如何解决PCCP管道安装中出现的接头漏水问题

2016-03-24赵翼行

水利科学与寒区工程 2016年1期

关键词：解决措施

赵翼行

(辽宁省水利厅，辽宁沈阳 110003)

如何解决PCCP管道安装中出现的接头漏水问题

赵翼行

(辽宁省水利厅，辽宁沈阳 110003)

摘要：近年来，PCCP管道以其成本低、密封好、施工快的优点被广泛运用到工程建设之中，PCCP管道在发挥积极作用的同时，也往往会发生接头漏水的问题，这对整个工程质量都会造成极坏的影响，因此，采取相应措施解决此类问题是极其必要的，本文针对PCCP管道安装出现的接头漏水问题展开分析，探讨发生此种现象的原因，并根据原因给出一定的处理建议，以保证管道的顺利、安全运行。

关键词：PCCP管道;接头漏水;解决措施;打压试验

PCCP管道，即预应力钢筒混凝土管道，此种管道是一种新型钢性管材，其特点有承受压力高、抗震性能好、防腐性好、施工便捷、维护方便等[1]，现已被广泛运用于输水干线、城市供水管道、排污干管等工程之中。其基本结构主要包括两大部分，一是PCCP-E管，其混凝土管芯内壁较为光滑且带有钢筒，管芯上缠绕着环向预应力钢丝，在其上还有耐久性较强的富水泥砂保护层，其承插口钢圈带有凹槽，用以容纳止水橡胶圈，它与钢筒焊接在一起形成坚固的阻水结构。二是PCCP接头，此接头包括单胶圈与双胶圈两种形式，就国内来看，主要采用双胶圈形式。

为保证工程安全与质量，在安装PCCP管道时需要进行有关接头水密封打压的试验，此试验一般需要进行两次到三次。在一些工程的打压试验中，出现了压力不达要求或接头漏水现象，影响了管道运行安全及工程整体质量，要解决此问题，必须要通过细致的现场施工观察来分析其产生的原因。

1PCCP管道的安装方法

PCCP管道在安装时，其主要的施工方法即填弧法与开弧法，填弧法是在安装PCCP管道的垫层达到安装要求之后，以人工或机具方式对管道的底部及腋下进行回填，以保证管道位置的固定性，开弧法是在实验检测得到相关数据之后，在安装处事先修筑一个圆弧形的断面，在各项检测达到安装要求之后，在此弧形断面上采用人工或机具的方式对PCCP管道的局部进行回填与夯实，保证管道位置不会发生位移。

根据相关实验结果来看，PCCP管道安装时其管道承口与管道插口的对接次序不同，不影响运行效果及安装质量，其安装方法如下：当PCCP管道运输到指定安装区域后，先不对管子进行卸载，在安装好管道插口处的密封圈之后，向管道接头处缓慢开进，在插口与承口之间的距离在7~15 cm时，停止移动设备，将管道高程与轴向调整到待装管道与已装管道的中心大致重合，接着以内拉法实现管道承口与插口的对接。内拉法的操作如下：将内拉支架、内拉钢丝绳、手拉导链葫芦安装在待装管外侧与已装管内侧的接头处，由此形成内拉装置，在人工手拉导链葫芦的内拉作用力及龙门吊对管道上下提升力的作用下，使待接管的插口(承口)缓慢挤进已装管的承口(插口)，在承口与插口完全对接之前，两者缝隙达到指定安装间隙时，对管道中心线的位置进行检查，观察此线是否发生位置的偏移，当此位置发生偏移时，利用起重装置或导链葫芦对管道进行稍微的调整，以使管道的位置符合规范要求，此时需进行第一次水压检验，检验合格之后才能对管道进行回填与夯实，待PCCP管道位置固定好之后，卸下吊带，将安装设备推出，然后再安装下一节管道。

2PCCP管道安装水压检验标准

在管道承口与插口的对接满足安装要求时进行第一次水压检验，在管道对接安装好之时，应对之前已安装好的第三节管道进行第二次水压检验，在管道沟槽回填至管顶有50 cm 之时，对管道接头处进行第三次水压检验。其具体操作时，应用量程为1.0 MPa、1.6 MPa或2.0 MPa的人工试压泵将洁净水(冬季用酒精，防冻)注入到管道试压孔内，在管道安装符合要求的情况下，位于管道插口凹槽内的两个橡胶圈之间会形成一个密闭的空间，此时注入试压孔的水是不能流出的，试压泵的压力表数值将会随着注水量的增多而逐渐升高，当此数值达到0.6 MPa时，停止注水，稳压5 min，压力值保持不变则说明管道安装合格[2]。

3PCCP管道接头漏水原因分析

据实际观察与检测来看，造成PCCP管道接头漏水的原因是多方面的，要解决此问题必须要对此进行全面分析。

3.1由PCCP管道承接口的椭圆变形引发

PCCP管道接头处有两个橡胶圈，起止水作用，在管道安装时，如果管道的承口与插口因椭圆变形致使橡胶圈不能充分挤压时，就会出现接头漏水现象。导致管道承口与插口变形的原因主要有：管道承插口在缠丝、浇筑、外部防腐等制作工序中，因吊装、存放时自身重力作用而产生变形。根据相应规定，PCCP混凝土管芯的厚度内径应为1/16~1/12，如果超过此厚度范围，导致管道环向刚度过大时，其引起的承插口椭圆变形是无法轻易就能矫正的。例如，在南水北调北京段应急供水工程之中，根据相应规范，其DN4000PCCP管道的椭圆度应为13 mm，其混凝土管芯厚度为380 mm，椭圆度超过6 mm，其安装就会很困难。

3.2由管道安装间隙过大引发

管道接头处的间隙，往往会因为管道安装过程中的借转与后期变形而变得过大，从而导致橡胶圈的止水效果丧失。在通常情况下，管道与管道之间要保留有25 mm左右的空隙，当管线要求对其接头进行借转时，其借转角度的计算方法有两种。

3.2.1根据管道安装的间隙计算

Jmax是接口处所允许的最大间隙值，据图1，在将后一个橡胶圈维持在钢圈工作区域内的条件下，可得出Jmin=56 mm，Jmin即接口处所允许的最小间隙值，一般情况下取10 mm，而Dj则为管道接口的直径。

图1　管道安装接头间隙处理图

3.2.2根据管道承插口钢圈的最大公差计算

△Y是管道接口处直径的公差值，根据目前的规定来看，承口处的内径公差应在1.0~0.2 mm的范围之内，而插口处的外径公差应在-0.2~1.0 mm的范围之内，Lj表示管道连接处插口插入承口的长度，此长度是由承口深度减去承口外边缘的宽度再减去接口处缝隙宽度而得出的。由此可知，在对管道进行安装时，倘若接头发生偏转，致使接口缝隙超过最大限度56 mm，接头处的止水橡胶圈就会丧失止水作用，导致接头处发生漏水现象，其中接缝宽度极限56 mm是一个理论上的尺寸，而在实际安装中，存在水平或竖直的施工偏差，导致接头处引起偏差，应留下一定的余地[3]。

3.2.3由PCCP管道安装中地基处理不当引发

作为线性工程，PCCP管道铺设安装往往要经历多种地形，经过多种地质，这些地质与地形构成PCCP管道安装的地基条件，不同的地基有不同的处理方法，这就给管道施工带来了许多困难，在实际的安装中，地基处理措施不当的问题时有发生，导致管线出现不同程度的沉降现象，致使管道接口变形，当接口缝隙宽度过大以至超过65 mm

时，接口处就会出现漏水现象。例如，在山西省的万家寨引黄工程中，管道就需要经历岩石地基、一般性土地基、湿陷性黄土地基等地质条件，还要穿越公路、沟壑、河道、池塘等，针对不同的地质及地形条件，该工程则分别采用了混凝土垫层、灰土垫层、碎石垫层等针对性的处理方法，以保证地基处理达到管道铺设、安装要求。

3.2.4由止水胶圈的质量问题引发

PCCP管道口的止水橡胶圈对管道的密封性起着重要的作用，因此，PCCP管道工程建设对止水胶圈的质量有着较高的要求，然而，在一些工程中所使用的橡胶圈是由两个及两个以上的生产厂家供应，这就导致同一工程中，橡胶圈的拉伸力、压缩量、表面质量等指标产生差异，再加上管道安装的承包商本身经验不足，往往会导致橡胶圈在管道安装过程中出现问题，例如，一些质量较差的橡胶圈会在管道安装的过程中出现并圈现象，这样就使管道两端的打压孔不相通，致使橡胶圈出现裂纹、针眼问题，久而久之就会使橡胶圈的止水性、密封性丧失，引起接头漏水现象。

3.2.5由水位变化引发

PCCP管道工程往往要穿越一些地下水位较高的地方，像河道、池塘等地方的地下水位都比较高，地下水位发生变化，地下水所产生的浮力就会对管道接头处产生一定影响，从而导致接头处发生漏水现象，当地下水压力过高时，还可能会发生地下水渗入管道内部的现象。

4针对PCCP管道漏水原因所采取的处理措施

4.1PCCP管道承插口的处理措施

要保证承插口在安装过程中不变形，就要在承插口生产过程中，严格控制承插口钢圈的公差，在验收成品时，要认真测量每一节管道的承插口尺寸，尽量控制椭圆度的出现，在出现椭圆度的部位要做出标记，并记录相应的椭圆度数值及处理结果。

4.2管道安装间隙的处理措施

安装管道时，要充分考虑安装间隙的设置，对管道的变形做出一定的预见，以保证两个橡胶圈的止水作用。在发生漏水情况时，要根据实际情况采取相应的处理方法。首先，管道接口处的缝隙在安装规范与要求的范围之内时，用聚硫密封胶及环氧树脂系胶结剂砂浆对接口缝隙进行填充；其次，当接口处缝隙超出安装规范与要求时，不仅要用上述胶剂填充缝隙，还应在管道的外部用钢板进行固定。

4.3PCCP管道安装地基及地下水位变化的处理措施

当PCCP管道铺设遇到较为复杂的地质及地形情况时，相关设计人员应首先考察并分析相关地段的地质情况，根据考察的结果制定具体、合理的解决方案，在管道接口的部位应设置上一定的过渡段。例如，由较硬的地基转为较软的地基，或由较软的地基转为较硬的地基。

4.4止水橡胶圈的处理措施

止水橡胶圈所产生的问题主要是质量方面的问题，要提升橡胶圈的质量，就要从生产源头抓起，加强成品检验力度，保证成品质量，另外，其存储方式也应十分注意，采用合理的储存方式进行储存。

5结论

导致PCCP管道接头漏水问题的原因是多方面的，要解决管道接头漏水问题，保证管道工程质量，就要从多个方面对其展开分析。不仅要注意到管道本身的质量问题，还要考虑管道安装的过程。在安装PCCP管道时，要严格按照要求与规范来进行，以保证管道的顺利运行。

参考文献：

[1]任为,屈高见.PCCP管道接缝防渗漏处理施工技术[J].中国建筑防水,2015(10):28-35.

[2]郑东,刘同进.浅析南水北调PCCP管道接头漏压现象与处理[J].水利水电工程设计,2009(4):23-29.

[3]席志斌.关于d66d管道安装中出现接头漏水问题的探讨[J].山西建筑,2012(4):133-134.

[4]胡少伟.预应力钢筒混凝土管结构承载安全评价理论与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[5]沈自力.工程地质与水文地质[M].郑州：黄河水利出版社，2010.