预应力钢筒混凝土管制造监理的质量控制

　　预应力钢筒混凝土管(以下简称：PCCP)是国内近十多年发展起来的新型管道材料。该管道材料是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材，其集合了薄钢板、中厚钢板、异型钢、普通钢筋、高强预应力丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制造而成。该管道材料不仅综合了普通预应力混凝土输水管的优点，而且尤其适用于大口径、高工压和高覆土的工程环境。近年来在辽宁省内大伙房水库输水二、三期工程中普遍使用了该管道材料，管子规格为DN3000mm、DN280 0mm、DN2400mm等，适用工作压力最高达1.6MPa，适用最高覆土深度达10m以上。PCCP的发展十分广阔，应用范围非常广泛。
　　由于PCCP是一种复合型管材，其制造过程比较复杂。因此产品的制造过程控制成为监理人关心的重要内容。如何保证管厂生产出的产品在运行时达到设计要求，监理人在监造过程中如何控制PCCP生产质量是本文要谈的问题。下面就大伙房水库输水应急人连工程二标段PCCP监造的质量控制进行讨论。
　　该工程的管道规格为DN2800mm、DN2400mm两种，由新疆国统管道股份有限公司制造，辽宁宏禹水利工程建设监理有限公司监造。为了保证PCCP的产品质量监理人对生产的关键工序及重要环节制定了有效的监理制度。
　　1　原材料的技术要求
　　原材料的质量直接影响PCCP管的产品质量，对此监理部对原材料的质量控制，设置了专项的材料监理工程师。制定材料监理工程师职责。依据《水利工程建设项目施工监理规范》SL288－2003，《水工混凝土试验规程》SL352－2006及设计文件、技术要求。编制《材料检验监理实施细则》。
　　对原材料采购与供应质量做到提前控制，对工程所需的水泥、砂子、骨料，钢筋、钢构件、工程设备、外加剂等按合同条款要求，进行检查和验收。对原材料来源发生改变时，监理工程师应及时督促承包人进行重新检验。查验每一批材料的发货单、计量单、材料合格证书、化验单等其他有关证件，并将这些证件的复印件存入监理档案。
　　要求承包人按合同要求，按规范要求分批次进行检验复核，同时监理人按比例抽样检验，经检验合格的材料方可验收入库。对于检验不合格的材料。严格按要求禁止使用，并责令承包人限期运离现场。
　　2　PCCP管的制造
　　2.1钢筒体的制作
　　2.1.1接头钢环的焊接要求
　　承插口钢环焊接可采用手工电弧焊、电阻焊或埋弧焊，而薄钢板焊接应采用埋弧焊或二氧化碳保护焊。监理工程师督促承包人编制准确的焊接工艺规程，所有焊工都应具备相应的焊接资质并经考试合格才能上岗操作，所有焊接操作均应符合GB 50236及GB50268的规定。承口钢环应采用一块钢板的钢板条，经过制圈焊接形成圆环后以超过钢板弹性极限强度的扩张力对承口钢环进行扩张整圆，以获得设计所确定的精确尺寸。插口钢环应采用符合要求的异型钢板条，采取承口钢环同样制造方法，以获得设计所确定的精度要求。
　　制成的承插口接头钢环工作面的对接焊缝应精心打磨光滑并与邻近表面取平，焊接表面不允许出现裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
　　钢简体在制作中，监理工程师主要控制钢筒的焊缝及钢筒水压检验。
　　钢筒体在制作时，钢板的拼接可采用对焊或搭接焊，承插口接头钢环组装在钢筒两端的准确位置，钢筒体的尺寸及钢筒的端面倾斜度应符合设计图纸的要求。钢筒体的焊缝可以是螺旋缝、环向缝或纵向缝，不允许出现“+”字形焊缝，内衬式预应力钢筒混凝土管子钢筒体的焊缝应连续平整。
　　制成的带有承插口钢环的钢筒必须进行水压试验以检验钢简体焊缝的渗漏情况。检验压力(Pg)由下面公式计算所得，钢筒在规定的检验压力下至少恒压3min。试验过程中监理工程师应同承包人的检验人员一同及时检查钢筒所有焊缝，并标出所有渗漏部位，待卸压后对渗漏部位进行人工焊接修补，修补后的钢筒需再次进行水压试验，直至钢筒的所有焊缝不发生渗漏为止。
　　P=2σt/D-2t
　　式中：
　　P为钢筒抗渗检验压力(MPa)；
　　σ为薄钢板承受的拉应力(MPa)；采用卧式水压时σ至少应为140MPa，但其最大值不应超过172MPa；采用立式水压时底部钢筒所受的拉应力σ应为172MPa；
　　D为钢筒外径(mm)，根据产品设计图纸确定；
　　t为钢筒厚度(mm)，根据产品设计图纸确定，对有特殊用途的管子，若管子结构设计中采用的钢筒厚度大干3.4mm，则仍按钢筒厚度t=3.4mm计算钢筒抗渗检验压力P。
　　制作混凝土管芯之前应对钢筒表面进行清理和整平处理，钢筒表面的凹陷或鼓胀与钢筒基准面之间的偏差不应大干10mm。
　　2.2管芯混凝土
　　以大伙房水库输水应急人连工程新疆国统制造的PCCP为例，其管芯混凝土采用的是立式振动法工艺成型，制管混凝土强度等级不低于C40，管芯成型操作时采取的立式振动工艺应保证管芯获得设计要求的管芯厚度和足够的密实度，成型后的管芯混凝土内村不得出现任何塌落。监理应时刻监督并记录成型操作时采取的振动频率和振动成型时间。成型过程中钢筒不得出现变形、松动和位移，每根管芯的全部成型时间不得超过水泥的初凝时间。
　　新成型的管芯应及时采取合适的方法进行养护。养护时间达到要求后及时脱模，脱模时管芯混凝土立方体抗压强度不应低于30MPa。
　　2.3预应力钢丝的缠绕
　　缠绕环向预应力钢丝前，监理工程师应与承包人的质检人员一同检查每根管芯混凝土立方体抗压强度不低于28天抗压强度的70％。缠绕环向预应力钢丝是PCCP管制作过程中一道关键工序，是抵抗管子内压的屏障。在缠丝操作之前，管芯表面粘附的所有异物都应清理干净。缠丝时预应力钢丝在设计要求的张拉控制应力下按设计要求的螺距呈螺旋形缠绕在管芯上，钢丝的起始端应牢固固定，管芯两端的锚固装置所能承受的抗拉力应达到钢丝的最小极限强度的75％，管芯任意0.6m管长的环向预应力钢丝圈数不低于设计要求，所有的预应力钢丝表面不得出现精锈和点蚀。应严格控制缠丝过程中的钢丝搭接次数，缠丝机应具备可以连续记录钢丝张拉应力的应力显示装置，监理工程师应随时检查。缠丝过程中张力应力偏离平均值的波动范围不应超过±10％。监理工程师在此工序中还应严格控制缠丝时环向钢丝间的最小净距，其不应小于所用钢丝直径。
　　2.4水泥砂浆保护层的喷射
　　管芯缠完钢丝后，应对钢丝进行水泥砂浆保护。制作水泥砂浆保护层本工程采用辊射法，监理工程师在制作水泥砂浆保护层时，首先检查管芯钢丝表面是否喷涂一层水泥净浆，制成的水泥砂浆保护层应密实、坚固。为保证和验证水泥砂浆保护层制作机的机械性能和水泥砂浆配合比是否满足制管的设计要求，监理工程师应定期进行保护层水泥砂浆强度抽样试验，并且对保护层水泥砂浆吸水率进行测试，水泥砂浆吸水率全部数据的平均值不应超过9％，单个值不应超过11％。
　　制作完成的水泥砂浆保护层，待充分凝固后应及时进行养护。
　　2.5保护层的防腐
　　依用户的要求，将防腐材料以滚刷或高压喷涂方式在水泥砂浆保护层上进行防腐作业，监理工程师检查外观保护层柏油涂覆是否均匀，不得有垂流附着于承插口接头上，并做好保护层涂覆检测记录。
　　成品管子运至堆成之前，管子承插口钢环的外露部分应采用有效的防腐材料加以保护，以防止钢环发生锈蚀，饮水工程管道用防腐材料不得对管内水质产生任何不利影响。
　　3　成品管的堆放与出厂检验
　　(1)成品管子的堆放，应将堆放场地进行平整，并做好枕垫。按工程部位、管子编号依次堆放整齐。
　　(2)出厂检验的管子，按同类别、同规格、同工艺生产的以每200根为一批进行检验验收。监理工程师对管子的外观质量，尺寸偏差、管体裂缝、内压抗裂性能或外压抗裂性能、、管芯混凝土抗压强度、保护层水泥砂浆抗压强度，保护层水泥砂浆吸水率，逐根进行检验验收，并做好记录。将每根管子的档案存入监理部信息部。不合格的产品，决不允许出厂。
　　4　结语
　　随着我国国民经济的不断发展，水在经济建设中的重要性尤为突出。工程建设监理是工程建设市场与国际惯例接轨的途径，是智力密集型的社会化、专业化的技术服务行业，是在建工程项目工程质量、更好的发挥投资效益的根本性保证。目前。大，中型的引水项目很多，有国家的南水北调工程，省级辽宁省的大伙房水库输水工程及即将建设的西部供水工程等。都需要大量的管材，如何保证管材产品的质量很重要，监理工程师在管材生产过程中，要认真掌握施工图纸、施工合同、有关政策、规范、标准，通过艰苦细致的工作，树立监造监理工程师的权威性，做到“独立、公正、科学、可靠”，确保管材产品质量，为有效的控制工程质量、工期、投资、安全奠定基