席志斌

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管簡(jiǎn)介

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）是由鋼承、插口、鋼筒、混凝土預(yù)應(yīng)力鋼絲和保護(hù)層砂漿構(gòu)成的復(fù)合管材。主要用于長(zhǎng)距離輸水工程、管業(yè)輸水管線、農(nóng)田灌溉、工廠管網(wǎng)、電廠補(bǔ)給水管及冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、倒虹吸管、壓力隧洞管線及深覆土涵管。PCCP管材是在帶有鋼筒的混凝土管芯外側(cè)（或在鋼筒外側(cè)）纏繞環(huán)預(yù)應(yīng)力鋼絲，并制作水泥砂漿保護(hù)層而制成的。管材采用承插口型式的柔性接頭，承口外端呈喇叭形，在安裝過(guò)程中具有導(dǎo)向作用，插口是帶凹槽的特殊型鋼，橡膠圈安裝在凹槽內(nèi)，安裝好的橡膠圈受雙向擠壓，形成體積填充，具有很好的密封力。

PCCP鋼配件主要應(yīng)用在中管線中的彎頭、三通、Y型管及合攏管，接頭型式與PCCP相同，主要由鋼承插口、厚鋼板、襯砌砂漿組成。

2 PCCP鋼配件質(zhì)量控制

2.1 PCCP鋼配件承插口

PCCP鋼配件承口鋼板的厚度需根據(jù)管道直徑、工作壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)，插口選用《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管接頭用型鋼》中單膠圈插口鋼環(huán)用型鋼或雙膠圈插口鋼環(huán)用型鋼。

目前國(guó)內(nèi)工程普遍使用雙膠圈插口鋼環(huán)用型鋼，型鋼寬度205 mm，插口經(jīng)卷圓、焊接、打磨、漲圈，檢驗(yàn)合格后切割成寬160 mm的PCCP鋼配件插口。

承口根據(jù)設(shè)計(jì)厚度，是否采用扳邊或刨削制造加工，經(jīng)卷圓、焊接、打磨、扳邊（刨削制造加工不需要）漲圈，PCCP鋼配件承口寬度一般為160 mm。

2.2 PCCP鋼配件鋼環(huán)

PCCP鋼配件鋼環(huán)的厚度、寬度需根據(jù)PCCP管道的自重、荷載進(jìn)行計(jì)算，保證PCCP鋼配件承插口及砂漿襯砌的彈性變形在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.3 組焊質(zhì)量控制

《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》規(guī)定，承插口環(huán)的直徑公差應(yīng)控制在0.4~2.0 mm之間，使橡膠圈在安裝后能達(dá)到插口槽內(nèi)體積填充，起到密封作用。

承插口環(huán)尺寸是安裝用的配合尺寸，不允許產(chǎn)生較大變形。承插口環(huán)對(duì)口焊接及過(guò)渡環(huán)的組焊質(zhì)量直接影響管道安裝和密封效果，必須按要求嚴(yán)格控制。

承插口環(huán)與過(guò)渡環(huán)組焊形成角接頭，焊后的焊縫為角焊縫。承插口環(huán)與過(guò)渡環(huán)組焊時(shí)，受焊接方法、焊接設(shè)備、焊接熱的影響，使承插口直徑在冷卻后產(chǎn)生較大的收縮，因此在漲圈時(shí)應(yīng)有放大量，以使承插口的直徑在與過(guò)渡環(huán)焊后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。根據(jù)無(wú)坡口單面角焊縫橫向收縮近似值及公式和雙面間斷焊縫及橫向收縮近似值及公式，按規(guī)定要求承口板厚6~10 mm，承口工作面徑向收縮0.6~0.8 mm之間。

插口工作面距離焊接點(diǎn)113 mm，焊接熱的影響較小，與鋼環(huán)焊接的部位會(huì)產(chǎn)生徑向收縮，從而導(dǎo)致插口工作面尺寸增大，一般增大0.2~0.3 mm。

南水北調(diào)中線工程（北京段）管徑為4000 mm，承口板厚12 mm，工作面直徑設(shè)計(jì)為4183 mm（0.7～0.8），漲圈直徑為4185 mm（0~0.2）。引黃工程北干線PCCP配件管徑為2200 mm，承口環(huán)工作面積直徑設(shè)計(jì)為 2313 mm（0.2～1.0），漲圈直徑為 2314（0.4～0.6），漲圈結(jié)束，承插口環(huán)從漲圈機(jī)胎模上卸下靜停24 h后測(cè)量漲圈后直徑，其實(shí)際尺寸在漲圈直徑要求范圍內(nèi)，則漲圈尺寸合格。由上述可見(jiàn)，漲圈時(shí)的放大量即為補(bǔ)償組焊后的收縮。工藝上，通常采用二保平角焊，嚴(yán)格控制焊接電流，內(nèi)外側(cè)要同時(shí)焊接，并嚴(yán)格控制圓度和工作面弧度與樣板間隙。如南水北調(diào)中線工程（北京段）業(yè)主要求圓度和工作面弧度與弦長(zhǎng)2000 mm的樣板間隙控制在8 mm以內(nèi)，為確保質(zhì)量，便于安裝，制管承包商內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為5 mm，并建立了質(zhì)量控制點(diǎn)。安裝單位反映，大約省力15%~20%，并且一次打壓成功。通水運(yùn)行一年多來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定。山西引黃工程工程北干線直徑2200 mm的圓度制管承包商內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為5 mm，比規(guī)定小1.94 mm，工作面弧度與弦長(zhǎng)1000 mm的樣板間隙內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為1.5 mm，比規(guī)定小0.5 mm，并建立了質(zhì)量控制點(diǎn)。承包商按工序檢驗(yàn)，并實(shí)行“三檢制”，監(jiān)理實(shí)行旁監(jiān)理，使工藝過(guò)程始終處于受控狀態(tài)，保證質(zhì)量，安裝順利且一次打壓成功。

鋼管制作完成后，應(yīng)對(duì)承插口環(huán)的變形進(jìn)行矯正，矯正應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)格控制配合公差、圓度及工作面樣板間隙。調(diào)圓符合設(shè)計(jì)要求后，打“米”字支撐定位，并防止吊運(yùn)過(guò)程變形。焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和磁粉探傷，通過(guò)焊縫檢驗(yàn)，確保焊接質(zhì)量。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)承插口環(huán)與過(guò)渡環(huán)組焊嚴(yán)格的質(zhì)量控制，南水北調(diào)中線工程（北京段）直徑4000 mm及山西引黃工程北干線直徑2200 mm的PCCP鋼配件承插口質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)文件和相關(guān)規(guī)范要求，保證了配件的順利安裝和輸水工程的良好運(yùn)行。