王國君 王 茹

（1.山西省汾河水庫管理局 山西太原，030302；2.山西省汾河灌溉管理局 山西祁縣030900)

預應力鋼筒混凝土管道(PCCP)是一種金屬與非金屬復合而成的輸水管材,它由鋼筒內襯混凝土組成管芯,再纏繞鋼絲和噴涂預拌砂漿而成,管與管連接采用鋼制承插口和滑動膠圈接頭密封。它將高強鋼絲的抗拉性能、混凝土的抗壓性能和鋼板的防滲性能有機地結合在一起,合理地利用了材料各自的特性,是一種高品質的輸水管材。

1 工程概況

山西省萬家寨引黃工程從萬家寨水庫取水，將黃河水引到山西省太原、大同、朔州3市。引黃工程由總干線、北干線、南干線和聯(lián)接段組成。其中，引黃北干線近期工程自下土寨分水閘引水，途徑平朔、山陰、懷仁至大同南郊的墻框堡水庫止，主干線全長156.7km。2020年年引水量可達2.96億m3，輸水流量11.8m3/s；北干線近期工程主要建筑物包括：1號隧洞43.67km（含1.65kmPCCP管道洞內安裝）、埋涵85m；長74.73km的1號倒虹（PCCP管線）、長38.22km的2號倒虹（PCCP管線）、1.05km的朔州支線及地下泵站。PCCP能承受很高的內外荷載，適應不同的地基，具有抗?jié)B、抗壓、密封好，造價低，使用年限長，不污染水質等良好的技術經濟指標，這里主要就明挖溝槽PCCP管道相關安裝技術加以論述。

2 施工準備

2.1 安裝前的準備工作

（1）做好管道安裝相關的計算。①方向和坡度偏差：在水平方向的偏差不應大于20mm；在豎直方向的偏差應控制在±20mm范圍以內；包括設計接頭偏轉和安裝偏差在內，單個接頭處的總偏轉不得大于0.5°。②里程（長度）控制與調整：管道安裝前，要依據(jù)管材制造承包人的配管圖紙與實物進行對照。并充分了解其公稱長度、設計安裝正、負偏差等尺寸關系。充分考慮安裝過程中發(fā)生的偏差，對安裝中的系統(tǒng)偏差進行控制和調整，以保證管線符合設計要求。管道的實際安裝位置應同管道安裝配管圖一致，施工過程中應嚴格控制管線轉折點、管道曲線段的起止點位置偏差。

（2）調查研究，獲取基本資料。施工前，根據(jù)施工需要進行調查研究，掌握管道沿線的情況和資料，包括現(xiàn)場地形地貌、建筑物、各種地下管線和其它設施的情況；工程地質和水文氣象資料；工程用地、交通運輸及排水條件、施工用水、供電條件；工程材料、施工機械供應條件以及結合工程特點和現(xiàn)場條件的其他情況和資料。

（3）預應力鋼筒混凝土管道堆放場地進行詳細的規(guī)劃，在運管路邊做好臨時存管場地，做到合同要求的運管車到達現(xiàn)場1h內卸管。

（4）安裝控制點根據(jù)施工控制網引測的控制點平面、高程參數(shù)，通過可靠方法引到溝槽底部。安裝時按施工測量控制點進行管道的軸線和標高校測。

（5）吊裝用龍門吊安裝程序為：鋪設路基枕木→安裝軌道→龍門吊安裝→荷載試驗（確保安全）→投入安裝使用。

2.2 PCCP就位與偏差控制

管道安裝一般應將承口端面向安裝方向。溝槽驗收合格后方可吊管入溝槽。

管道入溝槽前，應逐根檢查管材、承插口有無損壞現(xiàn)象，承插口及管道內是否清理干凈，如有上述問題，應在檢查報告單上做詳細記錄并做相應的處理。下管時，在溝槽作業(yè)面的下方不得有人停留。不論采用何種機具下管，都應避免在溝槽內多次搬運、移動管道。管道入溝槽后，應保證在懸吊狀態(tài)下移動和對接。不得使管道在溝底拖拉、牽引，更不得使用挖掘機鏟頭撞擊或試圖移動管道。應根據(jù)施工控制網引測的控制點平面、高程參數(shù)通過可靠方法投測到溝槽底部?？墒褂谬堥T板、水準儀、專用尺等放坡、放線，還可以在管道內部測量管道平面位置和坡度。按施工測量控制點仔細校測管道的軸線和標高，并做好施工記錄。

3 安裝技術

3.1 管件對接、校正

3.1.1 第一節(jié)管的安裝

用龍門架將第一節(jié)待裝管道運至測放好的位置處，鋪管找正時可先測好軸線與高程，按標準調整標高和坡度，測量高程的塔尺，要垂直在管線上方。

3.1.2 首節(jié)管道安裝時，應將待安裝管道調整到合適位置

用校正平直的角鐵確定管道中心線；用經緯儀、龍門架及軸線調整管道中心；水準儀觀測，通過龍門吊起降調整管道標高。在首節(jié)管穩(wěn)固之后，其他管可從基準管的一端或兩端同時開始安裝。其方法是將管子的一端中心與基準管中心對準，另一端與溝底中心樁找正，用水準儀核對高程。然后用龍門吊和軸線調整設備，將管道軸線調正至設計要求。

3.1.3 管道對接的外拉法與內拉法

1）內拉方法。在已安裝完成后的第一節(jié)管道內下部，架設受力斜桿，其垂直長度略大于管道內徑，頂端焊接鋼板，厚度應能插入管道內縫，使用時插入頂端兩節(jié)管道間縫內，斜桿下部焊接與DN2200相同的弧形鋼板，使其與管內壁均勻接觸，不破壞管道內壁混凝土，在待裝管道外管口架設橫梁，用鋼絲繩和手拉葫蘆將兩梁連接，通過手拉葫蘆，將第二節(jié)管道拉至安裝位置（圖1中第一個）。對標準管一般采用外拉法安裝就位。

2）外拉方法。在管道外部，在已安裝、待裝的管道上，分別用兩個鋼絲繩箍兜身，在管道頂部，用手拉葫蘆和鋼絲繩，將兩個兜身鋼絲繩箍連接在一起，用手拉葫蘆，將待裝管拉進已裝管至安裝完成（圖1中第二個）。對大角度配件采用外拉法安裝就位。

3.2 內側接頭縫

在接頭內側用鋼刷和毛刷仔細清理粘接面，做到無灰塵、無附著物，保持粘接面清潔，然后在接頭處進行人工抹漿。水泥砂漿用1:1.5～2調制成稠漿，要求與管內表面抹平。

圖1 內拉法及外拉法施工示意圖

3.3 PCCP與配件連接處的施工

為了避免相鄰兩種管材接口處發(fā)生的附加應力，在連接處應根據(jù)兩種管材的不同外徑，確定管道溝槽底部高程。

（1）閥門、空氣閥或鋼管等為法蘭接口時，配件與其連接端必須采用相應的法蘭接口，其法蘭螺栓孔位置及直徑必須與連接端的法蘭一致。其中墊片或墊圈位置必須正確，擰緊時應按對稱位置相間進行。應防止擰緊過程中產生的軸向拉力導致兩端管道拉裂或接口拉脫。

（2）采用承插式接口時，配件的加厚承口與PCCP連接端必須采用同一壓力和覆土等級、并考慮脹圓補償后的承接口。其承插口及密封圈的規(guī)格必須完全一致。

3.4 現(xiàn)場合攏

現(xiàn)場合攏形式采用對接雙面焊合攏。合理安排安裝區(qū)段和起始點，盡可能減少現(xiàn)場合攏點的數(shù)量，合攏點盡可能利用彎管直段和建筑物段的鋼配件。安裝過程中應嚴格控制合攏處上下游管道安裝長度和偏差，并根據(jù)實際偏差情況及時進行調整，以便形成在直管段對接合攏。現(xiàn)場合攏應優(yōu)先選擇在設有檢查人孔或設備開孔的配件附近，以方便合攏作業(yè)時設備和人員進出。不允許在管線轉折處合攏?，F(xiàn)場合攏施工焊接時，氣溫不得高于22°C。

對接雙面焊合攏管由發(fā)包人提供，承包人負責焊接、安裝及內外防腐處理。合攏施工過程中，承包人需要在管道內部臨時焊一些輔助就位的鋼板和吊耳等，就位、焊接完成后應及時清除。焊縫經檢驗合格，按設計規(guī)定進行內、外水泥砂漿防腐襯砌，隨后按技術條款相應規(guī)定進行處理。

4 結語

山西省萬家寨引黃工程北干線中運用了明挖溝槽PCCP管道進行輸水，對PCCP管的裝卸、運送、安裝等相關技術都提出了很高的要求，通過對明挖溝槽PCCP管道安裝的一整套具體實踐，總結出了明挖溝槽PCCP安裝的經驗，為以后各種條件下安裝PCCP管道積累了經驗。萬家寨引黃工程中大量使用PCCP管道后，較以前的傳統(tǒng)輸水降低了成本，提高了效率。