PCCP管道在南水北调阳谷县续建配套工程输水管道工程中的应用

杨爱芬

【摘要】PCCP管将钢筋混凝土管以及钢管的应有优势充分结合在了一起，其根本属性是非金属性的复合管材，从管道的设计、制作、检测到安装、验收、使用等各方面，均实现了规范化、系列化，已在输水工程中得到了较好的应用。【关键词】南水北调；管道一、工程概况南水北调阳谷县续建配套工程输水管道工程是从提水加压泵站到水库的输水管道工程。输水管道起于南水北调鲁北取水干渠左岸桩号12+880提水加压泵站处，终止于引黄入库泵站出水池，并最终通过入库涵闸输水入库。管线输水流量为2.2m3/s，自加压泵站开始，向西穿京九铁路，然后向西南至阳谷县城西南处的陈集水库，全长约37.22KM，沿线设置阀门井、排气井及排水井等，输水管线采用PCCP管材，过路、过河、沟等处采用钢管。二、管材选择目前管道工程中常用的管材主要有PE管、钢管、球墨铸铁管、玻璃钢管、预应力钢筒混凝土管（PCCP管）和超高分子量聚乙烯膜片复合管材等。其优缺点及适用性如下：1、PE管具有连接可靠，接头的强度高于管道本体强度；低温抗冲击性好；耐化学腐蚀性好；耐老化，使用寿命长；可挠性好；水流阻力小等优点。缺点是易应力开裂，受外压强度低，对管基础的处理和回填土要求较其他管材高。2、钢管具有强度高，承载力强，安装方便，使用寿命较长等优点，缺点是需要进行内外防腐处理，价格较高。3、球墨铸铁管具有钢管的强度，良好的塑性、韧性和铸造性能，承压能力强，不需采用大量的防腐措施等优点，但有造价高，管材比钢管重等缺点。4、玻璃钢管内壁光滑，水头损失较小，泵站运行费低；运输、安装方便，施工费用低，工艺简单等优点；缺点是刚度低，怕摔、怕碰，对基础要求高，对周围回填土密实性要求高，由于玻璃钢管较轻，易发生浮管。5、超高分子量聚乙烯膜片复合管材具有摩擦阻力小，输送效率较高；耐腐蚀性、耐磨性、抗拉强度较高；安装维修方便，施工费用低等优点。6、预应力钢筒混凝土管（PCCP管）是指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管。采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头。它是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。PCCP管具有承受内外压较高、接头密封性好、抗震能力強、施工方便快捷、防腐性能好、维护方便等特性，广泛应用于长距离输水干线、压力倒虹吸、城市供水、有压输水管线、压力排污干管等。PCCP管具有适用范围广、经济寿命长等优点，一般较大口径管道均使用此管。根据工程输水线路设计，输水线路较长，流量大，管径采用1600mm较大。综合地形和地层岩性，管道开挖深度内地层主要砂壤土，同时考虑施工方便和工程造价等，将PCCP管作为阳谷县续建配套输水管道工程主管材。三、管道铺设1、管道及接头的清理、润滑管道铺设前先清扫管子内部，清除插口和承口圈上的全部灰尘、泥土及异物。胶圈套入插口凹槽之前先分别在插口圈外表面、承口圈的整个内表面和胶圈上涂抹润滑剂，所使用的润滑剂是植物性的而不能使用油基润滑剂。2、管子对口管道安装时，将刚吊下的管子的插口与已安装好的管子的承口对中，使插口正对承口。采用手扳葫芦外拉法将刚吊下的管子的插口缓慢而平稳地滑入前一根已安装的管子的承口内就位，管口连接时作业人员事先进入管内，往两管之间塞入挡块，控制两管之间的安装间隙在20～30mm之间，同时也避免承插口环发生碰撞。特别注意管子顺直对口时使插口端和承口端保持平行，并使圆周间隙大致相等，以期准确就位。管子对接后时检查胶圈位置，每节PCCP管安装完成后，进行管道位置和高程的校验，确保安装质量。3、接口打压本工程中所用PCCP管其承插口采用双胶圈密封，管子对口完成后对每一处接口做水压试验。在插口的两道密封圈中间预留10mm螺孔作试验接口，试水时拧下螺栓，将水压试水机与之连接，注水加压。为防止管子在接口水压试验时产生位移，在相邻两管间用拉具拉紧。接口的试验压力值，根据相关规范规定，取0.2MPa，恒压5分钟，检查接口无渗漏即合格。4、接口外部灌浆为保护外露的钢承插口不受腐蚀，需要在管接口外侧进行灌浆或人工抹浆。具体作法如下：1） 在接口的外侧裹一层麻布、塑料编织带或油毡纸（15～20cm宽）作模，并用细铁丝将两侧扎紧，上面留有灌浆口，在接口间隙内放一根铁丝，以备灌浆时来回牵动，以使砂浆密实。2） 用1：1.5～2的水泥砂浆调制成流态状，将砂浆灌满绕接口一圈的灌浆带，来回牵动铁丝使砂浆从另一侧冒出，再用干硬性混合物抹平灌浆带顶部的敞口，保证管底接口密实。第一次仅浇灌至灌浆带底部1/3处，就进行回填，以便对整条灌浆带灌满砂浆时起支撑作用。5、接口内部填缝接口内凹槽用1∶1.5～2的水泥砂浆进行勾缝并抹平，使之与管内壁平齐。6、过渡件连接阀门、排气阀或钢管等为法兰接口时，过渡件与其连接端采用相应的法兰接口，其法兰螺栓孔位置及直径与连接端的法兰一致。其中垫片或垫圈位置正确，拧紧时按对称位置相间进行，防止拧紧过程中产生的轴向拉力导致两端管道拉裂或接口拉脱。7、水压试验管道安装后，为保证管网系统的可靠性，根据管线长度进行分段、全线水压试验。试验前管道土方回填高程必须达到胸腔以上，管线的镇墩与锚固结构等达到设计强度要求，接缝水泥砂浆强度不小于5N/mm2后才能进行水压试验，以防止管线位移或变形。