预应力钢筒混凝土管安装接缝超宽原因及对策

□李永根

随着经济社会的快速发展和城镇化水平的提高，区域水资源供需矛盾日益突出。为缓解区域水资源短缺状况，近年长距离管道输水工程越来越多。在管道输水工程建设中，管道间接缝超宽现象时有发生，不仅影响工程安装质量，而且直接关系输水运行安全。本文通过对我省南水北调配套工程建设中预应力钢筒混凝土管道安装接缝超宽原因分析，提出了相应对策措施，供今后长距离管道输水工程中管道安装建设与管理参考。

1.问题的提出

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete CylinderPipe ，简称 PCCP）是采用薄钢板与钢质承插口环卷制拼焊成筒状，然后用立式震动成型法在筒体内外浇灌 （或采用离心法在筒体内浇灌）混凝土构成管芯，在管芯外圆上缠绕高强度预应力钢丝，再喷砂浆保护层而组成的一种复合管。该管材是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材。不仅综合了普通预应力混凝土输水管和钢管的优点，而且尤其适用于大口径、高工压和高覆土的工程环境。近十几年来，在我国长距离管道输水工程中得到了广泛的生产应用。

我省南水北调配套工程已使用PCCP（DN1600-DN2400）近 700km，在管道安装和试水前检测中，绝大部分管道安装接缝符合GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》的要求，但也有个别标准管接缝，特别是标准管与钢管或钢制管件之间接缝，出现了超宽问题，在一定程度上给安全运行带来了隐患，需要深入分析原因，提出对策措施，做好妥善处理，确保工程安全。

2.主要产生原因分析

2.1 管基发生不均匀沉陷

GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》规定接头内间隙J为25mm，在实际安装过程中虽以此数值为控制，但在管道试水前检查发现标准管与钢管间，特别是在穿越斜坡段和阀井结合部间隙明显变宽。究其原因，主要由于地质问题，一般在这些部位地基进行了换填，标准管处于原土地基（或称软地基），钢管则处于换填地基 （或称硬地基），加之在施工中未处理好，造成管基发生不均匀沉陷，安装接缝拉伸变宽，有的甚至在管道试水中出现漏水现象。

2.2 管道安装积累尺寸偏差过大

管道有效长度LO是管线配管图设计的基础。GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》中规定管道安装时一定要控制好管子有效长度。如果在管道安装过程中控制不好这个尺寸，就会使实际管道长度与设计管线图中标注的设计管线长度值产生尺寸偏差。若管线长度积累尺寸偏差过大，就会出现PCCP管与管线拐点处的钢制弯头或钢制排气、排水三通等管件无法按设计尺寸对接，造成安装接缝超宽，有的甚至需在转换节和钢管件之间再增加一段俗称“凑合节”的钢管。不仅会因增加钢管造成费用加大，还会因焊接难度大给工程质量带来不必要的影响。

2.3 管道本身制作偏差

由于钢管、钢制管件或PCCP在生产制作过程中没控制好长度尺寸，且大部分长度尺寸偏差为“负值”时，就会出现管道安装后管线总长小于设计长度情况，结果造成安装接缝超宽。

2.4 其他因素

一是施工不甚规范，对接头内间隙J缺乏有效控制。二是钢管或钢制管件安装时温度影响较大。三是受到施工或外力扰动，造成接缝拉伸。四是受上述各种不利因素的综合影响。这些因素都是造成安装接缝超宽的原因。

3.主要对策与措施

根据GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》规定和河北省南水北调配套工程施工技术要求，管道安装应把J值控制在25±5mm范围内。针对安装接缝超宽产生的主要原因，结合工程建设实际，建议在管道安装过程中和安装完成后，分别采取相应对策和处理措施。

3.1 管道安装过程中应采取的主要措施

一是强化管基处理，严格按规范要求做好原土地基压实和换填地基处理，防止软、硬地基产生不均匀沉陷。如有必要，可在穿越斜坡段增设镇（支）墩等措施。二是严格按设计控制管道和管件生产尺寸，防止制作偏差过大。三是加强管道安装施工规范管理，有效控制接头内间隙。合理安排施工时间，尽量减少钢管或钢制管件安装温度影响。四是安装控制好管子有效长度。在待装管对接拉进时，可在管子间隙部位左右分别放置两块厚度为25mm的限位挡块。同时，每安装10根管子，就利用长钢卷尺对管线长度进行精确测量，确保管子安装控制在合理范围之内，防止管道安装积累尺寸偏差过大，造成安装接缝超宽。五是做好已安装管道的回填和保护，严防其受到施工或外力扰动。

3.2 管道安装完成后应采取的处理措施

鉴于河北省南水北调配套工程PCCP管均为双胶圈接头，根据施工技术要求和合同规定，建议采取以下处理措施。一是接缝宽31mm～60mm的接头在满足水压试验条件下可不做处理。接头试压不合格的，可采用胶圈间注胶止水，或内贴遇水膨胀胶条、用水泥砂浆封堵抹平，在内壁接缝上下游50cm范围内喷涂3mm厚聚氨酯涂层。二是对缝宽61mm～80mm的接缝，均按前述接头试压不合格管道的处理措施进行处理。三是对缝宽80mm～120mm的接缝，应采用内部焊接 （角焊缝堆焊高度10mm）水泥砂浆抹平，外部钢箍（钢板厚度 6mm～8mm、宽 500mm并防腐）及填充水泥砂浆加强处理。四是对缝宽大于120mm的接缝，应改换非标准管(如钢制合拢管)，按规范要求重新安装。□