PCCP管道安装施工工艺研究

吴国威

摘 要：近年来，水利工程项目逐渐增多，水利工程项目在实施过程中对于管材的质量有严格要求，因此PCCP管道被逐步应用于各种水利工程中。它是一种非金属管材，综合了预应力混凝土与钢管材料的优势，具有成本低、耐腐蚀、抗高温等特点，适合广泛应用在水利工程中。基于此，本文分析了PCCP管道安装施工工艺，以保证PCCP管道安装质量，使其在水利工程中发挥应有的作用。

关键词：PCCP管道;安装施工工艺;水利工程

中图分类号：TV546 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）35-0087-03

Research on PCCP Pipeline Installation and Construction Technology

WU Guowei

（Sinohydro Bureau 11 Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： In recent years， the number of water conservancy engineering projects has gradually increased. During the implementation process of water conservancy projects， there are strict requirements on the quality of pipes. Therefore， PCCP pipelines have been gradually applied to various water conservancy projects. It is a non-metallic pipe that combines the advantages of prestressed concrete and steel pipe materials， which has the characteristics of low cost， corrosion resistance， high temperature resistance， etc.， and is suitable for wide application in hydraulic engineering. Based on this， this paper analyzed the PCCP pipeline installation and construction technology to ensure the PCCP pipeline installation quality and make it play its due role in water conservancy projects.

Keywords： PCCP pipeline;installation and construction technology;hydraulic engineering

PCCP的全称是预应力钢筒混凝土管，PCCP管材具备能够承受内压与外部荷载的能力[1-3]，有效保证了管道的使用寿命。因此，人们要充分利用PCCP管道，有效控制水利工程的输水成本，提升水利工程的经济效益与社会效益。

1 PCCP管道的性能及特点

PCCP管道是一种新型管材，其高强度混凝土管带有钢筒，而管芯缠绕着预应力钢丝。管道外部有水泥砂浆保护层，将钢制承插口与钢筒焊接在一起，承插口存在凹槽与胶圈，这种特殊的结构形式使得其可以形成滑动式胶圈的柔性接头。因此，PCCP管道的构成相对复杂，由钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆等复合而成，PCCP管道综合了钢材与混凝土材料等的优势[4-7]。

2 PCCP安装特点

PCCP管道的安装施工主要有以下特点。一是接头结构为双胶圈承插口，安装人员能够及时检查管道接头部位的密封效果，有效控制管道安装质量。二是安装就位需要借助履带式起重机，履带式起重机在各个方向都可以实现精确调整，有效提高了管道对接的就位精度，为后期安装提供便捷。三是PCCP管道安装往往需要借助专业内拉设备，拉顶装置左右对称，其与管道中心水平位置要保持一致。这种设备能够保证管道对接质量，避免管道安装受到外部因素的干扰。

3 PCCP管道安装施工工艺

PCCP管道安装施工往往采用填弧法与开弧法。如果应用填弧法，首先要保障垫层施工合格，然后才能进行PCCP管道安装。当管道安装符合工程要求后，采取人工或者机械施工的方式，对管道底部与腋下等部位进行回填处理。开弧法是指根据施工具体要求，管道安装前，首先在管道安装区域内回填，修筑圆弧形断面，后期管道在该断面上进行安装。当管道安装符合工程质量要求后，对管道底部与腋下实施局部回填处理，避免管道安装出现移位情况。

3.1 管道起吊

PCCP管道安装需要利用吊车，将已经安装完毕、保持稳定的管道内口上的后背钢梁加以固定，使其能够拴住钢丝绳。随后，在管道承口位置放置鋼横梁，使用钢丝绳、倒链来进行连接，并做好对正处理。PCCP管道安装期间，吊下的管道插口需要与已经安装完毕的管道承口保持对正。

3.2 清洁接头

正式安装工作开始之前，需要进行接头清理，例如，对承口内部、插口外部加以清理，避免这些位置存在尘土等杂物，保证这些工作面的平整性、光滑性，尽量避免工作面存在异常凸起等问题。在后期的安装过程中，管道插口与承口要涂刷一些润滑油。

3.3 胶圈安装

胶圈安装是PCCP管道安装的重要环节。安装人员需要根据安装技术要求，使用植物油润滑胶圈，将其放入插口槽，并将短棒插入胶圈下面，随后结合管道安装要求，调整胶圈松紧。在胶圈的安装过程中，安装人员要避免胶圈出现扭曲等现象，一旦发生这类问题，要重新进行胶圈安装。胶圈的松紧调整是在胶圈插入插口凹槽以后进行的，要使用专用U形环理顺胶圈，降低胶圈扭曲等现象的发生率。胶圈调整后，要在胶圈外表面涂刷润滑油。

3.4 PCCP管道对接安装

PCCP管道对接安装期间需要使用装管架吊起管道，管道吊起后与地面保持10cm距离，然后推送装管架，使装管架在推力作用下逐步沿轨道运行至管道卸载位置。PCCP管道卸载需要保证装管架吊起管道后与已安装管道承口相距10～20cm。在管道吊起与卸载的过程中，吊起位置需要开挖沟槽。管道安装对接期间，需要安排专业安装人员观察承插口对接情况，观察者处于管道接口位置，主要分析管道承插口缝隙亮光的均匀性，如果其亮光相对均匀，就说明管道承口与插口的对正处理较好。此时需要借助千斤顶、拉杆装置等，使得管道插口缓缓进入承口。在插口进入承口的过程中，安装人员要实时掌握胶圈滑入情况，可以使用直尺、限位块等检测环向间隙的均匀性，如果存在间隙分布不均匀情况，要及时加以调整。一般情况下，在滑入的过程中，环向间隙需要保持在2～3.5cm。当管道对接就位以后，管道承口位置需要放置特定规格的水平靠尺（2.5m），以便测量管道中心线、管底标高等，其与全站仪、经纬仪等相结合，可以保证管轴线符合安装要求。当管道轴线、标高等关键参数符合安装要求后，要立即在管底两侧实施人工回填与捣实处理，使管道能够完全着地，做好轴线、标高等参数的复核，当其达到安装要求后，及时抽出纤维吊线，利用加压泵来做好接头的试漏工作。

在此安装阶段，有关安装人员要保障承插口处的打压孔、排气孔等位置的正确性。如果管道安装过程中出现胶圈脱槽等问题，要及时拆除管道、更换胶圈，重新进行安装。

3.5 PCCP安装自检

当一个PCCP管道的接口安装结束后，只有质量检测与验收合格，方能开始下个管道的安装。因此，管道安装自检是重要的环节，可以有效保障管道安装质量。自检要求主要有三点。一是已经安装完成的管道接口处需要保障环向间隙的均匀性。二是轴线与高程测量要精准，尽量保证其能够符合安装的质量要求。在实际测量过程中，一般要对这些参数测量三次，即安装时、安装后、回填后。安装过程中的测量有效实现了安装定位，每次测量都需要做好安装记录。三是对每根管道实施接头打压试验，其试验结果合格以后方可进行后期安装。

3.6 接头打压试验

管道接头打压试验需要使用专用加压泵，充分发挥管道接头进水孔与排气孔的压水与排气作用。排气结束后，要及时拧紧螺栓，确保试验压力与管道压力一致，并保压5min，如果不存在明显的压降现象，就可以进行相应试验。一般情况下，为保障接头试验效果，要进行前后三次试验，安装时、安装后与管顶以上0.5m内的土方回填后。安装时的接头打压试验在每节管道定位后进行。第二次接头打压一般在安装以后进行，每安装三节PCCP管道，对已安装的管道接缝位置实施接头打压。第三次接头打压试验在管顶以上0.5m内的土方回填后进行，控制试验压力条件，如果能够保持5min的压力不下降状态，说明试验结果合格。试验打压时要做好记录。

3.7 接口处理

PCCP管道安装工程主要使用配合比1∶3的水泥砂浆，对管道接口实施封堵处理。封堵期间常常存在承插口钢构件的腐蚀现象，接口打压试验结束后，要立即对管道接头外缝实施灌浆处理，形成一层保护膜，避免出现腐蚀现象。接头外缝灌浆结束后，要加以养护，当养护期结束以后，外抹宽0.2m、厚1cm的水泥砂浆带。当管顶以上0.5m内的土方回填后，如果接头打压试验合格，就进行接头内缝的灌浆处理。

接口处需要设置接头缝灌浆护带，具体来说，对接头外缝实施淋水冲洗，當缝隙表面完全湿润后，停止冲洗，在接头外侧裹宽0.2m的麻布，作为灌浆接头的外模。使用细铁丝将麻布两侧扎紧，留有一定的灌浆口，为了保障灌浆的整体质量，在接口间隙内放置一根钢丝，来回牵动，保障灌注砂浆的密实性。当外缝灌浆护带内的砂浆强度符合要求以后，立即拆除，外抹宽0.2m、厚1cm的水泥砂浆带。最后，进行安装管道内部接缝的封堵处理，但是封堵前需要清理管道内接缝，封堵采用勾嵌法，在内接缝填塞水泥砂浆，并实行勾缝与抹平处理。

3.8 管沟回填

PCCP管道安装结束后，要进行管沟回填，避免管道长期暴露于空气中而受到损坏。一般来说，管沟回填要分段进行，自下而上，每段长度为100～200m。回填期间，施工人员需要首先使用筛网筛分回填料，随后利用自卸汽车、输送皮带等输送回填料，使得回填料进入管沟两侧。同时，施工人员可以采用人工、推土机等方式，摊平回填料，把每层回填料的厚度控制在0.3m以内，使其分布均匀。回填料压实处理主要应用自行式振动碾与手扶式振动碾，有时还需要应用振动平板夯和人工方式。例如，管沟内无法使用机械设备进行碾压处理的区域需要采用人工方式。

3.9 静水压试验

静水压试验是PCCP管道安装施工的最终环节，其间需要做好准备工作、管线充水与静水压试验。

3.9.1 准备工作。在PCCP管道安装区域内，选择其中一段作为试验管段，在该试验段内，管道埋地空置时间需要控制在500d以内。管道水压试验需要分段进行，分段长度要严格根据设计要求来划分，水泵、压力计一般安装于试验段下游端部和管道轴线垂直的支管上。

3.9.2 管线充水。充水试验要严格控制水质和充水流量，降低余留空气量和水锤压力。

3.9.3 管线静水压试验。静水压试验需要保持良好的试验条件，试验设备必须准备齐全，如水泵、发电机等。试验管段所有敞口要处于封堵状态，不存在渗漏问题。静水试验期间，为保障试验结果的有效性，人们要严格根据试验设计要求，合理设置各段的水压试验压力，使水压试验压力处于设计试验压力以下，并大于管道实际工作压力。如果冬季进行管线静水压试验，就要采取必要的防冻措施。试压期间，加压泵位置安装2个压力表，保障压力读数的精确性，管线静水压试验要采取缓慢分级、逐步升压的试验原则。如果水压试验压力值处于恒压2h的稳定状态，管道接口不存在渗漏问题，则可以判定安装质量合格。

4 结语

随着我国各类供水工程的增多，PCCP管道应用越来越广泛，作为一种新型管材，其在各种水利工程、供水工程中具有独特的应用优势。为保证管道安装质量，安装人员在安装过程中要遵守安装要求，充分保证安装的规范性，使得PCCP管道工程能够创造更好的经济效益与社会效益。

参考文献：

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