大口径PCCP管道接口漏压处理方案探究

杜丽洁

（辽宁省沈阳市水利科学研究所，110006，沈阳）

大口径PCCP管道接口漏压处理方案探究

杜丽洁

（辽宁省沈阳市水利科学研究所，110006，沈阳）

PCCP管道；接口漏压；接口复压法；物理复原法；化学修复法

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简称PCCP）管道接口安装质量的好坏直接关系整个管线的使用寿命，而往往由于出现接口渗漏出水，影响整个工程的质量，尤其大口径PCCP管道由于各种原因更易造成接口第三次打压不合格的现象，存在一定的安全隐患。辽宁省重点输水工程采用DN3200～DN3800大口径 PCCP作为主要输水管材，管道安装期间接口第三次打压不合格一度成为影响工程进度的难点问题，经过参建单位的专题研究以及现场试验，最终根据不同原因形成了三种可行的递进式漏压修复方案，不仅节约了工程投资，也保障了后期的分段水压试验顺利进行，为整个工程质量奠定了基础。

一、漏压原因分析

根据相关规范要求及本工程规定：须在管道回填后对接口进行第三次打压试验，压力实验值为设计值+0.3MPa，并稳压2分钟，压力值不下降即为合格。本工程PCCP在进行接头第三次打压时，存在PCCP管道接口压力值降低现象，未达到设计要求，分析其原因主要有以下几点：一是春秋季节进行的PCCP管道安装，因冻融现象导致部分PCCP管道胶圈收缩变形，发生不可逆形变；二是PCCP管道安装后，管道基础发生微沉降，接头胶圈错位，起不到密封作用；三是 PCCP管道安装时，胶圈摩擦管壁而发生扭转，起不到密封作用；四是第一次、第二次打压过程中，试压压力过高，导致胶圈变形。

二、漏压处理方案研究

针对本工程PCCP管道接口第三次打压不合格的现象，本工程结合可能的压降原因采用接口复压法、物理复原法 （管内振动复原法—管外振动复原法）、化学修复法三种方案进行了递进式处理，最终有效解决了第三次打压不合格的管道接口压降问题，为保障工程安全提供了有力支撑。

1.接口复压法

在进行管道修复前，先对第三次打压不合格的PCCP管接口进行复压，复压压力按设计工况+0.3MPa实施，稳压2分钟不泄压，判定合格，修复结束；如若仍不合格，需进一步采用物理复原法进行处理。

2.物理复原法

（1）管内振动复原法

采用管内振动复原法时，将复压用水换成植物油，以利于胶圈的润滑复位。复压压力按设计工况+0.3MPa，达到规定压力值后，用木槌敲击PCCP管内壁承口端一侧，做环向敲击，再次复压检验，如合格，改用水进行复压，达到规定压力值后 （设计工况+0.3MPa），稳压2分钟，无泄压，则可判定为合格，修复结束；如复压不合格，重复进行敲击振动，再行复压检测，如此反复10次仍复压不合格，则判定该接口处修复措施失效，需进一步采用管外振动复原法。

（2）管外振动复原法

①管道开挖及保护

采用管外振动复原法前，需对已回填的管道进行开挖，首先按照安装记录确定桩号，找准需处理的管道接口位置，再使用GPS对已回填的管道精确定位，确定PCCP管轴线、边界线，然后采用挖掘机开挖至接近管顶0.5m时，改用人工开挖机械配合，开挖至PCCP管道腰线后人工整平开挖面。之后对裸露的PCCP管道采用单层土工布进行防护，同时在拟振动的PCCP管道表面用厚5 cm、宽20 cm、长2m的木板进行遮挡。

②管外振动复原

完成开挖后，在管道内部压入豆油，以利于胶圈润滑，同时在管道外侧采用GX160平板振动夯对PCCP管体进行环向振动，利用振动力传递给第三次打压不合格的管道接口，减小PCCP管道接口间隙，使PCCP管口密封胶圈复位。

管道外壁振动修复的同时，管道内部作接头豆油复压，复压程序同管

内振动复原法。复压合格后即停止振动作业，改用水再次进行复压，达到规定压力后修复完成；如反复5次仍复压不合格，则判定该接口处物理复原方案失效，改用化学修复法。

3.化学修复法

接口复压法和物理复原法均失效后，需要采用化学法进行修复。化学修复法采用双组分聚硫密封胶注入接缝处理，即采用在接缝内注入2.5 cm双组分聚硫密封胶，接口剩余部分灌入砂浆，接口表面涂刷SK手刮聚脲复合胎基布的方法进行处理。

（1）双组分聚硫密封胶配置及注入工艺

①密封胶配置要求

在进行注胶前必须将PCCP接缝内及周围的杂物清除干净，除去灰尘，并保证基面干燥。密封胶的配置与装枪均按照产品说明书进行。密封胶位于工程结构的内露面，直接与饮用水水源接触，需要一定的抗老化和无毒性。

配置好的密封胶必须随配置随使用，配置后的密封胶超过2小时后不得使用。密封胶使用后必须等待48小时方可遇水。

②密封胶注入工艺

a.将枪嘴插入PCCP接口内，按设计深度均匀地将密封胶注入PCCP接口内，然后用带弧度的专用整形工具刮压整形，整形后缝面呈月牙形，固化后的胶体表面应光滑平整无气泡，胶体内部应保持密实无断头，并保持黏结牢固，无脱胶断裂、渗水现象。

b.聚硫密封胶施工完成后等强时间为7天，因此在底漆等强完成后方可实施下一步。

c.底漆完成后在PCCP管道接口底部注入深度为2.5 cm左右的聚硫密封胶，注胶时可一次成型。

（2）砂浆抹缝

待聚硫密封胶养护完成后，报请现场监理进行检验，检验合格后对管道接口剩余部分进行灌浆工序，砂浆抹缝一次完成，按以下技术要求执行：

表1 SK手刮聚脲物理力学性能

图1 管道接口表层柔性防护的示意图

a.砂采用坚硬、洁净、级配良好的天然砂，除符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法》（JGJ 52—2006）外，其含泥土、云母及其他有害杂质重量不应大于总重量的2%。砂粒径级配应根据施工工艺、现场施工条件，在砂浆配合比设计中选定。

b.水泥应采用P.O.42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。

c.拌和水采用对水泥砂浆强度、耐久性无影响的洁净水，用水除应满足《混凝土拌和用水标准》的规定外，且要求其pH值大于6.5，氯离子含量小于100mg/L，硫酸根离子含量小于350mg/L。

d.掺和适当的补偿收缩材料使之成为非收缩水泥砂浆。

e.水泥砂浆强度不小于20MPa。

f.砂浆配合比按照管道接头内侧砂浆配合比执行。

（3）SK手刮聚脲要求

①SK手刮聚脲物理力学性质

SK手刮聚脲物理力学性质见表1。

②SK手刮聚脲施工要求

一是砂浆抹缝施工完成并达到一定强度后，对管口周边混凝土表面（宽30 cm）进行打磨、清洗；二是在清洗面干燥后涂刷宽度为28 cm的BE14界面剂；三是待界面剂表干后直接刮涂第一层SK手刮聚脲 （宽度25 cm），并进行伸缩缝部位10 cm范围内的胎基布铺盖（要求在半小时内完成），最后涂刷2～3遍SK手刮聚脲。要求手刮聚脲作业时间为2小时，成型后的伸缩缝中间部位聚脲厚度达4mm、两边厚2mm；四是SK手刮聚脲与混凝土搭边之间的收边按图1所示处理，边缘打磨成三角形，边缘深度2mm，边沿柔性涂料与混凝土平滑过渡；五是保证管口部位涂层厚度大于4mm（15 cm范围内）；六是涂刷均匀，涂刷一次成型，不要来回涂，防止出现小包。

三、结论

文章首次系统提出了PCCP管道接口漏压三种修复方案，其中接口复压法为进一步验证存在漏压的必要措施；物理复原法采用管道内外振动的措施使胶圈复位；化学修复法采用双组分聚硫密封胶、砂浆以及SK手刮聚脲使漏点“封口”，三种方案循序递进，有效解决了辽宁省重点输水工程大口径PCCP管道第三次打压不合格现象，规避了工程质量安全隐患，为下一步分段水压试验提供了良好的条件，也节省了工程投资，为其他输水工程类似问题提供了积极有益的参考。

［1］张社荣，等.预应力钢筒混凝土管（PCCP）的设计、生产、施工及数值分析［M］.北京：中国水利电力出版社，2009.

［2］给水排水管道工程施工及验收规范（GB 50268—208）［S］.2008.

责任编辑 轩 玮

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1000-1123（2016）14-0033-02

2016-04-15

杜丽洁，工程师。