□王藝翔（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局）

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大伙房水庫PCCP管道施工關(guān)鍵技術(shù)研究

□王藝翔（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局）

摘要：水庫作為國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其質(zhì)量優(yōu)劣關(guān)系重大，一旦發(fā)生質(zhì)量問題，后果非常嚴重。在水庫工程施工中，常常會遇到淤泥質(zhì)黏土，其對管道施工的要求較高，為確保管道施工質(zhì)量，必須對其施工中的關(guān)鍵技術(shù)加以了解和掌握?；诖它c，文章首先簡要介紹了大伙房水庫工程項目的基本概況，隨后分析了淤泥質(zhì)黏土及其對PCCP管道施工的影響，在此基礎(chǔ)上對淤泥質(zhì)黏土條件下PCCP管道的施工關(guān)鍵技術(shù)進行論述。期望通過文章的研究能夠?qū)μ岣逷CCP管道的整體施工質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：大伙房；淤泥質(zhì)黏土；PCCP管道；施工質(zhì)量

1大伙房水庫工程項目概況

大伙房水庫位于遼寧省撫順渾河之上，水庫興建年代較早，于1958年正式竣工并投入使用，是當時全國第二大的水庫。其主壩的壩型結(jié)構(gòu)為粘土心墻，最大壩高為49.20 m，整個壩體的工程量約為800萬m3，泄洪方式為岸邊溢洪道。該水庫控制的流域面積約為5.43萬hm2，庫容量為21.80億m3，裝機容量3.20 萬kW。該水庫的輸水隧洞工程直徑為8 m，連續(xù)全長為85.30 m，是目前世界上最長的連續(xù)隧洞，其特點是輸水量大、供水方式復雜且存在諸多不良地質(zhì)。二期工程是大伙房水庫輸水配套的重要組成部分之一，該工程的建設(shè)有助于提升整個遼寧省的水資源保障能力，工程建成后，還能有效解決沈陽市供水不足的問題。工程通過25 km的隧洞以及258 kmPCCP（預應力鋼筒混凝土）輸水管道，以全封閉的供水方式將水庫的水輸送至下游的幾個城市。PCCP管線的某一段處于渾太河沖洪積平原地貌區(qū)，土壤結(jié)構(gòu)以淤泥質(zhì)黏土為主，為確保管道施工的整體質(zhì)量，在該位置處進行PCCP管施工時必須采取有效的技術(shù)措施。

2淤泥質(zhì)黏土及其對PCCP管道施工的影響

淤泥質(zhì)黏土是淤泥質(zhì)土的一種，其歸屬于軟弱土體的范疇，工程性質(zhì)相對較差。PCCP管即預應力鋼筒混凝土管，它是一種采用薄鋼板卷制的筒體與鋼圈以焊接方式連成鋼筒，并在筒內(nèi)和筒外澆筑混凝土或是以離心法在筒體內(nèi)襯混凝土構(gòu)成管芯，并在管芯外施以鋼絲抗拉強度70%的預應力纏繞環(huán)向高強鋼絲，最后在外層噴水泥砂漿保護層，形成的復合輸水管材，這種管材最大的特點是兼具鋼筒和混凝土的雙重優(yōu)點，可承受較高的內(nèi)外荷載、壓力損失相對較小、安裝簡單、施工便捷、接頭位置處的密封性較好、防腐耐用、壽命長、造價低，這些特點使得PCCP管成為輸水工程的首選管材之一。

由于淤泥質(zhì)黏土為流塑狀態(tài)，加之其具有含水率和壓縮性高、承載能力低等特點，從而給PCCP管的施工增添了一定的難度。在此類土體上開挖溝槽極易出現(xiàn)塌方問題，若是采取的技術(shù)措施不到位，不但會影響施工質(zhì)量，而且還極有可能引發(fā)安全事故。為此，在淤泥質(zhì)黏土條件下施工PCCP管時，除了要采取有效的技術(shù)措施外，還應掌握施工關(guān)鍵技術(shù)和要點。

3淤泥質(zhì)黏土條件下PCCP管道的施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1技術(shù)措施

在淤泥質(zhì)黏土條件下進行PCCP管施工的過程中，除了要根據(jù)設(shè)計要求，對基礎(chǔ)進行置換處理外，還必須做好降排水工作。一是可提前15 d左右，進行降水，具體做法是在溝槽作業(yè)面的外側(cè)使用挖掘機開挖坡度1：1的截水槽，每間隔100 m左右設(shè)置1臺水泵提前抽水，由此能夠減少溝槽開挖后的滲水量，有助于增強溝槽邊坡的穩(wěn)定性。二是在邊線兩側(cè)挖一條寬度4 m、深3 m的截水溝，并在溝內(nèi)鋪設(shè)寬10 m的塑料布，使之形成2道截水墻。三是施工過程中的排水措施也非常重要，直接關(guān)系到工程的順利進行。結(jié)合工程地質(zhì)條件，采取了如下排水措施：在溝底的兩側(cè)距離溝邊20 cm的位置處分別挖一條排水溝，其深度和寬度均為30 cm，同時在溝底兩側(cè)20 m的位置處，分別設(shè)置了一個長、寬、深均為2 m的集水井，并以長3 m、直徑60 cm的鋼管作為井筒，在集水井的周圍用石塊進行填筑。四是在溝槽邊坡進行開挖的過程中，可以采取如下技術(shù)措施加以控制：在相關(guān)規(guī)范標準和設(shè)計要求的允許范圍內(nèi)，增加放坡系數(shù)，在本工程中最大的邊坡為1：1.20；可以采取錯臺的方式進行單側(cè)或是雙側(cè)開挖，錯臺的寬度應當控制在1.50 m左右，其位置可選擇在粉質(zhì)黏土層與淤泥質(zhì)黏土層的交界面上；按照塌方的嚴重程度，采取相應的支護措施，如普通的塌方段可以采取鋼軌樁支護、嚴重塌方段可以采取密集鋼軌樁加橫向支撐的支護方式。

3.2 PCCP管的施工技術(shù)要點

PCCP管的施工工藝流程如圖1所示。

圖1　PCCP管施工工藝流程圖

3.2.1墊層回填

選用的墊層材料中應當不含有機物和有害物質(zhì)，也不可以使用施工廢渣，最大的材料尺寸應當控制在50 mm以內(nèi)，回填前應對墊層材料進行濕度檢測，以此來保證夯實后材料能夠達到所需的密實度；可以使用相應的工程機械將墊層材料均勻撒布至管道溝槽內(nèi)，并用振搗壓路機進行壓實處理；墊層的最小厚度應當控制在450 mm左右，最大不得超過500 mm，初次夯實后的最小相對密實度應當為70%。此外夯實后的墊層還應當進行適當修整，這樣能夠適應管件的弧度，從而達到最佳的受力狀態(tài)，成形后的高度應當控制在300 mm，管道下墊層的最小厚度應當控制150 mm，修整的圓弧直徑應當小于管件外徑。成形之后的墊層尺寸應當略小于管件的實際尺寸，這樣能夠確保兩者之間的接觸更加嚴密，受力更為均勻。

3.2.2安裝橡膠圈

工程中使用的橡膠圈必須是具有合格證的產(chǎn)品，安裝前應當對其進行外觀質(zhì)量檢查，看其表面是否存在裂縫、氣孔等質(zhì)量缺陷，如果存在不得使用；安裝時，要對管件插口的卡環(huán)進行徹底清掃，然后均勻涂抹潤滑油，再將密封圈放入管件上部的卡環(huán)內(nèi)，并在其下邊插入一個木棒，用力向下拉拽，借此來使環(huán)繞在槽內(nèi)的密封圈伸展均衡；當密封圈安裝完畢后，應當在其外表面上均勻涂抹一層潤滑油。

3.2.3管件鋪設(shè)

在實際鋪設(shè)過程中，可將管件的承口端作為管道的引導端，如果鋪設(shè)管道的坡度超過15%，則應當對開口端進行封堵處理；在管道的垂直或是水平方向轉(zhuǎn)彎處應當設(shè)置止推之墩，并在現(xiàn)場將PCCP管的鋼質(zhì)接口焊接好，這樣有助于抵抗推力。

3.2.4PCCP管安裝

①在對PCCP管進行安裝前，應當先對管子內(nèi)部進行清掃，將插口和承口圈上的雜物清除干凈，橡膠圈套入插口凹槽前，應當現(xiàn)在插口圈的外表面及承口圈的內(nèi)表面和橡膠圈上均勻涂抹潤滑劑，當橡膠圈滑入插口槽之后，在膠圈與插口換之間插入一根表面光滑的桿（若是沒有可以用螺絲刀代替），然后將桿繞接口圓兩周，借此來使膠圈緊緊繞在插口上，從而形成良好的密封面。②安裝PCCP管道時，應當將吊下的管子插口與已經(jīng)安裝就位的管子承口對中，讓插口正對承口，然后以手扳葫蘆外拉法將吊下的管子插口緩慢、平穩(wěn)地滑入前一根已經(jīng)安裝就位的管子成口內(nèi)。③對管口進行連接時，施工人員應當事先進入到管子內(nèi)，在兩個管子間塞入擋塊，這樣不但可以有效控制安裝間隙，而且還能防止承插口環(huán)出現(xiàn)碰撞。操作過程中需要特別注意的是，PCCP管順直對口時，要使插口端與承口端保持平行，并盡可能使周圍間隙相等，這樣有助于提高準確度。此外，不要讓泥土、污物等落至已經(jīng)涂抹好潤滑劑的插口圈上，對接完畢后，要對膠圈的位置進行檢查，確認接口完好后，可將擋塊拿掉，并將管子拉攏到位。每一節(jié)PCCP管安裝好之后，都必須對管道位置及高程進行校驗，以此來確保安裝質(zhì)量。④為了有效防止外露的鋼承插口被腐蝕，可在管道接口外側(cè)進行灌漿或是人工抹漿，具體做法如下：用塑料編織袋、麻布做模裹于管道接口外側(cè)，然后用細鐵絲將兩側(cè)扎緊，并在上面預留出一個灌漿口，同時在接口間隙內(nèi)放一根鐵絲，灌漿時可以來回牽動鐵絲，其主要作用是能夠使灌注的砂漿更加密實。使用1：1.50～2.00的水泥砂漿制成流態(tài)狀，將之灌滿繞接口一圈的灌漿帶內(nèi)，首次只需要灌注至灌漿帶底部1/3處即可進行回填。

4結(jié)論

綜上所述，PCCP管是目前國內(nèi)輸水工程中最為常用的管道之一，這與其自身諸多的優(yōu)點有著密不可分的關(guān)系。文章以大伙房水庫工程項目為依托，對淤泥質(zhì)黏土條件下的PCCP管施工關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細論述，以期能夠為同類工程提供借鑒參考。

參考文獻

［1］徐鋒，高岳，李國棟.大伙房水庫輸水應急入連工程建設(shè)必要性及工程特點［J］東北水利水電，2011（12）：67-69.

［2］陳玉春，歐陽越，徐忠輝等.PCCP管道在南水北調(diào)中線京石段應急供水工程（北京段）的應用［J］水利水電技術(shù)，2012 （8）：51-55.

（責任編輯：左英勇劉長垠）

中圖分類號：TV672-39

文獻標識碼：B

文章編號：1673-8853（2016）05-0100-02

作者簡介：王藝翔（1983-），男，工程師，主要從事的工作：水利方面的建設(shè)與管理工作。

收稿日期：2016-03-11