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摘要：以浙江紹興市小舜江水廠工程為實例，主要介紹DN2400預應力混凝土鋼板管在穿越開山軟土地基等路段的施工工藝和質量控制措施：嚴格檢查和檢測管件進場時的質量合格情況，從源頭把好質量關；嚴格按產品說明書要求，采用特制機械及工具保證安裝工藝規范到位；為了防止管件上浮，安裝后應及時復土加壓，從而確保安裝質量。...

DN2400預應力混凝土鋼板《PCCP》管施工技術

徐志剛，錢浩明，屠長友

 (浙江誠信建工有限公司，浙江紹興312000)

1、歷史背景

    1999年底，為改善紹興市區和上虞，紹興縣部分城鎮居民的飲水條件，紹興市人民政府投入巨資興建了30萬t級的小舜江水廠；與水廠配套的輸水管線，采用DN2400預應力混凝土鋼板管。全長2470 m。

    DN2400預應力鋼管起源于英國，最早應用于倫敦城市管網，距今已有100多年的歷史。該管材由于安裝方便，輸水量大，運行維修簡單，在國外又簡稱為“PCCP”管(下同)。

    “PCCP”管的生產技術最早為我國臺灣省所引進，事后臺商又在江蘇省靖江市投資新建了一個分廠，該管材最早使用在天津，紹興是第二家。

    “PCCP”管采用工廠化標準生產，采用在管子“內芯”施加預應力、混凝土澆筑、管材內外側砂漿保護層等施工生產工藝。均嚴格按1～8工序的要求制作完成，見圖l。

 

    注：l一“工”字型鋼板加勁肋總高80mm。2—5mm厚鋼板沿加強肋處有供施焊的槽I：I。3一對已成行的鋼板桶體(管節)纏繞高強鋼絲施加預應力，間距為100mm。4一承插口及端部加強鋼板厚90mm。5一管節內C60混凝土厚80mm，但端部尺寸有變化，其中承口為120mm、插口為55mm。6一對蒸汽養護后的混凝土纏繞高強鋼絲施加預應力，間距為100mm。7一管節內側噴特種高標號水泥砂漿，厚50mm，該砂漿層對水質無污染。8一管節外側噴特種高標號水泥砂漿，厚20mm，做保護層用。圖1 PeeP管剖面示意圖

2、工程概況   

    小舜江水廠選址在距紹興市區東南約l6 km丘陵地帶處，輸水總管第一標段全長2470m，需穿越山前沖積砂礫層地帶和開山路段，地基承載力相對較好，沿線居民也少，多為農田和山地，施工現場適合于大型機械設備施工和管材儲運。   

    “PCCP”管采用工廠化生產，生產工藝為用工字鋼加肋焊成桶式網格狀，內、外壁采用鋼板焊接，板材搭接縫采用自行式附著焊工藝。鋼筒加工完成后，先用高強鋼絲纏繞施加預應力一道，澆c60#混凝土，經蒸汽養護4h再施加預應力然后澆混凝土，外表面噴20mm厚混凝土，內壁保護層混凝土厚50mm，蒸汽養護6h后出廠，生產線采用軌道式運輸。承插l21結合部設配套專用橡膠圈2道。

    根據設計要求，“PCCP”管轉彎件采用廠供鋼管。外側需作防腐處理，內側采用廠方提供的材料進行處理，管節安裝間距≤l0mm，允許轉向角度2。，在有升降坡度路段需采用錨桿拉索定位2節，待后一節安裝完畢后拆除，由此循環前進，其主要作用為防止上坡時擠壓橡膠套圈和下坡時防止滑移脫管。溝槽基礎采用C20混凝土厚200mm，在有較弱地質條件交界處需布設鋼筋網片。為保證管材就位，在管材下方托架2根，擱支點選在距承插部11TI處，管材縱、橫向轉彎處設緩沖墩，其長度和寬度視轉向角度而定。在上坡最高點設排氣閥和壓力傳感裝置，管道設計工作壓力為0.4 MPa。

3、施工工藝

    (1)設置交通便道：由于“PCCP”管單件管重量為26t，所以，對施工便道要求較高，必須達到滿足車輛運行、卸管存放和不堵車之目的。施工便道寬‘為5m，對路基的承載力和平整度要求較高，轉彎半徑要適當加大。

    (2)施工機械設備的配置：機械設備按一個工作面配置，挖掘機2臺，50t履帶吊機l臺，5t和10t手拉葫蘆各2只，備用經緯儀和水準儀各2只，十字形垂線校正環2只(自制)，排水泵若干，視地質條件配備。開山路段設備按爆破專業要求配置略)。 

    (3)質量控制：“PCCP”管在安裝過程中的施工工藝基本類同于其他管材。但在具體施工中也曾經出現過一些值得總結的特殊情況。

    1)管材外觀檢查：在首批管材進場后檢查外觀時，發現保護層出現有不規則的網狀環形裂縫，最大裂縫寬4.5mm，深度5mm左右，通過定期定時觀察，發現同一裂縫既有擴張而又有自動彌合的趨勢。當時監理與業主代表將該情況通知了靖江分廠，該分廠從總部請來了臺商該行業的一名專家到現場檢查后認為：該裂縫是由于生產廠家從蒸汽養護室移出時，缺少一個必要的降溫過渡時間段，自然降溫速度過快所致；當外界溫度穩定時裂縫也會趨向穩定，小于5mm裂縫不影響管材使用質量。經事后觀測證明該觀點是正確的，同時生產廠家在生產工藝方面也作了相應的改進。

    2)安裝要點：軸線放樣時應嚴格按坐標法計算和控制，在直線段施工時，經緯儀可放置于管材里面。由于單節管材較重，安裝起吊時用50t吊機，在管節水平方向就位時，可在管內插橫向鋼管，掛5t葫蘆一只，作輔助調整承插口間距和轉向之用。

    3)承插口處外側混凝土包括模真由廠方提供的環行開口不銹鋼專用件，只要按說明書操作，施工較為方便。

    4)“PCCP”管鋪設中應及時復土，以免浮管：在壓力管設計時，設計部門為解決通航和減少工程造價，往往會采用“倒虹式”管道的設計思路；我們在“PCCP”管施工時也碰到類似問題，需通過低洼地后爬坡；設計豎向曲線半徑1200 mm。由于工作疏忽，沒有及時復土，結果因氣候突變，天降大雨，山水進入管槽后，造成了11節管子上浮，最大處達5.7cm，被迫返工。

    經事后分析，得出的結論是：當“倒虹式”管路段一旦開始爬坡時，一定要及時復蓋回填土以加大對管體壓力。那怕是在陸地施工，同樣也有管子上浮的危險；若條件允許，還應往管內注入一部份水體，以減少管子上浮的機率。

    5)管內的通行控制和預通水時注意事項：由于管內直徑較大，管材施工完畢后，人員通行相當方便。所以在施工時，應分段進行隔斷封閉措施。針對這一特點，我們采用了業主、監理、施工三方會檢制度。每拆除延伸一個封閉段(60111)都要通過三方會檢簽字認可，并及時清潔管內雜物和污染物。隔斷門有3把鎖，需三方人員到場后才能打開、拆除、延伸。

    預通水時的注意事項：輸水閥一般先開1／5，再慢慢增加通水量，為防止意外。所有排氣閥全數打開后才能通水。   

    通水后，排氣閥門周圍當水體臨近排氣檢測閥時，氣壓可達0.4 MPa。人員應遠離閥門口，因為當水體經過閥門時，那場面更壯觀，危險也更大。

    在上坡管段內空氣排完后，排氣口會出現第一次溢水現象，但這時不能馬上關閉排氣閥，必須等到下坡段空氣放完，水位回升，水體外溢10～20 cm高時，才能關閉閥門。在排氣閥完全關閉后，通過測音放大器還可以聽到間歇性的“格噔、格噔”之聲音，屬正常變化；現在該“PCCP”管已運行近6年，經回訪，該管段運行正常。

    6)施工造價分析：小舜江水廠輸水干線第一標采用“PCCP”管全長2470 m，二標采用2×Φl 400c混凝土三期管泵房分流，以竣工后的造價(1999年至2000年單價)分析。“PCCP”管要比2 xΦl 400c混凝土三期管的造價高l3.2％，且在軟土地基中也不宜采用，如采取沉降措施則費用過大，從而制約了“PCCP”管的發展。

4、結  語

   “PCCP”管的采用在對城市給排水管網的應用中有一定的前景，對施工場地條件要求也較為特殊，適用于遠離居民區的地域，由于構件笨重，對施工機械設備的配套、地質條件也有一定的限制。除此之外，對一些具體施工工藝也和其他管材基本雷同。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核) 

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