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摘要：本文对广州市西江引水工程第十标段中 PCCP管的整个安装流程进行了回顾，重点介绍了管道的地基处理、吊装、对接、水压试验、回填等各工序当时所采用的施工方法和质量控制要点，希望通过该标段的安装经验给未来同类型的管道安装工程提供参考，促进我国大型输水管线工程的发展。
关键词：西江引水；PCCP管；大型输水管道；管道施工；安装流程
一、广州市西江引水工程介绍
广州市西江引水工程作为仅次于南水北调、上海青草沙引水工程的国内第三大引水工程，在当时安装过程中有很多工程技术都是没有经验可循的，从佛山市三水区中的西江引入水源，计划每天通过的水量为350万吨，输往广州白云区三大水厂，并预留一个水泵位置及管道接口。该工程需建造取水泵站、中途加压泵站、配水泵站各1座，主要输水管线为PCCP管和钢管，项目总投资概算为89.53亿元。如此大口径输水管在南方地区属于第一次使用，本标段（管线十标）起点桩号37 057.10，终点桩号41050.00，管线长度约3.99 km。管材主要为PCCP管，双管敷设，单管长度为5 m，管径为DN3600mm，质量为 45 t，管道沿线设有排气阀井、排泥放空井等配套设施。
二、PCCP管主要安装流程
PCCP管主要安装流程：施工准备→管道及管件到货检查接收→基础处理及开挖沟槽→管道运输及吊装入沟槽初装就位→管道承插口打润滑油→橡胶圈检查及安装→管道对接校正→→接口水压试验→接头灌浆封堵→管道防腐→ PCCP管道水压试验→沟槽回填。
（一）、施工准备
收集施工现场的地质和水文资料，参与图纸会审会议，接受设计院的设计技术交底。现场达到“三通一平”条件，尤其是对不确定的地下构筑物、管线要进行钎探并进行处理。要做好测量交接记录。
根据收集的勘察设计资料及相关施工验收规范编制施工组织设计和专项施工方案，方案内容应包含施工场地布置、管道地基处理、沟槽开挖与支护、管道吊装及对接方法、管道接口试验和水压试验、沟槽回填、工程质量保证措施以及周围建筑物、地下埋设物的安全防护措施等。
（二）、管道及配件到货检查接收
PCCP管及配件等材料进场必须有产品合格证及相关检测报告，由施工、监理和业主单位根据相关规范标准对 PCCP管外观质量逐根进行检测，并认真做好检查记录。不符合要求的材料严禁进场，直接运回生产厂返工或销毁。
PCCP管质量控制要点：
1、PCCP管出厂时的强度应符合运输要求，现场存放环境温度过高或太干燥时，应对管内外进行洒水保湿，并采取保护措施防止阳光照射和管碳化。
2、PCCP生产厂家应具备健全完善的质量保证体系，委派监造单位人员要具有PCCP管生产的专业知识，认真负责，全程监督好 PCCP管的生产过程，确保每一根出厂的 PCCP管都是合格的。
3、PCCP管上应标明：厂名、商标、代号、公称直径、压力等级、覆土深度和“严禁碰撞”等字样。对PCCP管的规格、数量、编号、生产日期和出厂日期、防腐涂层进行检查登记，同时查看质量检验员、监造单位及检验部门签章。外观检查保护层不得出现空鼓、裂缝与剥落。
4、PCCP管端面不得有缺角、掉料等缺陷，保护层不得有空鼓、分层及脱落现象。承插口钢环和管道内应干净，无油污。
（三）、基础处理及开挖沟槽
PCCP管单根重为45t，由于自重及管上土压力、地上车辆荷载力、以及运行时水的重力及压力等各种作用力，对基础要求很高，需对管道地基进行处理。该标段主要路段为冲积平原，局部分布剥蚀残丘，多为水塘、菜园、农田，零星分布有房屋及厂房。根据勘察设计资料，只有约30%的天然地基不需处理，大部分地下层以中等-严重液化的砂层以及软塑-流塑性淤泥为主，部分为岩层和粉质粘土层，需要采取换填地基、打入管桩、搅拌桩等方式处理，上面再铺一层砂垫层，之后浇筑25 cm素混凝土底板，未铺砂垫层的路段则需浇筑50 cm底板。本标段管线紧临佛山一环路，另一侧则为田地、水池、高压电线塔、花圃和建（构）筑物等，设计开挖深度为6.5～9.6m，沟槽开挖宽度为11.6m，施工用地范围不能满足开挖放坡要求。本标段沟槽开挖主要采用水泥搅拌桩、高压旋喷桩、钻孔灌注桩等当作止水帷幕，基坑支护则采用拉森钢板桩加横向钢管支撑以及土钉支护。
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（四）、管道运输及吊装入沟槽初装就位
PCCP管需大型卡车进行运输，如施工现场临时道路未经适当基础处理，容易因道路凹陷使运输车辆无法通行，阻碍管材的正常配送。为了能满足运输载重的要求，施工临时运输道路路面及路基承载力按“城- A”级荷载标准修筑，在靠近佛山一环路的沟渠外边修建一条10m宽运输道路（距离基坑边3m），最小转弯半径不小于15m，再铺上20～40cm碎石及石屑，如采取上述方法不能满足运输要求时，要根据现场实标情况采取换填砂、片石、垫钢板等进一步措施，保证管材顺利运输。
PCCP管安装主要用大型吊车或龙门吊进行吊装。根据土质条件及自身经验本标段选用大型吊车，停在沟槽外侧修建的临时运输道路，个别路段可停在开挖好的沟槽内，采用两条尼龙吊带或外面穿有软布条保护的钢丝绳，绕管圆周双点吊装，禁止穿心起吊。吊运过程中应配备司索工指挥，防止发生碰撞，避免破坏防护层。吊装过程管内及管下严禁站人。
（五）、管道承插口打润滑油
安装前应先将承插口及管内各种垃圾清除干净，不能有缺角、凹陷，保持光滑、光洁，椭圆度应符合安装要求。管材的插口、承接口都必须涂满植物油。
（六）、橡胶圈检查及安装
目前我国接头橡胶圈多使用聚异戊二烯合成橡胶，进场首先查验产品合格证及相关性能检测报告，之后检查外观是否符合要求，胶圈表面要清洁无杂质，不得有裂纹、气泡等影响使用功能的缺陷。
（七）、管道对接校正
导装架当时是参照国内外同类型管道对接的安装方法自己制作的，用工字钢焊接成一倒凹字形的钢架，顶面及左右两面均焊接剪刀撑以加固钢架，上部四角各悬挂两个垂直手拉葫芦，其主要功能是吊起 PCCP管。两管各装上一个水平手拉葫芦，用来水平拉PCCP管进行对接。手拉葫芦应左右对称，其受力轴线和管道中心水平位置保持一致，可保证 PCCP管平稳、高效对接。
对接过程中应安排测量人员在旁边校准定位，确保安装准确。安装过程中要分段进行复测，最后管顶回填500mm后还需进行复测。随着 PCCP管的不断发展，管道对接方法已不断改进，现在有的导装架已使用机械设备代替，尺寸控制更精确，安装速度更快。
（八）、接口水压试验
PCCP管对接完成，先检查密封圈是否符合要求后，进行第一次接口水压试验，加压泵应经过校定才能使用，试验压力取管道工作压力值，且≧0.2Mpa。每安装第三根都需对先前相对应的第一根进行第二次接口水压试验。本项目根据设计要求在管顶回填土高度达到500mm后，做第三次接口水压试验，试验人员要做好《PCCP接头打压记录表》。管道安装时应确保一个试压孔在管道下部120°范围内，另一个试压孔在管道上部120°范围内。试验若不合格，则应立即查找原因，再重新进行对接，重复以上试验，直至试验合格后才能进行下道工序。
（九）、接头灌浆封堵
接口水压试验合格后，接头缝隙用水泥砂浆或其他符合要求的密封材料进行填充。该标段使用水泥砂浆填缝，那时所使用的方法是：先绕着接口外缝放进一根铁丝，用一条宽度25公分左右的细长编织带，沿着编织带长边两侧装订插入一根细钢丝，拉紧细钢丝让编织带紧贴着管缝，上部留一段开口，用配合比符合要求的水泥砂浆从开口倒入，边倒边抽动铁丝搅拌均匀，外侧再用木槌敲打，确保填缝砂浆密实、光洁、平整。管道承插口局部重要地段内接缝按照设计要求用聚乙烯闭孔板和聚硫密封胶进行填充。
（十）、管道防腐
管道的外防腐是出厂前采用环氧煤沥青进行涂装，管道外防腐层应对照产品标准和设计文件，检查产品质量保证资料，安装时要检查好外涂层有没被破坏。管道接口的防腐方法要与管道的外防腐方式一样，符合相关规范要求，同时做好施工记录。
（十一）、PCCP管道水压试验
管道水压试验是工程验收的必备条件，是对施工质量是否合格的检验标准。编制水压试验方案并经监理单位审批通过，接口试验皆已完成并验收合格，回填高度不小于500mm，止推设施设置符合要求，所有开口已封严，才能进行水压试验。试验堵板禁止用闸阀，试验前要先确定好增压的分级数据，安排专业的人员试验，记好试验数据。同时要按方案要求成立质量、安全组织机构，做好质量和安全保证措施。
管道接口水压试验验收全部合格并且设计无要求时可不用进行预试验，直接进入主试验。根据当时设计的试验方法是：用自来水慢慢充满试验管段，分级加压，每级升0.2MPa并保持压力不少于10min，检查有无渗漏现象，若正常则持续加压，当试验管段水压力达到0.60Mpa时，保持压力不变，充分浸泡72h。浸泡72h后继续加压到试验压力（采用1.2倍工作压力），持续保持该压力15 min，当压力下降不明显不超过设计要求值时，再将试验压力降到工作压力，稳压30 min，对外观进行检查，若无漏水现象，管道接口、管身均完好，则该管道水压试验合格。
（十二）、沟槽回填
PCCP管道水压试验合格后，应及时对沟槽进行回填，回填土要符合要求。应分层、分段进行回填，相邻段的接茬应呈台阶形，分层厚度及含水率要经现场试验，各层压实度要符合设计要求，并不得损伤管道。
三、结语
PCCP管道各项性能优越，发展迅速，逐渐被国内外采用，已在我国各大输水工程得到广泛应用。我国PCCP管应用时间不长，为了避免以后出现PCCP管腐蚀失效，目前最有效的手段是设计好阴极保护系统。本文中讲述的施工工艺均来自当时的工程实践，都是技术人员在实践中摸索，克服各种困难而总结出来的。广州市西江引水工程给后来各大型输水工程提供了很好的借鉴作用，本标段相继被评为广东省市政优良样板工程和全国市政金杯示范工程。
参考文献
[1]SL 702-2015，预应力钢筒混凝土管道技术规范﹝S﹞.
[2]GB 50268-2008，给水排水管道工程施工及验收规范﹝S﹞.
论文作者:杨益坚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/22
标签：管道论文; 水压论文; 沟槽论文; 标段论文; 西江论文; 接口论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;