ＰＣＣＰ管及其在水利工程施工中的应用

    张瑞霞　赵培宽

    摘要：PCCP管是一种将钢管和预应力混凝土管的优点相结合的非金属优质复合管材，也是目前世界上公认的最有效的环保型非金属复合管材，其优越性能和卓越品质，至今尚无其他管材可以替代。

    关键词：预应力钢筒混凝土管(PCCP管); 施工

    1 PCCP管简介

    带钢筒的预应力混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,简称PCCP管)是目前国际上使用广泛的大口径、耐高压管材,由嵌埋薄钢筒的管芯、缠在管芯外的预应力钢丝和钢丝外的水泥砂浆保护层组成。管子的两端分别焊有钢制的承口圈和插口圈,管子的柔性接头采用滑动胶圈密封。在工作状态下,嵌埋在管壁中的薄钢筒具有抗渗功能,缠绕在管芯外的预应力钢丝及管芯的混凝土壁承受管材的内水压力及外荷载,因此PCCP管是一种将钢管与普通预应力混凝土管的优点相结合的管种。

    2 PCCP管的国内外应用情况

    2.1 PCCP管国外应用情况

    预应力钢筒混凝土管(简称PCCP管)的生产和应用至今己有50多年的历史，最早山法国的帮纳(Bnona)公司最先研制的，至上世纪四十年代欧、美各国竞相开发研制，目前美、法各国的年产量已达数十万公里，其中美国、加拿大是世界上推广使用PCCP管最多的国家，广泛应用于城市输配水干线、火电站供水管、水利工程、雨污水干管、工业供水及废水管线等方而。关国PCCP管的敷设长度己达到290000km。目前世界上规模最大的利比亚的"大人工河"第一期工程，全长1900km。管道直径为4M工作压力为2.8MPa，管材为PCCP管，工程全部完工后运行状况良好。

    PCCP管历经了半个世纪的发展以后，现在己经进入了技术成熟阶段，从管材的设计、制造、检测到运输、安装、使用等方而，都实现了规范化、系列化服务。

    2.2 PCCP管的国内应用情况

    二十世纪八十年代末，随着我国城市供水、工业用水、农田水利建设的迅猛发展，对于输水管材提出更高的要求。山东电力管道工程公司于1989年首家从美国引进了具有世界先进水平的PCCP管制管技术和关键设备，可生产0.4MPa-2.0MPa、直径600mm-3400mm的PCCP管。随后无锡华毅管道有限公司从美国"Ameron"公司引进技术及关键设备，深圳太阳管道有限公司从美国的"Price Brather"公司全套引进技术及设备的消化，已能完全国产化了，且于1996年PCCP管材在我国建材行业颁布了《预应力钢筒硅管》行业标准(JC625-1996)，近期将颁布预应力钢筒硅管的国家标准。

    目前，PCCP己广泛使用于我国的水利、电力、市政给排水等各个领域。在长距离、大流量输水、调水工程方面，山西省万家寨引黄工程的总长43.5公里，管径为3米PCCP管，暂居我国乃至亚洲地区已建成工程之首位，新疆乌鲁木齐洪水工程10公里倒虹吸工程使用了管径2.8米的PCCP管约15公里，深圳东深供水工程用了管径2.6米的PCCP管约9.5公里，此外，还有数十项引水工程应用了PCCP管。迄今尚未见因管道质量问题而发生事故的有关报道，取得了良好的经济效益和社会效益。

    3 应用PCCP的管道施工

    应用PCCP管道施工的主要工序为:

    土方开挖(地基处理)→PCCP管道和密封橡胶圈进场检验→吊装管道人槽→密封橡胶圈套人插口环凹槽→吊车、手动葫芦配合装管→内、外检查胶圈是否人槽→接口打压试验→接头外部灌浆→接头内防腐处理→土方回填→管内清理→整体管道水压试验

    3.1沟槽开挖

    在机械开挖时，应预留20cm由人工清理，以免扰动地基。如有超挖或地基需处理时，应使用良好级配的砂砾料回填夯实，达到天然地基的相对密实度，以免引起不均匀沉陷。在地下水位较高或雨季施工时，应采取降水或排水措施，在任何情况下不允许沟内长时间积水，并应防止管道浮移。沟槽底若为岩石时，应将其开挖至设计高程以下30cm，然后铺砂土回填夯实。岩石沟槽基底向土壤基底过渡时，还应采取地基过渡处理措施。

    3.2管道安装

    安装前的检查。管道在安装前施工单位应组织对管材逐根进行外观检查，要检查承插口有无碰损、椭圆度是否在允许范围内，外保护层有无脱落，有无裂缝、空鼓，内衬混凝土面有无超出规范、标准规定的裂缝等，并对管道的几何尺寸按照质量验收标准进行抽查，对检查合格的管道予以编号使用。PCCP用的橡胶圈材质应符合ZBQ43001一87的规定，必须经过专业检测部门对主要性能进行检测并出具检测报告。橡胶圈的形状为"O"形，表面不应有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲、肉眼可见的杂质及有碍使用和影响密封效果的缺陷。橡胶圈的接头个数不得超过2个，且接头性能不能低于母材的性能标准，现场交接验收时，应抽取1%的数量进行接头结合强度试验。

    接头的清理与润滑。为保证安装质量，安装前要确保清除插口和承口圈上的灰尘、泥土及异物，特别是对插口凹槽进行认真清理，不得有飞边、毛刺。胶圈套入插口凹槽之前先分别在插口圈外表面、承口圈内表面和胶圈上涂抹润滑剂，胶圈套入插口凹槽后，用钢棒将胶圈在插口的各部位上粗细调匀，使其顺直地箍在插口环凹槽内，无扭曲、翻转现象，以保持良好的密封。所使用的润滑剂应是植物性的或经厂家同意的替代型润滑剂，而不能使用油基润滑剂，因油基润滑剂会损害胶圈，影响接头的密封性能。

    对口就位。管道安装应按施工测量控制点仔细校测管道的轴线和标高，并做好施工记录。每节管道安装完毕后应用专用量具(如触感仪、外感仪)，分别从接口内外检查两边密封橡胶圈是否都在插口环的凹槽内，检查接口间隙是否符合设计要求。检查时，必须对接口间隙从上、下、左、右4点进行量测，经检验合格并将其垫稳后，才能将吊具移开。每班安装前，应对此前已安装好的前一节管进行测量检查，如发现位移，应重新复位，合格后再继续安装。

    3.3接口打压试验

    接口打压试验使用的设备应为经选定的专用打压设备，管路应有止回阀以确保恒压。管道安装完，应立即进行打压试验。进行下一节管道安装时，同时应对施工可能影响到的管口重新进行压力试验，防止管道安装过程中反向拉力引起上一节管道接口的松动。

    3.4管道接头处理

    为保护管道承插口不受腐蚀，需要在管道接头外侧进行灌浆，对内部接头处的缝隙进行水泥砂浆填缝。水泥砂浆灌浆及接口填缝时，水泥砂浆配合比应符合设计规定，并采取有效措施防止砂浆因收缩而产生开裂，内侧水泥砂浆应平整、光滑，外侧水泥砂浆应达到全周长充填饱满。

    3.5管道回填

    管道及其配件安装完成，经验收合格后，应及时进行回填，不允许已完成的管道长期外露，更不允许使其跨越雨期和冬季。回填前应清除沟槽内杂物，并排除积水，不得在有积水的情况下进行回填。回填前应彻底清理并确认沟槽边壁无松散土体和坍滑体。回填时应从管道两侧均匀下料，管道两侧至管顶的回填土必须对称分层夯实，每次铺料厚度不超过30cm。

    两侧回填高度差不应超过层填筑高度。应沿沟槽壁的溜槽均匀下料、铺料。不得在管道上方高于0.6m以上处向下倾倒回填料。严禁单侧回填或用推土机从一侧向沟内推埋，造成漏夯、填料分选，以及导致管道轴线位移和接口变形。另外，管道胸腔以下三角区部位是回填控制的重点，管道安装完成后应及时回填，保证管道稳定，不晃动。三角区回填必须两侧同步回填，碾压标准必须达到设计要求。

    3.6水压试验

    当管道两侧至管顶500mm内的土方分层回填合格，且管线的镇墩或锚固结构达到规定强度要求后，可以进行分段水压试验，试验前应对管道进行充分浸泡，PCCP管道浸泡时间≮72h。充水时应由底处注水，以利于排气。

    试验压力取管道工作压力的1.2倍，管道严密性试验时，将水压升至试验压力，水压升至试验压力后，保持恒压10min，检查接口、管身无破损及漏水现象时，管道强度试验为合格。

    参考文献

    [1]何维华.关于预应力钢筒砼管（PCCP）的推广应用[J].给排水在线，2003，5.

    [2]《预应力钢筒砼管》行业标准(JC625一1996).1996.