復雜地形條件下長距離預應力鋼筒混凝土管(PCCP)施工

□李大宏

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局）

1 項目概況

某工程輸水管道施工項目（I標）主要是管道與對應配水站等工程建設，項目中所使用主管道為DN3.2 m 單根PCCP 管以及管線長度為29 570 m 的鋼管管道。樁號0-074.77～17+223之間穿過兩山之間的低洼雞爪溝地形段；樁號17+723～23+200為山地之間砂梁地段，在垂直該管道的方向具有較多大小不等的洪溝。

2 主要施工技術(shù)方案

2.1 PCCP管安裝工藝流程

案例工程中PCCP管安裝工藝流程如圖1所示：

圖1 PCCP管安裝工藝流程圖

2.2 施工操作要點

2.2.1 施工前準備

施工前應仔細核對驗證工程設計圖紙，檢查圖紙中有無計算錯誤以及遺漏等，并深入理解施工設計圖紙的施工要素。在進行施工前規(guī)劃施工區(qū)域，并在施工區(qū)域內(nèi)布設參照點位并定期進行校驗，以便保障施工放樣的準確性。

2.2.2 雞爪溝、砂梁地形段施工便道修筑

雞爪溝地形是指具有突出類似雞爪與下凹如溝壑的連續(xù)地形地貌。案例工程中12+400～17+100 位于兩山之間的低洼雞爪溝地形段，地表間山溝互相交錯，地形變化程度較大。由于受地形因素影響，在本標段中管溝開挖深度較大，通常在20～45 m 之間，屬于超高邊坡、深基坑施工。因此在施工過程中容易產(chǎn)生邊坡失衡、基坑邊緣滑坡等問題。在實際施工過程中采取分級開挖埋設觀測樁，并使用GPS、全站儀、水準儀進行參照點位定位，在后續(xù)施工過程中定期監(jiān)測校對觀測樁坐標以及高程以保證工程施工安全。

2.3 測量放線

依據(jù)施工設計圖紙進行對管道埋設線路進行測量放線。測量管道線路時以管道中心線為基準，管線轉(zhuǎn)角閉合應控制在允許誤差范圍內(nèi)，管線中心樁應按照設計要求進行布設。PCCP 管進行放樣時應注意管道的安裝方向與坡度，使其達到設計要求。

3 管道裝卸及安裝

案例工程中管道的裝卸主要使用履帶起重機進行吊運，安裝將使用內(nèi)拉法進行。工程中管道裝卸及安裝使用的設備如表1所示。

表1 管道安裝設備統(tǒng)計表

3.1 材料進場檢查

PCCP 管道進場前需要進行質(zhì)檢，符合要求后才可進行安裝，檢查PCCP管合格證與質(zhì)檢報告，并檢查管道設計壓力、制作規(guī)格與掩埋深度等是否符合施工要求，檢查PCCP管道外觀及內(nèi)部混凝土裂縫寬度、深度是否出現(xiàn)空洞，檢查管承插口是否符合規(guī)范等。通過詳細的檢查PCCP 管道以確保其在施工過程具備安裝要求及良好密封性。

3.2 現(xiàn)場裝卸

案例工程標段PCCP 管DN3.20 m，單管長度為5 m，根據(jù)PCCP管的壁厚不同，單根重量在45～55 t之間，因此，吊裝方案為在施工現(xiàn)場使用履帶式起重機（320T）將PCCP 管直接進行吊裝卸載并吊運至溝槽內(nèi)安放。吊裝必須使用具有保護套的尼龍吊具或具有防護物體包裹的鋼絲套索，裝卸過程中應使用單根起吊，且運動幅度不應過大，以確保PCCP 管在吊裝卸載的過程中具有足夠的穩(wěn)定性和安全性；吊具的著力點壓強應控制在30 Mpa以內(nèi)，并加裝防護襯墊，起吊點位用設置在距離管道承插邊沿300 mm內(nèi)。管道吊帶吊裝圖如圖2所示。

圖2 管道吊帶吊裝圖

4 管道安裝

4.1 定位管道安裝

溝槽施工及地基承載力達到要求后便可進行定位管道安裝施工。施工過程中應將管道高程、中心線控制在設計要求范圍內(nèi)，并且保證定位管道的承插后面朝向上游，之后在管道內(nèi)拉杠中心處使用水平尺對其進行水平調(diào)整，以此保證以后PCCP管施工的精準性。調(diào)整管道中心線時首先使用GPS或全站儀找到管道中心線并進行標記，然后通過不斷地調(diào)整吊裝位置使管道軸線與此標記點達到一致。調(diào)整管道的高程時根據(jù)水準儀測量位置并不斷調(diào)整吊裝高度，使其達到設計高程。定位管道調(diào)整完畢后進行回填施工，回填時應在管道兩側(cè)均勻填土以保證定位管道的定位不受影響。

4.2 PCCP管安裝

為了確保PCCP 管在完成吊裝及安裝施工后能夠進行管道外縫處理以及取回吊具，需要在安裝前管縫處挖掘長度為1 m、寬度為0.20 m、高度為0.50 m 的施工坑洞。進行PCCP 管吊裝時首先使用履帶式起重機將管道的承、插接口吊運至已安裝管道承、插接口附近，吊運過程中應緩慢移動，幅度不易過大，避免發(fā)生管道碰撞、損壞；當兩個管道距離達到10～20 cm時使用墊木放于兩個管道之間。進行管道對接前需將兩個管道承、插口進行清理干凈，確保表面光滑無異物出現(xiàn)，如管道承、插后邊緣出現(xiàn)毛邊等應先進行打磨處理，之后再進行清理。清理完畢后將密封膠圈套至兩個管道承、插口上并涂抹專用潤滑油，然后使用工具在管口均勻纏繞密封膠圈并且避免發(fā)成膠圈扭曲與翻轉(zhuǎn)，以此達到以調(diào)整密封膠圈松緊的目的。

4.3 PCCP管道接頭壓力試驗

PCCP管安裝完畢且達到設計要求以后需要進行管道接頭打壓試驗。使用加壓水泵在管道接頭下方的壓力試驗孔進行注水。當水位滿足實驗要求后在管道上方的排氣孔與壓力實驗孔處各安裝一塊壓力表，然后對管道進行加壓至實驗壓力后觀察壓力表如在2 min內(nèi)無明顯變化則說明PCCP管道接頭壓力符合要求。每段管路需要進行三次壓力試驗，實驗時間與內(nèi)容分別是：第一次為管道安裝完畢后立刻進行壓力實驗，實驗結(jié)果達到要求后方可進行下節(jié)管道的安裝施工；第二次為新安裝2～3節(jié)管道后再對次節(jié)管道進行壓力實驗；第三次為工程進行回填后。若PCCP 管道接頭壓力試驗未能合格則需要將管道拔出重新安裝直到壓力實驗達到要求為止。

5 溝槽回填

由于PCCP 管道各位部位受到的壓力情況有所差別，因此，溝槽回填時將按區(qū)域進行施工.溝槽分區(qū)回填示意圖如圖3所示。

圖3 溝槽分區(qū)回填示意圖

在進行溝槽回填施工時，由于PCCP管道稱重區(qū)域為底部110°～120°區(qū)域，此區(qū)域回填施工質(zhì)量將對PCCP管道的穩(wěn)定性具有較大的影響，因此，此區(qū)域?qū)⒉捎寐窕》ê吞罨》ㄟM行回填。當管道的第二次壓力實驗達到要求后便可使用填弧法進行回填，具體步驟是使用人工進行回填，尤其是管道與墊層夾角的三角區(qū)域，應使用顆粒直徑＜40 mm、含水含土量較少的中沙，回填后使用圓木進行人工夯實處理。

6 管道靜水壓試驗

案例工程中的PCCP管道設計壓力為0.60Mpa，每進行1km的管道安裝施工后應對首段管道實施水壓實驗，然后對管道進行逐段試壓，且每段管道長度設置不得＞10 km。完成以上試壓且無任何異常后，實施10km水壓試驗，若實驗結(jié)果滿足設計要求便可實施長距離水壓試驗，直到整個管線均滿足設計要求。

7 結(jié)語

PCCP 管在工程運用中有著較好的密封性，能夠抵抗較強的腐蝕以及使用周期長等特性而被廣泛應用于各種管道工程之中，隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，PCCP管道施工技術(shù)也發(fā)生了較大的改善，并在實際工程施工中發(fā)揮著重要的作用。文章通過實際案例，對長距離PCCP管道在復雜地形下安裝關(guān)鍵工序、施工方法、質(zhì)量控制等技術(shù)工藝進行了細致的分析，以期為以后管道工程提供參考建議。