寧夏中南部水源工程PCCP 管安裝施工技術與質量控制

全永東

（湖南水利水電工程監理承包總公司，湖南 長沙 410007）

1 工程概況

寧夏中南部水源工程監理二標段輸水線路總長約24 km，建設內容包括7#大灣隧洞出口至中莊水庫（樁號50+716-70+058），包括中莊水庫及其到南郊水廠輸水隧洞。設計流量為3.75 m3/s，采用重力輸水方式，單管鋪設，管徑為DN2000，管材為預應力鋼筒混凝土管（PCCP）及鋼管，其中PCCP 管7 632 m，管道壓力等級為0.6 MPa、1.2 MPa、1.6 MPa。管線多次穿越河（溝）和公路，均采用明挖暗埋，埋深4～5 m，最少覆土厚度不少于2 m。

2 施工工藝技術與質量控制

2.1 管線測量放線

在監理審批施工技術方案的基礎上，由測量人員按設計圖紙放出開挖邊線，清表后，再根據設計圖紙放出管槽開挖中心線、開口線和底口中線，并用石灰標明。施工單位測量放線完成后，申請監理對放線成果進行復核，監理復核合格后才能進行基礎開挖施工。開挖過程中，測量隨時跟蹤控制管槽底部高程和邊坡坡比，保證與設計要求一致，且底部平順。

2.2 管溝開挖與驗收

依據現場施工放樣的標識，開挖采用倒退法開挖施工，采用挖掘機自上而下分級開挖，局部孤石或挖掘機難以處理的巖石，采用人工鉆孔、控制性微爆破進行處理。基礎底面預留20～30cm 采用人工開挖，避免擾動地基層，管槽兩側邊坡留有適當的修坡富余量，再由人工修整設計坡度和平整度。管道基槽開挖土方堆放距離管溝開口邊約1 m 的安全距離，堆放的土方頂部采用裝載機推平。

開挖完成，由施工單位自檢合格后，申請監理組織進行基礎驗收。若發現局部有異常的地基，探明原因和范圍后，由設計單位明確處理方案，再進行處理，保證基礎斷面尺寸、高程和承載力滿足設計要求。

2.3 基礎處理

一般基底采用原土夯實，對地質薄弱或地下水位較高的地段，按設計單位批準的以3∶7 灰土換填或塊石擠密，澆筑C15 混凝土管座的方法進行處理，保證管道安裝后的運行質量和安全。

2.4 管件到貨驗收

管件首先進行廠內驗收，驗收合格后允許發貨。管件到貨后，由施工單位申請監理方組織各參建單位進行到貨驗收。檢查驗收管道尺寸應符合標準規范要求，管端應標明材料執行標準、規格類型等；檢查廠家提供的產品質量合格證明及驗收內容等；檢查出廠合格證內容是否齊全：檢查管道內表面應光滑，無裂縫、氣孔等，管端面應平齊，外表面無明顯裂紋、缺損、掉角等缺陷。承插管承口內外所有表面應平滑，不得有裂紋或對連接面使用性能不利的其他缺陷，管道的厚度要符合設計要求。

嚴格密封圈的質量檢測，密封橡膠圈嚴禁使用再生膠，其外觀應完好，無接頭，表面不得有裂紋、雜質和氣泡。規格及外觀尺寸必須與管道圈槽加工尺寸一致，橡膠圈截面直徑差不得超過±0.5 mm，橡膠圈環的直徑差不得超過±10 mm，抽樣檢測橡膠圈的性能指標以保證密封，無滲漏為準，且應符合規范要求［硬度45～55；拉伸強度大于16 MPa，伸長率大于500%；永久變形小于20%；老化系數0.8（70℃/44 h）］。

管道、管件應按類型、規格、等級分類堆放，不宜長期露天存放，防止爆曬，堆放層數為一層。

2.5 PCCP 管安裝施工

1）安裝采用75 t 履帶吊，30 t 級合成纖維吊裝帶進行吊裝，吊裝前安裝吊帶試吊，方法為兜身法。吊帶就位完成后，施工人員撤離PCCP 管吊轉半徑區域，吊車緩慢上升大臂和吊索，將PCCP 管吊離地面，確認吊離地面后既不發生傾斜，也沒有發生吊帶滑動的現象，則將PCCP 管吊起下溝進行施工。

2）第一節管調整和放在測定的位置和高程上，兩側用專用支塊定位支固。檢測修整第一節管承口工作面、第二節插口工作面和圓弧槽，將管內清掃干凈。把橡膠圈套在第二節PCCP 管的插頭圓弧槽內，橡膠圈平直、光滑、無扭曲，周圍間隙均勻。用食品潤滑油涂刷在橡膠圈外圓上和承口內，吊車將管道對好接口。

3）管道安裝采用內拉法進行，“內拉法”是指在需要安裝的管道插口插入已安裝好的管道承口一部分后（3～4 cm），在需要安裝的管道尾部及已安裝好的管道頭部，各安裝一個專用管道安裝內撐（簡稱橫擔），在橫擔兩側（管道內壁的兩側水平位置），掛設拉進裝置（鋼絲繩——手動葫蘆——鋼絲繩），然后吊車輕輕起吊，讓管道懸空（離地約為1～3 cm），兩邊的拉進裝置同時緩慢拉緊，接口處時刻觀察膠圈的就位情況，若發現膠圈滑脫、扭曲等現象，要停止拉進、退出，重新進口。待勻速拉進至兩管口之間間隙為2 cm 時，停止拉進。

4）安裝時接口在正常對接時，插口均勻進入承口，膠圈在預定的承插口工作面上，承插口間的間隙和距離均勻一致，管內間隙為20 mm，偏差控制在±5 mm。

5）安裝過程中隨時測量校核管道中線位置偏差，及時作出調整，安裝好后用水準儀檢測管道安裝高程。管端最大允許偏移在30mm 之內。高程偏移在±20mm 范圍內。

6）每安裝一節管道后，立即用墊塊固定好管節，以免錯位，對所安裝管材接口進行接口水壓試驗并做好記錄，同時應檢查校測高程及相對轉角。

7）管道接口防腐處理：PCCP 管內部接口處理采用在接口縫隙內安裝深度40 mm 厚度20 mm 的聚乙烯閉孔泡沫板，然后采用不小于30 mm 厚度的抗微生物聚硫密封膠封堵。PCCP 管外部接口處理采用在接口灌入1∶3 水泥砂漿封堵密實后，在接口處纏寬40 cm 的“三布四油”進行防護。

2.6 管道檢查和水壓試驗

PCCP 管打壓共分三次，第一次在管道安裝就位后進行管道接頭打壓。打壓在安裝現場進行，接頭打壓壓力均為設計壓力的1.5 倍，穩定5 min，不滲、不漏、表壓穩定即為合格。第一次打壓合格后，回填之前進行第二次打壓，打壓全部合格后進行土方回填。回填完成后，進行第三次打壓，打壓流程和第一、二次打壓流程相同，主要是防止回填土壓力造成管口變形引起滲漏。第一次打壓為隨安隨打壓，第二次打壓在管道回填之前進行，第三次打壓在某一段落回填土全部完成后逐節打壓檢測，單個接頭膠圈密封性壓力試驗時，監理全過程跟蹤并在試驗記錄上簽字確認。

安裝完成后的PCCP 管經檢測，管道接口環向間隙均勻一致，管軸線及高程都符合設計圖紙要求及規范規定，合格率100%。

管道全部安裝并回填完成，兩端采用盲板封堵（盲板后加靠背頂撐，以防止加壓后滑管）后，進行整體水壓試驗。水壓試驗采取分段試壓，壓力按照試驗管段設計計算最大水頭壓力加0.3 MPa 控制，試驗步驟、程序嚴格按照規范和批準的試驗方案進行，試驗過程中所有管段未出現壓力下降及滲水現象，水壓試驗合格。

2.7 管溝土方回填施工

管道回填采用分段回填的方法進法施工，管道安裝驗收合格后，選用合格的中粗砂料及土料進行管道回填施工。回填時自下而上可分為：墊層區I、管基II區回填、管區Ⅲ回填、原狀自然土，見圖1。

圖1 管溝土方回填分區

1）墊層區Ⅰ回填

墊層區I 是對管道支撐上覆荷載結構的主要部分，在管溝開挖驗收合格后、管道安裝前進行墊層區Ⅰ回填作業。回填時將合格的中粗砂均勻散布在管溝內，虛鋪厚度為20 cm。中粗砂采用自卸汽車運輸到工作面，推土機、液壓反鏟配合將料均勻攤鋪，對邊角及局部區域采用人工進行攤平，壓實采用YZS-0.6 手扶式振動碾和蛙式夯進行碾壓夯實，并經試驗檢測符合設計要求。

2）管基Ⅱ區回填

管基Ⅱ區指墊層區頂面至管中心包括高程以下的回填區域。其壓實度要求為0.95。管道安裝及外部接縫處理完畢后進行管基Ⅱ區的回填，回填時選用合格土料均勻散布在管溝內,兩側對稱回填，每層回填虛鋪厚度20 cm，回填土采用裝載機配合溜槽下料，人工攤鋪，碾壓采用YZK16 型自行式振動碾、YZS-0.6 手扶式振動碾、蛙式夯等施工機械，對于管件下部、側面等無法使用機械的，采用人工夯實。壓實后按照規范要求取樣做壓實度試驗，測驗結果合格后進行后續施工。

3）管區Ⅲ回填

管區Ⅲ回填采用合格的原土回填，利用裝載機配合溜槽下料，便用機械攤鋪，對無法采用機械攤鋪的部位采用人工攤鋪，每層回填虛鋪厚度為20 cm，兩側對稱回填，碾壓采用YZK16 型自行式振動碾、YZS-0.6 手扶式振動碾、蛙式夯等施工機械，對于邊角及局部區域無法使用機械的，采用人工夯實。壓實后按照規范要求取樣做壓實度試驗，測驗結果合格后進行后續施工。

4）原狀自然土回填

原狀自然土區指回填地面高程以下1.4 m 范圍內的回填區域。回填材料為原狀自然土。采用自卸汽車將合格的料運至回填區域，均勻散布在管溝內，采用推土機進行回填料攤鋪。廠區外、非交通要道及農田等允許下沉的地段，此區的回填土簡易回填不壓實，留有高度為0.2 m 的余土，使之高于原地面，作為自然沉降補償之用。其他地段按規范壓實至符合設計要求。

2.8 質量驗收與評定

施工過程中，每道工序/單元施工完成，施工單位自檢合格后，報監理單位進行驗收復核，驗收合格并簽字確認后，方可進行后續工序施工。工程施工完成后，經施工單位申請，項目法人組織各參建單位及相關專家對監理二標段8#、9#管線和10#、11#管線兩個單位工程進行了驗收，質量評定均為優良。

3 結 語

寧夏中南部水源工程監理二標段PCCP 管道施工于2014 年6 月18 日開工，2015 年11 月15 日全部完工。2016 年5 月31 日，寧夏中南部水源工程輸水隧洞及管線正式開始通水，至今運行正常，無滲水漏水等異常現象。

寧夏中南部水源工程監理二標段PCCP 管施工，在管槽開挖處理、管道安裝、管溝回填等實施過程中，各工序能按照設計、規范要求及批準的施工方案進行施工，按照廠家技術要求進行安裝作業，安裝完成后，經水壓試驗質量合格，均滿足設計要求。由于采取了嚴格的工序質量控制，管道安裝過程中采取三次接頭密封圈試壓，經接頭密封圈試壓和整體水壓試驗檢測合格，既加快了進度，又保證了工程整體質量，施工過程工序質量控制技術與措施值得推廣應用。