新疆国统管道股份有限公司 新疆乌鲁木齐 831407
摘要:PCCP即预应力钢筒混凝土管,是一种新型给水工程材料,接口方式为双胶圈承插密封接口。它不仅造价低,耐压高,防腐性能好,而且安装方便,能保证良好的水质,最突出的一点是比其他承插接口更为严密。是目前世界上广泛采用的大口径、高工压的优质管材,作为水利工程配套产品,近年来PCCP不断被市场认可,已进入了高速发展期。随着西部大开发战略的实施和水资源不平衡调节的有效实施,西部水源开发建设逐步被列为国家重点工程,PCCP也在西部得到快速发展。为此,本文针对西部严寒沙漠地区PCCP的施工技术作以简要介绍。
关键词:PCCP,严寒,施工技术
新疆地处内陆高寒干旱地区,具有低温(-20℃)、大温差(24h最大温差30℃以上),盐碱土质(高硫、高氯)等自然特点。工程项目工况复杂:往往集岩石、沙漠、沼泽、软土层,平原、山地为一身。如:地域辽阔使得工程距离较长和适应跨越多种地层的能力;高海拔造成工程落差大,使得工程需要高压放空和PCCP产品格承受高水头的能力;沙漠、沼泽、软土层地质硫酸根离子含量,氯离子含量均较高,局部沙漠、沼泽、软土层段水位又偏高,要求PCCP产品具有高防腐蚀能力;跨越砂岩泥岩和沙漠等两种不同结构地层时,要求工程具有抗因地基存在不均匀而发生变形的能力,设计时除了控制管身沿轴线方向的伸缩变位外,还要解决发生旁弯,镇、支墩易发生不均匀沉陷以及制造、安装误差等技术问题。现从以下几个方面进行论述。
1、高腐蚀土壤中PCCP的防腐施工技术
西北地区多为高盐碱,高腐蚀地质,硫酸根离子含量,氯离子含量较高,局部沙漠、沼泽、软土层段水位又高出管沟底部20公分以上,沟底段上层滞水现象较多,土壤中的溶解盐类对管道的腐蚀有显著的影响。
PCCP管道主要是靠预应力高强钢丝来承担荷载。其砂浆保护层若受腐蚀或其它原因,造成开裂,势必引起预应力高强钢丝锈蚀,造成预应力钢丝的预应力损失,使管道的强度降低,因此PCCP管道的外防腐在严寒、沙漠地区对管道的安全尤为重要。
通过保温措施制作的PCCP,采用高抗硫水泥砂浆保护及最优的砂浆配合比,提高砂浆保护层的密实度,采用各级强度等极外防腐措施和高强防腐措施等施工技术,解决高盐碱,高腐蚀地质,硫酸根离子、氯离子、土壤中的溶解盐类对管道的腐蚀。提高抗高腐蚀土壤对PCCP腐蚀的能力。采用公司自主研发的辊射式喷浆机辊射系统,使喷射表面平整度符合特殊防腐要求。
2、低温条件下PCCP密封胶圈安装工艺技术
西北地区地质气候条件特殊,工程施工条件恶劣,冬季高寒,夏季白天气温高达40℃以上,昼夜温差达到30℃以上。在春冬季节交替时,管道内温度低于5℃,外界环境温度达25℃ 左右,通常采用普通合成橡胶,其特性在较低温时胶圈变硬,在低温时其压缩变形后回复原型较温度高时较慢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆胶圈在沟槽中被压成方型,当内部试压产生压力,承插口间隙发生微小增大时,低温的胶圈回复弹性跟不上变化量,在某薄弱处水产生楔形状,当压力逐渐加大后,楔形水柱顶开胶圈,形成水洞,产生泄漏。
为防止高寒引起橡胶圈的冷缩漏水,公司经过多次试验,对橡胶圈制造配方的调配,现场施工工艺的改进基本满足了设计要求。
3、双向型压力管道伸缩节技术
为避免及消除因地面沉降,地震造成管线拉伸、压缩,昼夜及冬夏气温引起变形,线路中加压泵产生泵头压力振动等因素对管线造成损坏, 采用双向型压力管道钢制伸缩节(可挠伸缩管)。本伸缩节为双法兰、双胶圈密封止水的结构形式,采用中间一可滑动外套管,其两端开口内设有挡环,端口用螺栓与胶圈固定环联接,胶圈固定环内设有“U”型胶圈及止漏“O”型胶圈;两端开口内设有两内套管,穿设于滑动外套管内,内套管管外壁因于“U”型胶圈接触,起能滑动又密封效果。使其能祢补管线变形造成的伸缩、偏移,且能防止脱离及扭转,使管线不漏水、不损坏,保持正常运转。
4、冬季管道安装施工技术
4.1.PCCP管材安装前,应进行外观检查,清扫干净管身及管子接口与管子内部的积雪、冰渣、冰块、杂物等异物,用干净、干燥的抹布清理即将对接的承插口工作面上的灰尘、泥土及异物。采用植物油进行润滑。此时,应确保润滑剂及涂刷过程干净不受污染。
4.2.采用防冻胶圈,并事先对胶圈进行加热处理。
4.3.当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃,接头灌浆工作进入冬季施工期。此时,可采取以下措施保证接头砂浆强度:砂浆在原配比的基础上,掺合一定量的对钢筋无锈蚀作用的防冻剂。
当气温低于-5℃时,为保证砂浆拌合温度不低于4℃,可采用热水拌合砂浆;水温高于65℃时,热水应先与砂子拌合,再加入水泥。
勾缝用砂料应有足够的储备和堆高,并宜进行覆盖,以防冰雪和冻层。当气温低于-10℃时,砂料可移入暖棚或采取加热措施。砂料结冻成块时需加热,加热温度不宜超过60℃,并应避免灼烧。加热后的砂料进入施工现场后,应放置在向阳地带,并进覆盖保温。随用随取。
4.4.管子接口安装完成后,应对接口进行现场水压检验,检验压力与恒压时间应按设计要求:冬季施工时,水压检验用介质宜采用含有乙醇的水溶液,不得使用温水或热水,接口检验合格后方可进行下一节的安装。接口检验不合格应立即拔出管节,重新安装。重新安装前如接口用胶圈及植物油脂已冻硬,则应铲去冻结物,用温盐水洗净后重换胶圈及植物油脂,再进行安装。
4.5 接口水压检验合格后,捆上接口外的灌浆带进行接口外灌浆,冬季施工时,灌浆用水泥砂浆应采用热水搅拌,并掺以无氯盐防冻剂。水泥砂浆配比按规定执行,灌浆完成后应用草帘覆盖保温。管口接口内间隙,按要求填以水泥砂浆抹平。冬季施工时,填缝用水泥砂浆应采用热水搅拌。管道安装时应随时清扫管道内的杂物,外缝灌浆结束后应立即采用麻袋覆盖保温,内缝在管内进行自然养护,管道暂停安装时,两端应用草帘或其他物品临时封堵。
5、 结束语
通过一系列结构工艺及施工改进和控制,在施工中,严格执行“规范”及严寒地区PCCP制作施工技术,使得一些高综合指标的PCCP管道在西北严寒地区得以成功使用,为国家节约了大量投资。同时这些施工技术在保证严寒沙漠地区PCCP工程质量方面,起到了很重要的作用,收到了良好的效果。
参考文献:
[1]余洪方,李世龙,徐永平等.预应力钢筋混凝土管GB/T19685-2005 [S] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会联合发布,2005
[2]预应力钢筒混凝土管铺设手册,新疆国统管道股份有限公司编制
论文作者:马晓军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/25
标签:胶圈论文; 砂浆论文; 管道论文; 接口论文; 预应力论文; 严寒论文; 施工技术论文; 《防护工程》2017年第15期论文;