水利工程項目在實施過程中對于管材的質量有嚴格要求，因此PCCP管道被逐步應用于各種水利工程中。它是一種非金屬管材，綜合了預應力混凝土與鋼管材料的優勢，具有成本低、耐腐蝕、抗高溫等特點，適合廣泛應用在水利工程中。基于此，本文分析了PCCP管道安裝施工工藝，以保證PCCP管道安裝質量，使其在水利工程中發揮應有的作用。

關鍵詞：PCCP管道;安裝施工工藝;水利工程

中圖分類號：TV546 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）35-0087-03

Research on PCCP Pipeline Installation and Construction Technology

WU Guowei

（Sinohydro Bureau 11 Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： In recent years， the number of water conservancy engineering projects has gradually increased. During the implementation process of water conservancy projects， there are strict requirements on the quality of pipes. Therefore， PCCP pipelines have been gradually applied to various water conservancy projects. It is a non-metallic pipe that combines the advantages of prestressed concrete and steel pipe materials， which has the characteristics of low cost， corrosion resistance， high temperature resistance， etc.， and is suitable for wide application in hydraulic engineering. Based on this， this paper analyzed the PCCP pipeline installation and construction technology to ensure the PCCP pipeline installation quality and make it play its due role in water conservancy projects.

Keywords： PCCP pipeline;installation and construction technology;hydraulic engineering

PCCP的全稱是預應力鋼筒混凝土管，PCCP管材具備能夠承受內壓與外部荷載的能力[1-3]，有效保證了管道的使用壽命。因此，人們要充分利用PCCP管道，有效控制水利工程的輸水成本，提升水利工程的經濟效益與社會效益。

1 PCCP管道的性能及特點

PCCP管道是一種新型管材，其高強度混凝土管帶有鋼筒，而管芯纏繞著預應力鋼絲。管道外部有水泥砂漿保護層，將鋼制承插口與鋼筒焊接在一起，承插口存在凹槽與膠圈，這種特殊的結構形式使得其可以形成滑動式膠圈的柔性接頭。因此，PCCP管道的構成相對復雜，由鋼板、混凝土、高強鋼絲和水泥砂漿等復合而成，PCCP管道綜合了鋼材與混凝土材料等的優勢[4-7]。

2 PCCP安裝特點

PCCP管道的安裝施工主要有以下特點。一是接頭結構為雙膠圈承插口，安裝人員能夠及時檢查管道接頭部位的密封效果，有效控制管道安裝質量。二是安裝就位需要借助履帶式起重機，履帶式起重機在各個方向都可以實現精確調整，有效提高了管道對接的就位精度，為后期安裝提供便捷。三是PCCP管道安裝往往需要借助專業內拉設備，拉頂裝置左右對稱，其與管道中心水平位置要保持一致。這種設備能夠保證管道對接質量，避免管道安裝受到外部因素的干擾。

3 PCCP管道安裝施工工藝

PCCP管道安裝施工往往采用填弧法與開弧法。如果應用填弧法，首先要保障墊層施工合格，然后才能進行PCCP管道安裝。當管道安裝符合工程要求后，采取人工或者機械施工的方式，對管道底部與腋下等部位進行回填處理。開弧法是指根據施工具體要求，管道安裝前，首先在管道安裝區域內回填，修筑圓弧形斷面，后期管道在該斷面上進行安裝。當管道安裝符合工程質量要求后，對管道底部與腋下實施局部回填處理，避免管道安裝出現移位情況。

3.1 管道起吊

PCCP管道安裝需要利用吊車，將已經安裝完畢、保持穩定的管道內口上的后背鋼梁加以固定，使其能夠拴住鋼絲繩。隨后，在管道承口位置放置鋼橫梁，使用鋼絲繩、倒鏈來進行連接，并做好對正處理。PCCP管道安裝期間，吊下的管道插口需要與已經安裝完畢的管道承口保持對正。

3.2 清潔接頭

正式安裝工作開始之前，需要進行接頭清理，例如，對承口內部、插口外部加以清理，避免這些位置存在塵土等雜物，保證這些工作面的平整性、光滑性，盡量避免工作面存在異常凸起等問題。在后期的安裝過程中，管道插口與承口要涂刷一些潤滑油。

3.3 膠圈安裝

膠圈安裝是PCCP管道安裝的重要環節。安裝人員需要根據安裝技術要求，使用植物油潤滑膠圈，將其放入插口槽，并將短棒插入膠圈下面，隨后結合管道安裝要求，調整膠圈松緊。在膠圈的安裝過程中，安裝人員要避免膠圈出現扭曲等現象，一旦發生這類問題，要重新進行膠圈安裝。膠圈的松緊調整是在膠圈插入插口凹槽以后進行的，要使用專用U形環理順膠圈，降低膠圈扭曲等現象的發生率。膠圈調整后，要在膠圈外表面涂刷潤滑油。

3.4 PCCP管道對接安裝

PCCP管道對接安裝期間需要使用裝管架吊起管道，管道吊起后與地面保持10cm距離，然后推送裝管架，使裝管架在推力作用下逐步沿軌道運行至管道卸載位置。PCCP管道卸載需要保證裝管架吊起管道后與已安裝管道承口相距10～20cm。在管道吊起與卸載的過程中，吊起位置需要開挖溝槽。管道安裝對接期間，需要安排專業安裝人員觀察承插口對接情況，觀察者處于管道接口位置，主要分析管道承插口縫隙亮光的均勻性，如果其亮光相對均勻，就說明管道承口與插口的對正處理較好。此時需要借助千斤頂、拉桿裝置等，使得管道插口緩緩進入承口。在插口進入承口的過程中，安裝人員要實時掌握膠圈滑入情況，可以使用直尺、限位塊等檢測環向間隙的均勻性，如果存在間隙分布不均勻情況，要及時加以調整。一般情況下，在滑入的過程中，環向間隙需要保持在2～3.5cm。當管道對接就位以后，管道承口位置需要放置特定規格的水平靠尺（2.5m），以便測量管道中心線、管底標高等，其與全站儀、經緯儀等相結合，可以保證管軸線符合安裝要求。當管道軸線、標高等關鍵參數符合安裝要求后，要立即在管底兩側實施人工回填與搗實處理，使管道能夠完全著地，做好軸線、標高等參數的復核，當其達到安裝要求后，及時抽出纖維吊線，利用加壓泵來做好接頭的試漏工作。

在此安裝階段，有關安裝人員要保障承插口處的打壓孔、排氣孔等位置的正確性。如果管道安裝過程中出現膠圈脫槽等問題，要及時拆除管道、更換膠圈，重新進行安裝。

3.5 PCCP安裝自檢

當一個PCCP管道的接口安裝結束后，只有質量檢測與驗收合格，方能開始下個管道的安裝。因此，管道安裝自檢是重要的環節，可以有效保障管道安裝質量。自檢要求主要有三點。一是已經安裝完成的管道接口處需要保障環向間隙的均勻性。二是軸線與高程測量要精準，盡量保證其能夠符合安裝的質量要求。在實際測量過程中，一般要對這些參數測量三次，即安裝時、安裝后、回填后。安裝過程中的測量有效實現了安裝定位，每次測量都需要做好安裝記錄。三是對每根管道實施接頭打壓試驗，其試驗結果合格以后方可進行后期安裝。

3.6 接頭打壓試驗

管道接頭打壓試驗需要使用專用加壓泵，充分發揮管道接頭進水孔與排氣孔的壓水與排氣作用。排氣結束后，要及時擰緊螺栓，確保試驗壓力與管道壓力一致，并保壓5min，如果不存在明顯的壓降現象，就可以進行相應試驗。一般情況下，為保障接頭試驗效果，要進行前后三次試驗，安裝時、安裝后與管頂以上0.5m內的土方回填后。安裝時的接頭打壓試驗在每節管道定位后進行。第二次接頭打壓一般在安裝以后進行，每安裝三節PCCP管道，對已安裝的管道接縫位置實施接頭打壓。第三次接頭打壓試驗在管頂以上0.5m內的土方回填后進行，控制試驗壓力條件，如果能夠保持5min的壓力不下降狀態，說明試驗結果合格。試驗打壓時要做好記錄。

3.7 接口處理

PCCP管道安裝工程主要使用配合比1∶3的水泥砂漿，對管道接口實施封堵處理。封堵期間常常存在承插口鋼構件的腐蝕現象，接口打壓試驗結束后，要立即對管道接頭外縫實施灌漿處理，形成一層保護膜，避免出現腐蝕現象。接頭外縫灌漿結束后，要加以養護，當養護期結束以后，外抹寬0.2m、厚1cm的水泥砂漿帶。當管頂以上0.5m內的土方回填后，如果接頭打壓試驗合格，就進行接頭內縫的灌漿處理。

接口處需要設置接頭縫灌漿護帶，具體來說，對接頭外縫實施淋水沖洗，當縫隙表面完全濕潤后，停止沖洗，在接頭外側裹寬0.2m的麻布，作為灌漿接頭的外模。使用細鐵絲將麻布兩側扎緊，留有一定的灌漿口，為了保障灌漿的整體質量，在接口間隙內放置一根鋼絲，來回牽動，保障灌注砂漿的密實性。當外縫灌漿護帶內的砂漿強度符合要求以后，立即拆除，外抹寬0.2m、厚1cm的水泥砂漿帶。最后，進行安裝管道內部接縫的封堵處理，但是封堵前需要清理管道內接縫，封堵采用勾嵌法，在內接縫填塞水泥砂漿，并實行勾縫與抹平處理。

3.8 管溝回填

PCCP管道安裝結束后，要進行管溝回填，避免管道長期暴露于空氣中而受到損壞。一般來說，管溝回填要分段進行，自下而上，每段長度為100～200m。回填期間，施工人員需要首先使用篩網篩分回填料，隨后利用自卸汽車、輸送皮帶等輸送回填料，使得回填料進入管溝兩側。同時，施工人員可以采用人工、推土機等方式，攤平回填料，把每層回填料的厚度控制在0.3m以內，使其分布均勻。回填料壓實處理主要應用自行式振動碾與手扶式振動碾，有時還需要應用振動平板夯和人工方式。例如，管溝內無法使用機械設備進行碾壓處理的區域需要采用人工方式。

3.9 靜水壓試驗

靜水壓試驗是PCCP管道安裝施工的最終環節，其間需要做好準備工作、管線充水與靜水壓試驗。

3.9.1 準備工作。在PCCP管道安裝區域內，選擇其中一段作為試驗管段，在該試驗段內，管道埋地空置時間需要控制在500d以內。管道水壓試驗需要分段進行，分段長度要嚴格根據設計要求來劃分，水泵、壓力計一般安裝于試驗段下游端部和管道軸線垂直的支管上。

3.9.2 管線充水。充水試驗要嚴格控制水質和充水流量，降低余留空氣量和水錘壓力。

3.9.3 管線靜水壓試驗。靜水壓試驗需要保持良好的試驗條件，試驗設備必須準備齊全，如水泵、發電機等。試驗管段所有敞口要處于封堵狀態，不存在滲漏問題。靜水試驗期間，為保障試驗結果的有效性，人們要嚴格根據試驗設計要求，合理設置各段的水壓試驗壓力，使水壓試驗壓力處于設計試驗壓力以下，并大于管道實際工作壓力。如果冬季進行管線靜水壓試驗，就要采取必要的防凍措施。試壓期間，加壓泵位置安裝2個壓力表，保障壓力讀數的精確性，管線靜水壓試驗要采取緩慢分級、逐步升壓的試驗原則。如果水壓試驗壓力值處于恒壓2h的穩定狀態，管道接口不存在滲漏問題，則可以判定安裝質量合格。

4 結語

隨著我國各類供水工程的增多，PCCP管道應用越來越廣泛，作為一種新型管材，其在各種水利工程、供水工程中具有獨特的應用優勢。為保證管道安裝質量，安裝人員在安裝過程中要遵守安裝要求，充分保證安裝的規范性，使得PCCP管道工程能夠創造更好的經濟效益與社會效益。

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