水利工程中PCCP管道安裝工程施工與質量控制

張芳芝

（青海省民和縣水利局，青海海東810800）

0 引言

雖然中國的水資源總量大，但是人口眾多，南北地區分布不均，導致人均水資源擁有量相對貧乏。為了保證國民經濟的可持續發展，以及人民對于生活質量提高的實際需要，目前全國各地正在建設比如“南水北調”工程，及一些準備立項建設的輸水或者調水的工程。水利工程中關鍵的部分就是管道工程，而預應力鋼筒混凝土管道（簡稱PCCP）技術，就是在水利工程的建設過程中，施工技術應用范圍最廣泛的水資源傳輸類型，所以PCCP 管道的制作以及安裝施工質量，是整個水利工程項目關注的重點，因此，十分必要對PCCP 管道的質量以及安裝施工工程的質量開展深入研究和總結。

1 某水利工程建設概況

在某地區的水源工程監理過程中，對于二標段的輸水線路水源建設項目預計建設約為24km，具體的建設內容包括對7 大灣隧洞的出口字段距離的管道建設，以及從此地至中莊水庫的路段管道建設安裝（實際樁號為K50 ＋716～70 ＋058），包括對于北部地區的水庫，還有南郊水廠的水資源傳輸隧道建設。按照設計預期，水流量基本為3.75m3/s，基本全段采用重力傳水的方式，并且敷設單管管道，其管道的直徑標準為DN2000，該管道材質為預應力的鋼筒混凝土管（PCCP）以及鋼管，其中要求PCCP 管長度為5432m，對于管道內部的壓力等級為0.6MPa、12MPa、1.6MPa。

由于管道安裝會多次穿越河流（溝渠）以及當地的公路，因此需要采用露天開挖或者隱蔽開挖的方式進行埋管，設計埋深具體為4～5m，回填土的最小覆蓋層厚度應當不小于2m[1]。

2 PCCP 管道施工工程技術以及安裝質量的控制

2.1 PCCP 管線的測量以及放線

在報請批準的PCCP 管道安裝施工技術方案的設計基礎上，施工單位的測量師還要根據制定好的設計圖紙畫出需要開挖的邊線，施工人員對表面進行清理后，再根據設計圖紙標出的位置畫出管溝實際開挖的中心線位置、開孔線的位置以及底開孔的中心線，在這些標記上面要抹上石灰使其凸顯出來。在測量放樣完畢后，項目建設單位還應申請監理人對此次的測量放樣結果進行檢驗復核。對于基坑的開挖以及施工，還須經監理方再次審核合格后方可開挖。施工人員在實際開挖時，應靈活控制管溝底的標高以及坡比，真正確保開挖數據符合管道預埋的設計要求，做到底部平整，空間大小合適[2]。

2.2 PCCP 管溝的開挖以及質量驗收

根據該工程的實際情況，在現場施工做好放樣標志，然后結合當地的地理情況，決定采用逆向法進行基坑的開挖，并采用挖掘機進行自上而下的初期開挖。對于局部出現的巨礫或一些挖掘機難以破碎處理的巖石，要采用人工鉆孔或者受控微爆破方式的技術處理。在基礎底部，要預留出20～30cm 的空間進行后期人工的開挖，這樣可以避免干擾地面的基礎設施。在PCCP 管溝基坑兩側的邊坡，還應預留出適當的邊坡位置，保留一定的修復余量，然后再對設計出的PCCP 管道預埋邊坡以及實際的平整度進行人工處理修復。由于管道預埋的基礎溝挖出的土方較多，但是要用于后期的回填，因此應堆放在距離PCCP 管溝的開口邊緣約1m 左右的科學合理距離內，堆砌的土方頂部應由挖掘機或者裝載機壓實。基坑開挖完成并經過施工單位自檢質量合格后，應向監理單位申請基礎建設的質量驗收。如監理人員發現局部基礎存在異常，在查明實際原因和影響范圍后，設計單位就應該明確技術修復的處理方案，然后立即開展修復處理工作，還要確保基礎截面的尺寸以及標高，還有地基的實際承載力滿足管道預埋的設計要求。

2.3 基坑基礎的處理

基坑的基層一般會用砂漿壓實，為了保證PCCP管管道在安裝后達到安全以及穩定的運行質量，就要對于地質基礎較弱或一些地下水位較高的基坑地段，結合實際情況按3∶7 基礎配比下的石灰土進行置換，或采用砌石進行壓實填埋，還可以采用經過設計單位認可的C15 標號的混凝土管承進行澆筑，結合不同的方法進行基坑的加固處理[3]。

2.4 PCCP 管件的質量驗收

PCCP 管件一般以出廠的質量驗收為準，在PCCP管件到貨后，施工單位就應向監理方申請，組織各部門進行PCCP 管件到貨質量驗收。首先，嚴格檢查PCCP 管道的尺寸是否符合國家建設有關標準和規范的實際要求，在PCCP 管道的端部應標明該材料的執行標準以及規范類型等；其次，檢查廠家所提供的PCCP 管產品合格證以及相關的證明；再次，檢查出廠證書的內容是否足夠齊全；最后，檢查PCCP 管道內表面是否光滑以及無裂紋、無氣孔等，PCCP 管道端面應當平齊，外表面無明顯的裂紋、缺角等問題。

承插管承插內外的所有管材表面應保持光滑，不得存在細小的裂紋或一些其他會有損于管道連接表面使用性能的問題缺陷，PCCP 管厚也應符合建設項目的設計要求。還要嚴格檢查密封圈的密封質量，禁止使用再生橡膠制作的密封圈。PCCP 管的外觀應完好無接縫，表面無裂紋、雜質以及氣泡。PCCP 管的規格及尺寸，必須與管環槽的實際加工尺寸保持一致。

密封橡膠圈的橫截面直徑實際差值為±0.5mm，密封橡膠圈的直徑差值范圍也不得超過±10mm。對密封橡膠圈的性能指標還要進行取樣試驗，從而保證密封橡膠圈的密封性，保證PCCP 管無泄漏，并應按照建設要求滿足其制作規范，PCCP 管的具體硬度應在45～55 之間，實際抗拉強度要大于16MPa，延伸率要大于500%，永久變形應當小于20%，使用過程中的老化系數保持在0.8（70℃/44h）。PCCP 管道和管件還應按使用類型以及尺寸規格以及建筑等級存儲堆放，原則上不得長時間露天存放，要防止發生陽光暴曬，對于存儲的堆疊層要求只能堆放一層[4]。

2.5 PCCP 管道安裝施工過程控制

對于該項目的PCCP 管道安裝吊裝，一般采用75t的履帶式起重機進行，并運用30t 的合成纖維管道提升帶。在吊裝前，還要在起重機上安裝吊索進行施工前的試吊裝，測試方法為吊裝袋裝法。當起重機上的吊索就位后，場上的施工人員應立即撤離出該試驗的吊起半徑影響區域，當吊車緩慢抬起吊桿以及吊索，然后將試驗的PCCP 管道吊起離開地面，吊車的操作人員起吊后確認PCCP 管無發生傾斜以及無吊索滑動，就可證明PCCP 管的吊裝無危險，然后可以開始實際的吊裝工程，將PCCP 管吊入溝內進行施工。

將第一段的PCCP 管道，經過控制調整放置在提前測量的位置以及標高記號上，在PCCP 管的兩側用專用的支撐塊進行定位固定。然后對第一管承座的壓力工作面、第二管承座的壓力工作面，還有圓槽進行例行的檢查修整，并及時清洗管道內部。然后將密封橡膠圈放入第二段PCCP 管的堵頭位置的圓形槽內，此時的密封橡膠圈應保持平直、光滑、不變形，且周圍預留的間隙應保持均勻。還要在密封橡膠圈的外圈以及插座內涂上一些食品潤滑油，這樣更方便施工人員安裝，然后將管道對準實際接口位置。

在PCCP 管道安裝期間，當管道的接口進行正常對接的時候，應當將套口均勻的放入插座，在預定的管道工作表面上的密封橡膠圈是套入的，因此套入口之間的差距以及距離都要保持一致，并且對管端最大的偏差范圍為±15mm，其仰角的偏差應當控制在±5mm 之間。

在PCCP 管的安裝過程中，施工人員還要隨時測量以及檢查管道中心線是否發生了位置上的偏差，從而及時進行位置調整。當PCCP 管安裝后，還要用水平儀進行檢測管道的實際安裝標高，對于管端的最大允許偏差要保持在±30mm 以內，其高程的偏差保持在±20mm 范圍以內。

當PCCP 管道各管段安裝操作完畢后，還應立即用墊塊固定各個管段，從而避免管道之間發生錯位。要及時對安裝的各個管道接口開展接口的水壓試驗并及時做好記錄。與此同時，還要認真檢查校準管道的實際標高和相對角位置。

2.6 PCCP 管道的檢查以及水壓試驗

PCCP 管道的檢查加壓一般分為三次進行。第一次是在管道安裝到位后立即對管道接頭進行水源加壓，并且增壓應在安裝現場立即進行。對于接頭的增壓壓力為標準設計壓力的15 倍，保持穩定5min 之后，如果PCCP 管道無滲漏或者泄漏以及表壓穩定方可定為合格。待第一次的水壓壓力測試合格后，再進行第二次的壓力回填，待全部水壓壓力合格后再進行土方的回填。當土方的回填完成后，還要進行第三次的水壓增壓試驗。具體的增壓試驗過程與第一、二次的水壓增壓過程以及目標相同，主要就是防止由于土方回填的壓力，所引起的PCCP 管道管口變形發生的水源泄漏。一般第一次的壓力測試在安裝的同時就可進行，而第二次的壓力測試在管道回填前進行，第三次則在某一段的土方回填完成后，再逐段進行密封性測試。對于單接頭的橡膠密封圈實際密封壓力的試驗過程中，相關部門的監理人還應全程跟蹤，并在壓力試驗的記錄上進行結果的簽字確認。

在PCCP 管道實際安裝完成后，要求管道的接口周圍的間隙要比較均勻，PCCP 管道的中心軸線以及實際標高，均符合管道項目的設計圖紙以及規范要求，其整體合格率應為100%。此時對于所有的管道安裝進行土方回填，在管道兩端用盲板進行密封，還要在盲板后面加靠背進行支撐，以防止管道發生增壓后滑動，隨后進行整體的管道水壓試驗。實施水壓試驗采用分段的壓力試驗，根據試驗管段的設計標準來計算，其最大揚程的壓力＋0.3MPa 進行控制。壓力測試的步驟以及程序，還要嚴格按照設計規范和有關部門批準的測試方案進行。經過試驗，在壓力測試過程中各管段無發生壓降或者滲水現象，該項目的PCCP管管道水壓試驗結果方為合格。

2.7 PCCP 管道溝的土方進行回填

PCCP 管道的施工管線應實施分段回填法，即當管道安裝質量驗收合格后，就應選用大小合格的中粗砂土材料來進行管道的土方回填工程。回填一般自下而上可分為四種：墊層I 區、管基II 區、管基III 區及未破壞的天然土[5]。

2.8 PCCP 管道安裝質量驗收以及評定

在PCCP 管道安裝施工的過程中，當各工序及項目的施工完畢，經過建設單位自檢安裝質量合格后，還應及時報監理單位開展施工質量的結果驗收。經過監理人員對該項目的管道安裝施工工作質量驗收合格，并簽字確認后，施工單位方可進行后續項目的工藝施工。就該項目而言，在PCCP 管道工程建設完成后，經該項目的建設單位申請，水利項目的法人組織所有的參與建設單位及相關的專家接受了該監理的招標二段8#、9#管道，還有10#、11#管道這兩個單位的項目質量驗收，經過質量綜合評價結果為優秀。

3 結語

通過研究發現，在我國水利工程中PCCP 管道的安裝建設過程中，安裝建設質量控制的重點和難點，一般主要集中在對管道的移動控制、管道內部的基礎處理、管道接頭的實際吊裝、對接頭的防腐蝕處理及最終的管道溝土方回填等方面。可以看出，PCCP 管管道的建設質量以及安裝施工的過程控制，是建設PCCP 管道輸水工程十分重要的環節，其建設質量將直接影響輸水系統的使用壽命，必須予以足夠的重視，并落實嚴格的質量控制措施。