閱讀 3455 次 DN2400預(yù)應(yīng)力混凝土鋼板《PCCP》管施工技術(shù)

DN2400預(yù)應(yīng)力混凝土鋼板《PCCP》管施工技術(shù)

徐志剛，錢浩明，屠長(zhǎng)友

 (浙江誠(chéng)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(qū)和上虞，紹興縣部分城鎮(zhèn)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(jí)的小舜江水廠；與水廠配套的輸水管線，采用DN2400預(yù)應(yīng)力混凝土鋼板管。全長(zhǎng)2470 m。

    DN2400預(yù)應(yīng)力鋼管起源于英國(guó)，最早應(yīng)用于倫敦城市管網(wǎng)，距今已有100多年的歷史。該管材由于安裝方便，輸水量大，運(yùn)行維修簡(jiǎn)單，在國(guó)外又簡(jiǎn)稱為“PCCP”管(下同)。

    “PCCP”管的生產(chǎn)技術(shù)最早為我國(guó)臺(tái)灣省所引進(jìn)，事后臺(tái)商又在江蘇省靖江市投資新建了一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，采用在管子“內(nèi)芯”施加預(yù)應(yīng)力、混凝土澆筑、管材內(nèi)外側(cè)砂漿保護(hù)層等施工生產(chǎn)工藝。均嚴(yán)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(qiáng)肋處有供施焊的槽I：I。3一對(duì)已成行的鋼板桶體(管節(jié))纏繞高強(qiáng)鋼絲施加預(yù)應(yīng)力，間距為100mm。4一承插口及端部加強(qiáng)鋼板厚90mm。5一管節(jié)內(nèi)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(duì)蒸汽養(yǎng)護(hù)后的混凝土纏繞高強(qiáng)鋼絲施加預(yù)應(yīng)力，間距為100mm。7一管節(jié)內(nèi)側(cè)噴特種高標(biāo)號(hào)水泥砂漿，厚50mm，該砂漿層對(duì)水質(zhì)無污染。8一管節(jié)外側(cè)噴特種高標(biāo)號(hào)水泥砂漿，厚20mm，做保護(hù)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(qū)東南約l6 km丘陵地帶處，輸水總管第一標(biāo)段全長(zhǎng)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(duì)較好，沿線居民也少，多為農(nóng)田和山地，施工現(xiàn)場(chǎng)適合于大型機(jī)械設(shè)備施工和管材儲(chǔ)運(yùn)。   

    “PCCP”管采用工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝為用工字鋼加肋焊成桶式網(wǎng)格狀，內(nèi)、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(qiáng)鋼絲纏繞施加預(yù)應(yīng)力一道，澆c60#混凝土，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)4h再施加預(yù)應(yīng)力然后澆混凝土，外表面噴20mm厚混凝土，內(nèi)壁保護(hù)層混凝土厚50mm，蒸汽養(yǎng)護(hù)6h后出廠，生產(chǎn)線采用軌道式運(yùn)輸。承插l21結(jié)合部設(shè)配套專用橡膠圈2道。

    根據(jù)設(shè)計(jì)要求，“PCCP”管轉(zhuǎn)彎件采用廠供鋼管。外側(cè)需作防腐處理，內(nèi)側(cè)采用廠方提供的材料進(jìn)行處理，管節(jié)安裝間距≤l0mm，允許轉(zhuǎn)向角度2。，在有升降坡度路段需采用錨桿拉索定位2節(jié)，待后一節(jié)安裝完畢后拆除，由此循環(huán)前進(jìn)，其主要作用為防止上坡時(shí)擠壓橡膠套圈和下坡時(shí)防止滑移脫管。溝槽基礎(chǔ)采用C20混凝土厚200mm，在有較弱地質(zhì)條件交界處需布設(shè)鋼筋網(wǎng)片。為保證管材就位，在管材下方托架2根，擱支點(diǎn)選在距承插部11TI處，管材縱、橫向轉(zhuǎn)彎處設(shè)緩沖墩，其長(zhǎng)度和寬度視轉(zhuǎn)向角度而定。在上坡最高點(diǎn)設(shè)排氣閥和壓力傳感裝置，管道設(shè)計(jì)工作壓力為0.4 MPa。

3、施工工藝

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

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

    (3)質(zhì)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(jīng)出現(xiàn)過一些值得總結(jié)的特殊情況。

    1)管材外觀檢查：在首批管材進(jìn)場(chǎng)后檢查外觀時(shí)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)層出現(xiàn)有不規(guī)則的網(wǎng)狀環(huán)形裂縫，最大裂縫寬4.5mm，深度5mm左右，通過定期定時(shí)觀察，發(fā)現(xiàn)同一裂縫既有擴(kuò)張而又有自動(dòng)彌合的趨勢(shì)。當(dāng)時(shí)監(jiān)理與業(yè)主代表將該情況通知了靖江分廠，該分廠從總部請(qǐng)來了臺(tái)商該行業(yè)的一名專家到現(xiàn)場(chǎng)檢查后認(rèn)為：該裂縫是由于生產(chǎn)廠家從蒸汽養(yǎng)護(hù)室移出時(shí)，缺少一個(gè)必要的降溫過渡時(shí)間段，自然降溫速度過快所致；當(dāng)外界溫度穩(wěn)定時(shí)裂縫也會(huì)趨向穩(wěn)定，小于5mm裂縫不影響管材使用質(zhì)量。經(jīng)事后觀測(cè)證明該觀點(diǎn)是正確的，同時(shí)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)工藝方面也作了相應(yīng)的改進(jìn)。

    2)安裝要點(diǎn)：軸線放樣時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按坐標(biāo)法計(jì)算和控制，在直線段施工時(shí)，經(jīng)緯儀可放置于管材里面。由于單節(jié)管材較重，安裝起吊時(shí)用50t吊機(jī)，在管節(jié)水平方向就位時(shí)，可在管內(nèi)插橫向鋼管，掛5t葫蘆一只，作輔助調(diào)整承插口間距和轉(zhuǎn)向之用。

    3)承插口處外側(cè)混凝土包括模真由廠方提供的環(huán)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(shè)中應(yīng)及時(shí)復(fù)土，以免浮管：在壓力管設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)部門為解決通航和減少工程造價(jià)，往往會(huì)采用“倒虹式”管道的設(shè)計(jì)思路；我們?cè)?/span>“PCCP”管施工時(shí)也碰到類似問題，需通過低洼地后爬坡；設(shè)計(jì)豎向曲線半徑1200 mm。由于工作疏忽，沒有及時(shí)復(fù)土，結(jié)果因氣候突變，天降大雨，山水進(jìn)入管槽后，造成了11節(jié)管子上浮，最大處達(dá)5.7cm，被迫返工。

    經(jīng)事后分析，得出的結(jié)論是：當(dāng)“倒虹式”管路段一旦開始爬坡時(shí)，一定要及時(shí)復(fù)蓋回填土以加大對(duì)管體壓力。那怕是在陸地施工，同樣也有管子上浮的危險(xiǎn)；若條件允許，還應(yīng)往管內(nèi)注入一部份水體，以減少管子上浮的機(jī)率。

    5)管內(nèi)的通行控制和預(yù)通水時(shí)注意事項(xiàng)：由于管內(nèi)直徑較大，管材施工完畢后，人員通行相當(dāng)方便。所以在施工時(shí)，應(yīng)分段進(jìn)行隔斷封閉措施。針對(duì)這一特點(diǎn)，我們采用了業(yè)主、監(jiān)理、施工三方會(huì)檢制度。每拆除延伸一個(gè)封閉段(60111)都要通過三方會(huì)檢簽字認(rèn)可，并及時(shí)清潔管內(nèi)雜物和污染物。隔斷門有3把鎖，需三方人員到場(chǎng)后才能打開、拆除、延伸。

    預(yù)通水時(shí)的注意事項(xiàng)：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(shù)打開后才能通水。   

    通水后，排氣閥門周圍當(dāng)水體臨近排氣檢測(cè)閥時(shí)，氣壓可達(dá)0.4 MPa。人員應(yīng)遠(yuǎn)離閥門口，因?yàn)楫?dāng)水體經(jīng)過閥門時(shí)，那場(chǎng)面更壯觀，危險(xiǎn)也更大。

    在上坡管段內(nèi)空氣排完后，排氣口會(huì)出現(xiàn)第一次溢水現(xiàn)象，但這時(shí)不能馬上關(guān)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(shí)，才能關(guān)閉閥門。在排氣閥完全關(guān)閉后，通過測(cè)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(xiàn)在該“PCCP”管已運(yùn)行近6年，經(jīng)回訪，該管段運(yùn)行正常。

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

4、結(jié)  語

   “PCCP”管的采用在對(duì)城市給排水管網(wǎng)的應(yīng)用中有一定的前景，對(duì)施工場(chǎng)地條件要求也較為特殊，適用于遠(yuǎn)離居民區(qū)的地域，由于構(gòu)件笨重，對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的配套、地質(zhì)條件也有一定的限制。除此之外，對(duì)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(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)