南水北调配套工程PCCP管道腋角砂变更方案浅议

□顾青林（安阳市幸福渠管理处）



南水北调配套工程PCCP管道腋角砂变更方案浅议

□顾青林（安阳市幸福渠管理处）

摘要：南水北调配套工程管材主要选用PCCP管道，PCCP管道质量及安装好坏，是工程的关键，直接关系到工程的正常运行。文章从工程概况、变更原因、变更方案、施工流程、施工过程控制、以及措施保障等方面，详细探讨了PCCP管道腋角砂回填施工技术要求，特别强调腋角砂回填的相对密度必须满足设计和规范要求，从而提高了PCCP管道的稳定性，杜绝PCCP管道运行的隐患。

关键词：PCCP管道；腋角砂；方案

1　工程概况

南水北调配套工程35号分水口门位于鹤壁市淇县新乡屯镇三里村西南总干渠右岸，主要供鹤壁、安阳市的滑县和内黄县、濮阳三个地市用水，年均分配用水量23990万m3。输水主管线起点为分水口门，终点为濮阳市规划水厂，主管道80.20 km，支线总长30.95km，输水管线总长111.15km。文章主要针对35号口门施工8标段进行论述，该标段位于安阳市滑县和内黄县境内，桩号K48+300～K56+500，长度8200 m，采用DN2600PCCP管道，管道设计流量6 m3/s。

2　变更原因及方案

2.1变更原因

根据相关规范及类似工程施工经验，为了保证施工质量，采用中粗砂（致密坚硬石料轧制，粒径0.10～5.00 mm级配料）代替开挖料进行管道腋角的回填。具体原因如下：

①管道腋角区回填采用开挖料回填，由于开挖料主要是粉细砂、粉质壤土，且受施工作业条件限制采用机械施工不易操作，人工施工夯实腋下角密实度难满足指标要求，质量难以控制。②管道腋角采用与砂垫层同样的材料中粗砂回填，从材料的物理性能分析，在相同的外界环境条件下，同一种原材料分子之间的活动比较频繁，宜结合且结合后比较紧密，物理特性也较显著。因此腋角部位采用中粗砂进行回填，则可保证腋角部位与砂垫层的紧密结合，整体效果好，在管道安装后利于支撑部位的紧密结合，增加管道稳定性，质量有保证。

2.2变更方案

管道腋角中粗砂回填按中心角90°范围铺设，人工夯填密实。设计相对密实度≥0.70，提高了PCCP管道的稳定性，杜绝PCCP管道运行的隐患。

3　腋角中粗砂的相关参数

腋角中粗砂采用与垫层中粗砂一致的材料，相关参数必须满足设计及规范要求，中粗砂垫层采用粒径0.10～5.00 mm级配砂砾料，相对密度≥0.70。

4　管道腋角部位中粗砂回填流程

管道腋角中粗砂回填施工工艺流程如图1所示。

图1　管道腋角中粗砂回填施工工艺流程图

4.1测量放线

每完成1个单元的PCCP管道安装之后即开始进行管道腋角部位的中粗砂回填。回填之前，首先采用全站仪对每层的回填边线进行放样，放样严格按照中心角90°腋角的原则，将两边的填筑边线在实地标注出来，然后用水准仪将每层的标高放样出来（每层的厚度不超过5 cm）,并在管道的外壁做好相应的标记。

放样之后要反复校核，确保成果的准确性。

4.2管道腋角部位中粗砂的摊铺、平整和捣实

4.2.1摊铺

在验收合格的基础面上，采用人工配合机械的方法，缓缓将各项指标均合格的中粗砂缓缓运送至管道腋角部位，然后人工使用铁锹将中粗砂按照放样的标高进行摊铺。

4.2.2平整

摊铺完成后，人工将其平整完毕，平整后标高不超过放样高程。

4.2.3捣实

平整完成之后，人工使用Φ10的木棒将腋角部位捣实，捣实次数不低于设计要求。操作时，工具严禁碰撞管壁，同时，捣实要反复操作，直至满足要求为止。

重复以上1～3步的操作，直至填筑到设计高程为止。

4.3管道腋角的处理和验收

在PCCP管道安装之后，中粗砂垫层会有不同程度的损坏，因此，在进行腋角中粗砂回填之前，要对砂垫层进行处理和验收。

首先采用人工将砂垫层不平整的部位摊铺平整，然后按照垫层的施工方案将腋角对应部位垫层中粗砂压实并到达设计要求。

完成管道腋角对应中粗砂垫层处理之后，将现场实验成果及相关数据报送监理工程师进行验收。在验收合格之后方可进行下一步的施工，否则返工直至合格为止。

5　工程量计算

5.1 DN2600覆土6 m管道

DN2600 mm覆土6 m以上管道：桩号K52+178－K52+ 598段，PCCP管道安装长L1=420 m，管道壁厚0.28 m，按腋角砂中心角90°计算（如图2）。

图2　覆土4 m管道腋窝填砂断面图

R1=R+0.28=1.30+0.28=1.58 m

S1=1.58×1.58×2/2-90×3.14×1.58×1.58/360=0.53 m2

V1=L1×S1=420×0.53=224.28 m3

5.2 DN2600覆土4 m管道

DN2600覆土4 m管道：桩号K48+300-K52+178、K52+598-K56+500段，其中PCCP管道安装长L2=7698 m，管道壁厚0.26 m，按腋角砂中心角90°计算（如图3）。

图3　覆土4 m管道腋窝填砂断面图

R2=R+0.26=1.30+0.26=1.56 m

S2=1.56×1.56×2/2-90×3.14×1.56×1.56/360=0.53 m2

V2=L2×S2=7698×0.53=4041.45 m3

共增加腋角砂V=V1+V2=224.28+4041.45=4265.73 m3

由于原设计PCCP管道腋角部位采用开挖料进行回填，变更后采用中粗砂进行回填；变更后增加的中粗砂回填工程量即为减少的开挖料回填工程量，变更后减少的土方回填4265.73 m3。

6　过程控制

6.1中粗砂含水量控制

中粗砂含水量的高低直接影响着压实性能，最终直接影响工程成本和施工的人工捣实质量，故在施工中要严格控制中粗砂的含水量，主要从以下几个方面进行。

除了进行每层的规定含水量取样检查外，还要不定时地对中粗砂含水量进行抽检，发现偏差过大立即采取有效措施进行处理，实际含水率比作业面高2%左右，施工中粗砂含水量与设计最优含水量偏差在±1%范围内。

当砂石料厂区中粗砂的天然含水量略高于最优含水量时,需在回填面摊铺后稍加晾晒适当推迟碾压时间,待中粗砂含水量达到最优含水量时即进行人工捣实施工。

当砂石料厂区中粗砂的天然含水量略低于最优含水量时，可在回填面采用立面开挖方法，到填筑面摊铺后用洒水车适当洒水，待中粗砂达到最优含水量时随即进行人工捣实，尽量减少含水量的损失。

6.2粗砂含泥量控制

本标段拟用中粗砂含泥量为2.70%。在中粗砂运至现场之后首先进行含泥量的检测，若含泥量在合格范围内（含泥量＜5%）即允许使用，否则禁止卸车。

6.3双侧回填

人工捣实时两边必须对称同时进行，并且严禁机具碰撞PCCP管壁。接头处的处理与结合时，必须经压实和取样测定相对密度合格后，方可继续填筑，否则应重新捣实至合格为止。管道腋角部位中粗砂铺设的施工质量控制和检测程序应严格按规范要求进行质量监控。确保腋角中粗砂铺设的各项施工工序严格按照规范及中粗砂铺设施工细则进行施工。在施工过程的质量检查中发现质量问题应及时处理,并做到上道工序验收不合格不得进入下道工序施工。

7　保证措施

7.1建立健全质检机构

在施工过程中，自上而下按照“跟踪检查—复检—抽检”和“自检—互检—交接检”等两个层次分别实施质量检查任务。各项作业人员做到岗责相符，实施质量一票否决制。在严格内部“三检”制度的基础上，认真接受业主和监理工程师的监督，接受社会工程监督部门的监督，并自始至终密切配合，严格服从。

7.2配备安全防护设施标识和持证上岗

进入施工现场必须佩戴安全帽，机械运行碾压区域内非施工人员不得进入和逗留。加强施工机械设备的检查、维修、保养，确保高效、安全运行，操作人员必须持证上岗。加强对职工进行施工安全教育，对工人进行岗前培训，操作考核合格者才能上岗。在施工现场、道路等场所设置醒目的安全标识、警示和信号等，提高全体施工人员的安全意识。施工过程中加强安全管理，严格落实安全的相关规定，避免安全事故的发生。

（责任编辑：韦诗佳）

收稿日期：2015-12-01

作者简介：顾青林，男，高级工程师，主要研究水利工程的建设与管理。

中图分类号：TV672. 2 TV52

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）03-0028-02