趙志剛

(水利部山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024)

?

PCCP管道生產(chǎn)質(zhì)量控制及監(jiān)理控制探討

趙志剛

(水利部山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024)

摘要：某提水東擴(kuò)二期管道工程，采用接頭為雙膠圈的韓置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP),文章對某PCCP管道生產(chǎn)質(zhì)量控制及監(jiān)理控制做了探討。其PCCP管道工序質(zhì)量控制主要包括承插口鋼圈制作質(zhì)量控制、鋼筒制作質(zhì)量控制、管芯混凝土成型及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制以及砂漿保護(hù)層噴涂的質(zhì)量控制等。

關(guān)鍵詞：PCCP；質(zhì)量控制；監(jiān)理控制；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；監(jiān)理程序

0引言

%1.1某提水工程位于山西省中南部，是向臨汾、運(yùn)城6個縣市工、農(nóng)業(yè)以及農(nóng)村生活供水的保障性給水工程。東擴(kuò)工程二期工程為向稷山汾南灌區(qū)、襄汾原井灌區(qū)、翼城利民灌區(qū)農(nóng)業(yè)供水。年農(nóng)業(yè)供水量3785萬m3。該提水東擴(kuò)工程(二期)的PCCP管道工程，采用接頭為雙膠圈的埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)，管道內(nèi)徑為1600mm、1000mm；工作壓力分別0.6MPa、0.8MPa、1.2MPa；覆土厚度2m、4m、6m、10m，砂漿凈保護(hù)層厚度20mm，管節(jié)長度6.0m。PCCP管管芯混凝土標(biāo)號C50，砂漿保護(hù)層28 d抗壓強(qiáng)度≥45MPa，鋼筒鋼板厚度1.5mm，預(yù)應(yīng)力冷拔鋼絲直徑為5～7 mm。鋼制管件鋼材均為Q235B。PCCP設(shè)計制作標(biāo)準(zhǔn)：ANSI/AWWA C304、ANSI/AWWA C301、AWWA M9手冊、AWWA M11手冊等。

1承插口鋼圈制作質(zhì)量控制

1.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

ANSI/AWWA C301及參考標(biāo)準(zhǔn)DL5017—93規(guī)范。

1.2質(zhì)量控制點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)值

1)承、插口鋼圈用鋼：最小屈服強(qiáng)度為235MPa，在50mm標(biāo)距內(nèi)的最小伸長率應(yīng)為20%。

2)承、插口工作面直徑公稱尺寸： DN1600標(biāo)準(zhǔn)管為1703mm，DN1000標(biāo)準(zhǔn)管為1103mm；承口圈內(nèi)界面周長與插口圈外界面周長之差：當(dāng)膠圈直徑≤16.7mm時，不超過4.8mm；當(dāng)膠圈直徑>16.7mm時，≤6.4mm。本項目使用的膠圈直徑為20mm，承、插口最大配合間隙為2.0mm。

3)承、插口最大橢圓度≤7mm。

4)承、插口平整度：平整度極限偏差<2mm。

5)焊縫：承、插口鋼圈焊縫不允許有裂紋、表面夾渣、未焊滿、表面氣孔、焊瘤、咬邊等缺欠。

6)厚度：標(biāo)準(zhǔn)管和異形管的承口鋼圈最小公稱厚度≥10mm，配件承口鋼板厚度≥18mm。

7)插口圈：表面應(yīng)平滑，不得有毛刺、飛邊、鈍邊等現(xiàn)象；膠圈槽的尺寸偏差應(yīng)符合圖紙要求。

2)喇叭口尾部和喇叭口導(dǎo)入面尺寸、平直度應(yīng)符合圖紙要求。

1.3監(jiān)理程序、方法

1)項目監(jiān)理應(yīng)熟悉承包人在承、插口鋼圈開始生產(chǎn)前提交的制作詳圖和相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。

2)檢查所有焊工操作是否符合已批準(zhǔn)的作業(yè)指導(dǎo)書；檢查焊工是否經(jīng)過考核，是否有上崗證；檢查承插口所用鋼板是否有監(jiān)理人員驗證合格的標(biāo)記。

3)焊接前監(jiān)理應(yīng)對承包人做的焊接工藝進(jìn)行審查，在生產(chǎn)過程中每批爐號的鋼板分別按500個承、插口鋼圈一次取樣(不足500個按500個計)進(jìn)行屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度及斷裂伸長率等常規(guī)項目檢驗，鋼板化學(xué)成分檢驗應(yīng)每6個月一次或料源改變時進(jìn)行。每制作500個鋼圈進(jìn)行一次鋼圈焊接接頭抗拉強(qiáng)度試驗，試樣應(yīng)在成品鋼圈上直接取樣。

4)現(xiàn)場監(jiān)理在承包人專職質(zhì)檢人員在場情況下應(yīng)從每日生產(chǎn)的自檢、復(fù)檢、專檢合格的產(chǎn)品中抽檢20%；如抽檢中發(fā)現(xiàn)承、插口鋼圈有不合格產(chǎn)品，應(yīng)加倍抽檢，如抽檢中仍出現(xiàn)不合格者，則應(yīng)對該工藝生產(chǎn)的承插口鋼圈逐個檢驗。

5)外形尺寸超差或存在焊接缺陷、焊后變形等，視為不合格產(chǎn)品，監(jiān)理人員填發(fā)《不合格產(chǎn)品通知單》通報生產(chǎn)廠家進(jìn)行處理。

6)允許修補(bǔ)的缺陷產(chǎn)品必須有監(jiān)理人員在場情況下實(shí)施補(bǔ)救處理。

7)只有當(dāng)抽檢的承、插口鋼圈滿足相應(yīng)規(guī)范要求時，項目監(jiān)理人員才應(yīng)蓋章批準(zhǔn)該批承、插口鋼圈合格。

8)本環(huán)節(jié)為待檢點(diǎn)，監(jiān)理抽檢合格并標(biāo)識后方能進(jìn)入下道工序，如沒有特殊情況不能因正常檢驗而影響承包人的正常生產(chǎn)。

9)對承包人承插口的記錄表格進(jìn)行審查，對誤、漏、假、不具備追溯性等問題要及時糾正，對符合要求的記錄表格予以簽字確認(rèn)，并對自己現(xiàn)場抽檢的產(chǎn)品在記錄表格中進(jìn)行標(biāo)識。

2鋼筒制作質(zhì)量控制

2.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1)外觀檢查應(yīng)符合ANSI/AWWA C301

2)靜水壓試驗的試驗壓力按下式計算：

Pg=2σty/(D1-2ty)

(1)

式中：Pg為試驗壓力，MPa；σ為鋼板承受的拉應(yīng)力(立式取172MPa、臥式取140 MPa)；ty為鋼筒用鋼板厚度，mm；D1為鋼筒外徑，mm。

3)本項目鋼筒的水壓試驗值：DN20000為0.2MPa(鋼筒底部壓力)，DN1800為0.22MPa(鋼筒底部壓力)，DN1600為0.25MPa(鋼筒底部壓力)，DN1400為0.28MPa(鋼筒底部壓力)，恒壓3min；焊縫抗拉強(qiáng)度應(yīng)等于或大于鋼板的抗拉強(qiáng)度。

2.2控制點(diǎn)及目標(biāo)值

1)鋼筒用鋼板：薄鋼板公稱厚度≥1.5mm，屈服強(qiáng)度≥235MPa，在50mm標(biāo)距內(nèi)的斷裂伸長率≥21%。

2)外觀、垂直度、長度、焊縫：鋼筒上的凹凸不平與鋼筒表面相差距離≤10mm，若<10mm，則應(yīng)整平；垂直度、長度、焊縫應(yīng)符合有關(guān)要求。③靜水壓試驗：須逐一進(jìn)行。

2.3監(jiān)理檢驗程序及頻率

1)使用之前應(yīng)檢查每捆鋼材或每卷鋼板及鋼圈上是否經(jīng)項目監(jiān)理蓋章或作出標(biāo)記，表明該鋼材或鋼板及鋼圈經(jīng)批準(zhǔn)可使用，并確保鋼材或鋼板無銹斑。

2)從承包人每班自檢合格的產(chǎn)品中抽查20%進(jìn)行外觀、垂直度、長度、焊縫檢查；如果抽查過程中發(fā)現(xiàn)有不合格品，應(yīng)加倍抽檢，如抽檢中仍出現(xiàn)不合格者，則對該班生產(chǎn)的所有鋼筒進(jìn)行100%重新檢查。

3)生產(chǎn)初期，項目監(jiān)理按照30%的抽樣頻率進(jìn)行靜水壓試驗檢查，如果抽查過程中發(fā)現(xiàn)有不合格品，應(yīng)加倍抽檢，如抽檢中仍出現(xiàn)不合格者，則該班生產(chǎn)的所有鋼筒進(jìn)行100%重新檢查。正常生產(chǎn)后，視實(shí)際情況調(diào)整抽檢頻率。生產(chǎn)正常以后，項目監(jiān)理可適當(dāng)減少抽檢頻次，但≥10%。

4)如果在抽檢中常出現(xiàn)承包人三檢以后仍有不合格的現(xiàn)象，要追究有關(guān)專檢人員的責(zé)任。

5)每批爐號的鋼板分別按50t一次取樣(不足50t按50t計)進(jìn)行屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度及斷裂伸長率等常規(guī)項目檢驗，鋼板化學(xué)成分檢驗應(yīng)每6個月一次或料源改變時進(jìn)行。每制作500個鋼筒進(jìn)行一次焊縫抗拉強(qiáng)度試驗，試樣應(yīng)在鋼筒上直接取樣。

6)只有當(dāng)抽檢的鋼筒滿足相應(yīng)規(guī)范要求時，項目監(jiān)理人員經(jīng)確認(rèn)后該批鋼筒才能進(jìn)入下道工序。

7)監(jiān)理人員要合理安排該工序的抽檢時間，正常生產(chǎn)情況下，不能因為抽檢而影響產(chǎn)品的正常流程和合理使用。

8)對承包人鋼筒檢驗的記錄表格進(jìn)行審查，對誤、漏、假、不具備追溯性等問題要及時糾正，對符合要求的記錄表格予以簽字確認(rèn)，并對自己現(xiàn)場抽檢的產(chǎn)品在記錄表格中進(jìn)行標(biāo)識。

3管芯混凝土成型及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

3.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1)管芯混凝土采用立式澆注法成型，設(shè)計強(qiáng)度等級不低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2)配合比設(shè)計應(yīng)遵循GB/T50204，在滿足混凝土強(qiáng)度保證率95%的前提下，經(jīng)過試驗確定。水灰比≤0.40，坍落度70～110mm,設(shè)計配合比需經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)。

3)管芯脫模時混凝土立方體抗壓強(qiáng)度≥20MPa，纏絲時的管芯抗壓強(qiáng)度一般按混凝土設(shè)計強(qiáng)度的70%進(jìn)行控制。

4)混凝土澆筑按ANSI/AWWA C301第4.6.5.4、4.6.5.10規(guī)定進(jìn)行。

5)每班(特殊天氣隨時)測定骨料含水率并及時對混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整，骨料使用時均不得含有冰碴，每天試驗室根據(jù)骨料的實(shí)際含水量出一次配合比通知單給攪拌站。各種原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的稱量誤差為：水泥±1%、骨料±2%、水及外加劑±1%。混凝土澆灌時拌合物的澆灌溫度≥4℃，≤32℃。管芯成型過程中應(yīng)充分振搗，使混凝土密實(shí)、泛漿和排氣。鋼筒內(nèi)外混凝土面應(yīng)均衡上升、且高差(內(nèi)高外低)≤500mm。

6)管芯養(yǎng)護(hù)采用加速養(yǎng)護(hù)工藝，環(huán)境溫度≥4℃，相對濕度≥85%，加速養(yǎng)護(hù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度≥4℃，升溫速度≤22℃/h，4 h持續(xù)加熱后，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度應(yīng)保持在32～52℃，此溫度應(yīng)維持12h(包括4 h加熱時間)。

7)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度在范圍之內(nèi)，對坍落度不符合要求的混凝土要進(jìn)行報廢處理。

8)管芯表面不允許出現(xiàn)蜂窩麻面，對表面出現(xiàn)的深度或直徑>5mm的凹坑或空隙以及高于3mm的凸起，以及超過1.6mm接縫錯臺必須在纏絲前修補(bǔ)完好。管芯內(nèi)表面距管端300mm以外不得有長度>150mm；與管道縱軸平行線成15°長度超過150mm的可見裂縫，對于外表面出現(xiàn)裂縫的管芯應(yīng)做報廢處理。

3.2監(jiān)理檢驗程序

1)檢查鋼筒上是否有合格的標(biāo)記。

2)檢查模具是否良好組裝，重點(diǎn)檢查頂模與鋼筒插口鋼圈、內(nèi)模、外模配合是否良好。

3)檢查配制混凝土的原材料，包括水泥、粉煤灰、砂、石子、外加劑等是否有合格的標(biāo)識。

4)檢查混凝土配合比是否經(jīng)項目監(jiān)理批準(zhǔn)，是否按項目監(jiān)理批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行混凝土配置。

5)見證承包人每澆注40m3取2組試樣，150×300mm圓柱體試件每組取2件，或150×150×150mm立方體試件每組取2件，用于測定混凝土的脫模強(qiáng)度、纏絲強(qiáng)度。每澆注40m3取一組混凝土試件測定管芯28天齡期混凝土抗壓強(qiáng)度。并在現(xiàn)場取樣單上簽字，取樣單中必須反映出試件名稱、編號和所代表的管芯編號。

6)每班至少兩次對混凝土的坍落度、入倉溫度、內(nèi)外壁混凝土的上升高差等進(jìn)行檢查，對不符合要求的混凝土進(jìn)行整改和報廢處理。

7)按100%比例驗證承包人對管芯的檢驗及修補(bǔ)，只有外觀質(zhì)量檢驗合格及纏絲強(qiáng)度滿足要求的管芯才能進(jìn)入下道工序。

8)對承包人管芯生產(chǎn)的記錄表格、蒸養(yǎng)記錄表格、管芯外觀檢驗記錄表格等進(jìn)行審查，對誤、漏、假、不具備追溯性等問題要及時糾正，對符合要求的記錄表格予以簽字確認(rèn)，并對自己現(xiàn)場抽檢的產(chǎn)品在記錄表格中進(jìn)行標(biāo)識。

4砂漿保護(hù)層噴涂的質(zhì)量控制

4.1質(zhì)量控制

按ANSI/AWWAC301第4.6.7、4.6.8、4.6.9規(guī)定執(zhí)行。

4.2質(zhì)量要求

1)纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲之后，應(yīng)噴涂砂漿保護(hù)層，內(nèi)層鋼絲砂漿保護(hù)層凈厚度不小于鋼絲直徑，外層砂漿保護(hù)層凈厚度≥20mm。

2)噴涂砂漿保護(hù)層前，應(yīng)以≥0.41L/m2的噴涂量向管芯噴一層水泥凈漿，水泥凈漿灰水比≥1∶0.7，砂漿配合比以重量計應(yīng)≥1∶3(水泥∶砂)，從砂漿攪拌機(jī)采樣的砂漿含水量應(yīng)不小于拌合物干總重量的7%，管芯的表面溫度≥2℃。

3)砂漿回彈料只可作為細(xì)骨料的代用材料使用，其用量不得超過拌和物總重量的1/4，且不得使用已放置1 h以上的回彈料。

4)砂漿應(yīng)充分?jǐn)嚢?，然后加壓噴射以形成致密和耐久的保護(hù)層。

5)砂漿保護(hù)層噴涂完成后如果采用加速養(yǎng)護(hù)應(yīng)盡快放入養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)，在與管芯加速養(yǎng)護(hù)規(guī)定相同的持續(xù)加熱及溫度、濕度養(yǎng)護(hù)條件下最少養(yǎng)護(hù)12 h。如果采用自然養(yǎng)護(hù)，保護(hù)層一旦充分凝固，應(yīng)間斷噴水保持濕潤至少4 d，在最初24 h環(huán)境溫度若低于10 ℃，則每有1 h環(huán)境溫度低于10 ℃，水養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)增加1 h。

6)保護(hù)層水泥砂漿的28 d齡期的25mm×25mm×25mm立方體試塊抗壓強(qiáng)度≥47.4 MPa。進(jìn)行二次纏絲的砂漿試塊強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計強(qiáng)度的70%。

4.3監(jiān)理程序、方法

1)驗證原材料及纏絲管芯是否由項目監(jiān)理認(rèn)可。

2)在承包人砂漿保護(hù)層完成后，管道從噴漿機(jī)卸下之前，隨機(jī)檢查管道的保護(hù)層厚度，檢測時應(yīng)從上至下，檢測點(diǎn)≥5處。并在檢查后的產(chǎn)品的原始記錄進(jìn)行標(biāo)識，現(xiàn)場監(jiān)理要對檢查過的產(chǎn)品絕對負(fù)責(zé)。

3)每班驗證承包人的砂漿配比記錄、含水量、水泥凈漿比例、噴涂及養(yǎng)護(hù)情況。

4)根據(jù)ASTM C497方法A，驗證承包人對管道上的砂漿保護(hù)層進(jìn)行吸水率試驗。(試驗結(jié)果評價方法如下：從每一班拌制的砂漿中至少抽取三個樣品，其吸水率平均值≤9%，單個樣品≤11%。)吸水率在連續(xù)10次成功的吸水率試驗均滿足規(guī)定的吸水率要求之前，應(yīng)每天進(jìn)行每班的砂漿吸水率試驗。在滿足規(guī)定的吸水率之后，就可一周進(jìn)行一次吸水率試驗。如試驗不符合要求，則恢復(fù)每天每班試驗，直到連續(xù)10次試驗結(jié)果滿足要求為止。

5)驗證承包人砂漿抗壓強(qiáng)度試驗。(應(yīng)每個月或每當(dāng)改變細(xì)骨料或水泥來源時測定砂漿抗壓強(qiáng)度，其28 d立方體試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥47.4MPa。)

6)自養(yǎng)護(hù)好至發(fā)貨前對砂漿安定性進(jìn)行檢查：須用錘頭重量不超過0.5kg的錘子逐根輕擊管道的砂漿保護(hù)層外部，檢查有無分層和空鼓。聽出有空鼓的部位應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，并在發(fā)貨前對進(jìn)行檢查。只有當(dāng)抽檢的管芯噴漿滿足相應(yīng)規(guī)范要求時，項目監(jiān)理人員才能蓋章批準(zhǔn)該批管芯噴漿合格。

7)對承包人輥射記錄表格進(jìn)行審查，對誤、漏、加、不具備追溯性等問題要及時糾正，對符合要求的記錄表格予以簽字確認(rèn)，并對自己現(xiàn)場抽檢或旁站的產(chǎn)品在記錄表格中進(jìn)行標(biāo)識。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳文清.PCCP管道安裝施工中應(yīng)注意問題分析[J].內(nèi)蒙古水利，2013(02)

[2]繆曉涓,陳保泉.PCCP管施工技術(shù)[J].水利建設(shè)與管理，2011(03).

[3]昝志斌.預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)的質(zhì)量控制[J].水利建設(shè)與管理，2010(10).

[4]曹寶柱,李會麗.南水北調(diào)PCCP管道安裝工程質(zhì)量控制[J].河南水利與南水北調(diào)，2013(15).

文章編號：1007-7596(2016)04-0197-04

[收稿日期]2016-03-16

[作者簡介]趙志剛(1981-)，男，山西臨汾人，助理工程師。

中圖分類號：TV332

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B