PCCP管道施工质量控制要点探析

2021-04-02郭凤舞汪有红安徽省引江济淮集团有限公司安徽合肥230000

安徽建筑 2021年3期

郭凤舞，汪有红（安徽省引江济淮集团有限公司，安徽合肥 230000）

1 工程概况

阜阳城市供水工程通过新建茨淮新河插花站，提水至茨河铺闸下，再经加压站加压后通过管道输水至阜阳第四水厂，向阜阳城区供水。供水管道双线平行敷设，单线水平投影长度4.83km，起讫桩号为0+047.5～4+878，其中穿沙颍河段采用沉管，穿G105国道段采用JPCCP顶管，其余采用预应力钢筒混凝土管(简称PCCP),设计压力 0.4MPa，工作压力0.22MPa。PCCP管道是由钢板、预应力钢丝、混凝土和水泥砂浆构成的一种新型复合管材，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性，管道接口形式为钢制承插口。

2 工程重难点分析

PCCP管道标准管6m/节，管径均为DN1800，单根重14.5t（覆土深度H3）,地下水位较高，因此管道基坑降排水、管道吊装、平移和对接是施工重点，准确定位PCCP管道的高程和中线，基础垫层处理以及确保接头严密性是工程难点。

3 施工工艺及质量控制要点

3.1 PCCP管道施工工艺

PCCP管道采取工厂集中加工制作，经检验合格管件根据设计排管图运至施工安装位置附近，现场采用130t履带吊起PCCP管道安放在基槽内经验收合格的砂垫层上，安装完成并经检测合格后，采用挖掘机送土回填，大型压实设备及小型夯实机具碾压夯实。PCCP管道安装施工工艺流程见图1。

图1 PCCP管道安装施工工艺流程图

3.2 采取降排水措施，重视基底处理

基坑采用挖掘机自上而下分层错距开挖，边坡坡比1∶1，基坑深度超过5m时，在适当高程设宽2m马道。考虑土方填筑及平衡，分三类土方开挖，即表土层开挖，用于后期管线顶部复耕；土方层开挖，用于后期沟槽回填；槽底预留200～300mm的保护层由人工开挖，防止扰动地基原状土。

为确保建基面干燥、避免基槽浸泡产生不均匀沉降，在已开挖成型基坑两侧开挖50×50cm纵向排水沟，每100m设置一处集水井，以排出基坑明水。在部分地下水位丰富且明排效果不佳地段，在便道侧基坑开挖边线1m以外施作降水井进行降排水，降水井深15～30m，间距20～40m。施作降水井时采用不同粒径材料作为反滤层，施工完成后及时对降水井进行封堵。

人工将基槽预留保护层开挖至设计高程整平后，进行基底高程复测、地质核查及地基承载力检测。若地基承载力不满足设计要求，视地质情况采用水泥土换填或水泥搅拌桩处理。

沟槽内铺设200mm厚中粗砂垫层，相对密度为0.7，采用挖掘机进行中粗砂送料作业，人工进行中粗砂摊铺整平，并用手扶振动碾夯实。在每个管道接头处横向预留500mm的沟槽，待接头外部接缝灌浆结束后，再采用人工回填夯实。

3.3 加强管件安装前检查

经出厂验收合格的PCCP管按设计要求的型号、规格堆放在安装地点便道一侧，存放前对场地进行平整并做好排水措施。管道下放置枕木或其他缓冲材料 (如砂袋、胶皮等)，枕木的高度最少15cm，以便吊索的安装或拆除。管道堆放还应以尽量减少二次搬运为原则，沿管线单层码放，禁止双层或多层码放。

管道入沟槽前，进行管道外观质量检查，对管体及胶圈质量逐根检查。吊装采用130T履带吊将PCCP管材直接吊入沟槽内，吊装采用高强纤维吊带或外裹柔性材料的钢丝绳兜身起吊。管道安装前，应进行管道编号、型号的检查，保证管道直径、覆土深度、工作压力等满足图纸的要求。

3.4 重点把控管道安装对接质量

管道安装质量成败，管节安装对接及密封效果是关键。在管道安装前对承插口进行清理，采用润滑油对承插口工作面及橡胶圈进行润滑，便于安装顺畅。安装橡胶圈时须均匀套入插口环凹槽，可采用短棒插入橡胶圈下绕全管口转2～3圈来调整胶圈松紧，确保橡胶圈无扭曲、翻转等现象。

安装采用履带吊吊装PCCP管缓缓向已安装管节移动，保持插口端与承口端平行，调整“被装管”中心轴线。对接采用“内拉法”施工，履带吊移动配合，在已安装管道内下部及被安装管道外端口设置受力横梁，用钢丝绳将两梁连接，通过手拉葫芦将被安装管道拉至安装位置，与已安装完成管道顶压对接在一起，在对接过程必须保证接口清洁，严禁砂土及其他异物进入。

为进一步检验管道安装对接密封性，须对每个接口进行打压试验。打压试验分阶段进行三次：第一次试验在管道对接完成后进行，第二次试验在后续管道安装两根后进行，第三次试验在管道土方回填后进行。接头打压设备采用手提式打压泵，试验时应先排净接口腔内的空气，从接口下部的进水孔压水，从上部排气孔排气，排气结束后拧紧排气孔螺栓密封，加压至0.4MPa，保持稳压2min即为合格。打压试验合格后，取下试压嘴，拧紧试压孔密封螺栓。

3.5 跟踪盯控管道接缝灌浆处理

为保护外露的承插口钢构件不受腐蚀，在管道接头外部接缝进行灌浆保护，在内接口进行勾缝封堵。内外接口处理细部图见图2。

图2 内、外接口处理细部图

外接口灌浆前对缝隙进行淋水清洗湿润，采用宽度不小于20cm的帆布作为灌浆接头的外模，并采用张紧装置拉紧，在管道接头最顶部预留大于20cm的灌浆通道进行灌注1：3水泥砂浆。水泥砂浆应呈流态状，确保接口灌浆密实、饱满，待水泥砂浆灌满接头后，灌浆口上部用干硬砂浆填满抹光，灌浆高度不小于30mm。待砂浆达到一定强度后，在外缝处均匀涂刷环氧煤沥青，干膜厚不小于1mm。

管道内部接缝封堵在接头打压完成后进行。封堵前应对管道内接缝进行清扫、洒水湿润，接缝封堵采用1∶2干硬性水泥砂浆塞填，并捣实抹平，确保管道接头填充密实。

3.6 高质量进行沟槽土方回填

管道外接缝灌浆完成后，应及时进行沟槽回填。回填前根据回填土料结合回填部位及施工机具进行工艺试验，确定松铺厚度、压实遍数及最佳含水量。回填前清除沟槽内杂物，排除积水。

从管底基础部位开始到管顶以上500mm范围内，采用小型压实机具沿管道两侧对称分层填筑压实，压实度≥95%；管顶500mm以上部位采用机械沿管道轴线方向进行压实，压实度≥92%；耕植土回填时采用装载机进行回填整平，不得压实。

土方回填遵循分区段施工原则控制，回填分段处应留设台阶，宽度不小于50cm。严格控制土料质量，严禁土料中夹杂垃圾、树根等；回填时管线两侧应对称分层回填，松铺厚度不得大于30cm，重点加强对垫层与管道之间的三角区填筑夯实，注意避免使管道轴线位移或损伤。每层压实后及时进行压实度检测，检测合格后方能进行下一层填筑。