摘要：通过某水利工程中预应力钢筒混凝土管的应用和安装等实践，总结了沿海地区PCCP管选型应用分析和施工常见的问题原因分析。
关键词：水利工程；PCCP管；沿海地区；安装控制；问题原因
前言：随着国内海滨、旅游业等发展，各地沿海地区政府为解决当地旅游行业和居民用水缺水问题，以及满足未来大型外来项目发展的要求，常通过修建长距离引水工程来解决缺水问题。本工程项目同样位于某市沿海地区，管线经过沿海地区，该工程管线约41公里，设计引水流量为5.2m3/s，主要建筑物包括：取水泵站、泵站前池土坝、加压泵站、输水隧洞、输水管道、调压塔、量水间等。
1管线地质情况分析
经现场地质勘测得出，本工程供水管地基主要地段为第四系②-1层冲积粘土、粉质粘土，可塑状，该层承载力特征值fak=160kPa～200kPa。其余为泥质粉砂岩、中粗粒花岗岩全风化带，以可塑至硬塑状砂砾质粉质粘土为主，承载力特征值fak=180kPa～250kPa；局部地段跨越水沟、暗塘，分布有淤泥质土，部分沿海见分布有淤泥，软塑状，含水率高，承载力特征值fak≤100kPa，易产生较大沉降变形，工程地质条件较差，需进行地基基础处理。极部分管基分布有②-2层中粗砂和砾砂，该层属强透水层，且与河流溪涧连通性较好。总而言之，大部份供水管廊地基承载力较高，工程地质条件较好，满足工程要求，仅局部位置有薄层淤质黏土层，需考虑挖除换填碎石砂处理。
2预应力钢筒混凝土管（PCCP）优缺点分析
预应力钢筒混凝土管（PCCP）是在八十年代引进技术，按照美国调水协会AWWA-C301标准制造的输水管材，国内生产一般采用GB/T19685。PCCP内部嵌置一层1.5mm厚钢筒，生产单位可根据不同实际工程要求（如流量，抗压等级等），在管芯上缠绕不同厚度或密度环向预应力钢丝，并采用机械张拉形成预应力，最后其外部喷水泥砂浆保护层，一般建设单位可要求增刷内外防腐，以保护输水介质和提高外防腐能力，管径范围：DN1400～4000，具有SP和PCP双重优点。其主要特点有：
1、抗内外压较高：由于PCCP管内衬钢板，抗渗能力强，其结构能承受较高的内压，工作压力可达0.4MPa以上；其预应力钢丝可根据不同覆土厚度进行设计，其抗外稳定荷载能力也较强，一般可达8m以上；由于管材本身独特的复合结构，不易出现管身漏水、接头漏水以及爆管现象。
2、本体大部分为水泥，耐腐蚀性能好，寿命长，可根据不同水源的标准增加不同的内外防腐漆。
3、PCCP采用承插口连接，管材承插口采用双橡胶止水圈，密封性能高，接口带有试压孔，安装后可用于每个接头逐一试压。
4、因水泥占重比例大，自身较重，对部分软土需做管道基础处理，施工及运输需铺设临时便道，运输成本较高。
5、配件（弯头、排水三通、排气三通）采用通常的钢制配件再在内外壁喷涂水泥砂浆，起到防腐作用。
3选型结果及要点分析
由于本工程地质情况大部分良好，管道安装要求施工安装便利、抗压、维修概率为0的特点，PCCP管被选为本工程主管材料。但由于管材重量较大、遇上不良地质需考虑换填、难以生产定制通用度数以外的弯头和无法抗外力剪切力等原因，PCCP管以外的管材则采用钢管（SP）进行安装，对于强透水层，且与河流溪涧连通性较好的管基，施工单位要通过非汛期施工、导流围堰和钢板桩隔水等措施进行施工。另外，由于PCCP管安装对回填料和压实度要求高，本工程设计采用砂基础，并继续回填至管线中心120度切线位置后，再用原地形土料进行夯实回填（详见图1），若土料为砂卵石等，则要进行一定程度翻晒至干，方可回填。
4现场验收和施工管理浅谈
根据目前建设管理情况，PCCP管的验收和施工通常存在以下问题：
（1）PCCP管道管材质量问题：混凝土管内壁会出现螺旋型环向裂缝或者纵向裂缝，而且随着时间会逐渐增大；在管芯内部距离插口端300mm的部位出现0.2mm至1.0mm宽环形裂缝，裂缝长度往往会向管道内部周长的2/3及整圈进行延伸；管口水泥保护层外部时常会产生微小的环向或者龟裂缝，甚至脱落。
（2）PCCP管安装问题：现场管口无法对接，尺寸偏差大，安装后打压漏水或无法打压，压力表不稳定或下降等，部分管道安装后发生沉降问题。
对于以上问题情况，解决办法要从以下几点控制：
（1）提高生产工艺和沟通后期修补工作。
对于PCCP管道裂缝问题，要求厂家提高生产工艺，加强预防措施，如为防止管芯内壁插口端出现环形内缝，在剩余0.4m高度范围内的混凝土中添加优质玄武岩纤维并均匀搅拌，或者在水泥面添加钢丝网，有助于加强混凝土壁的延展性能和抗折能力，降低温度应力影响，再者，可优化管芯振动效果和混凝土配合比参数，增强混凝土的强度，减少裂缝。另一方面，要做好蒸汽养护工作，控制好养护温度，做好养护时间登记和晒水工作，并根据不同环境温度确保管材有足够时间和最佳恒温养护。
另外，除了提供生产工艺之外，可让厂家通过出厂检查PCCP管的防腐情况，必要时进行出厂前水泥修复。即使是修复完整的PCCP管，安装试水打压后仍会发生内防腐脱落、起泡，部分管口处缺块等问题，主要原
因在于管身水泥裂缝初期无法通过肉眼可检查出，后期经过时间和水压冲击后即暴露出来，该问题发现后应当及时厂家技术人员沟通，并在管道安装一定规模后进行修补工作。
（2）注意施工前安装检查和流程把控
下管前安装队伍应采用千分尺对管件承、插口深度，工作面内外径进行抽检测量，确保能正常承接。承口只允许正偏差（+1.0至+0.2），插口只允许负偏差（-0.2至-1.0），工作面间距太宽，容易漏水和打压不稳，太窄则造成无法对接。同时，厂家改变生产工艺（如更换承插口模板）或管材出厂时间差别大等均有可能造成无法对接，只要厂家在发生以上情况时能提早告知建设单位即可避免。
除了管材工艺偏差影响安装之外，由于PCCP管对地基要求较高，当管道基础承载力小于管道及上部覆土承载力或设计要求时，需要对基础进行换填措施，由于地基变化属缓慢过程，安装时要对管道接头进行拼缝打压三次（即在第一次承插安装后、覆土回填至管中和回填至管顶），该问题只能通过管内对中或地形复测沉降方可发现，有经验的施工队伍会在安装后的管材对接缝两侧画一条齐平粉笔线，来监测是否存在沉降问题。
橡胶圈安装前，要认真清洗插口沟槽和承口面，排除或刷掉附着面的颗粒，再对两侧和橡胶圈涂刷植物类润滑油。橡胶圈本体存放最好在工区阴凉环境内，因其抗温变能力脚底，无论过热或过冷均容易让胶圈失去弹性，这种胶圈失去了弹性，极容易崩断。所以在施工时要对同一批胶圈抽检，通过拉伸、扭曲等测试其情况，在放入沟槽之前要仔细胶圈表面是否有龟裂情况。管口对接前，还应当检查打压孔完整性，不得有变形或堵塞情况。以上工序为本工程在发现打压不上或漏压情况所排查出的总结经验，因实际现场安装后管材拔出后，胶圈很大概率磨损、管口有泥水砂石附着等原因，难以判定原因，对此只能重新清理承插口面，更换新的胶圈再进行一次安装工作。
5结语
PCCP管是国内积极推广和应用的管材之一，通过本工程对预应力混凝土管材的应用案例和施工经验，总结了PCCP在水利行业应用中考虑的问题以及分析安装常见的问题的原因，以确保PCCP管安装后能够顺利通水，实现用水安全和稳定运行的目标。
参考文献：
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论文作者:罗小龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：管材论文; 预应力论文; 插口论文; 混凝土论文; 胶圈论文; 管道论文; 裂缝论文; 《基层建设》2019年第20期论文;