趙翼行

（遼寧省水資源管理集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽 110003）

1 PCCP管道的施工技術(shù)要點

由于受到了一定的限制，所以在使用超大口徑的PCCP管道的時候，管道設(shè)計以及管道生產(chǎn)都需要參考國外的一些標(biāo)準(zhǔn)。美國在PCCP管道上的研究比較成熟，并且所確定的標(biāo)準(zhǔn)都和真實材料質(zhì)量水平、試驗方法以及生產(chǎn)水平檢測有著緊密的聯(lián)系。由于南水北調(diào)工程中，所使用的管道直徑是4 m，這比以往的管道直徑要大，因此對于管道提出了更多的要求，為了解決所存在的問題，就需要增強(qiáng)對于超大口徑PCCP管道結(jié)構(gòu)安全以及質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1.1 安裝管道

在安裝PCCP管道溝槽開挖完成施工之后，需要確保這些溝槽能夠滿足設(shè)計的要求，接著就是需要增強(qiáng)對于管道安裝的重視，在安裝之前，要仔細(xì)地檢查管道的實際情況，要防止管道存在破損的情況，并且在承插口處不可以存在破損的情況。只有確保各個檢查結(jié)構(gòu)能夠滿足各項要求才可以正式開展安裝工作。在安裝過程中，承口端的方向要和安裝的方向保持一致，能夠借助調(diào)查把管道吊起來，接著就是移接到承接口處，并且在這個上面涂上一定的植物潤滑油，確保插口端和承口端保持在同一個方向，之后把管道緩慢下降，一直到規(guī)定的安裝間隙。在安裝完成之后，需要測量管道的平面位置和坡度，并且需要校對管道的軸線以及標(biāo)高，準(zhǔn)確地記錄所得的數(shù)據(jù)，使得在開展接下來的管道安裝工作的時候，可以及時的找到測量記錄。

1.2 安裝檢測

在安裝管道的過程中，需要使用專業(yè)的測量工具來測量管道的開口度，通俗的來說，需要把開口度保持在15到30 mm之間。假如管道的基礎(chǔ)不是特別均勻，就需要把間隙控制在25 cm。在安裝工作完成之后，要及時的開展接頭打壓工作，確保接口的密封性。借助經(jīng)過率定的專用加壓泵進(jìn)行排氣，等到氣被排完之后，把螺栓擰緊，之后增加一定的壓力，確保氣壓保持不變，在等到工作壓恢復(fù)之后再繼續(xù)進(jìn)行因此上敘工作，假如兩次都可以確保在五分鐘之內(nèi)壓力不下降，就可以說明這個接頭打壓工作合格。如果沒有完成三節(jié)管道安裝工作，就需要對于其中的第一節(jié)管道進(jìn)行重復(fù)的打壓，一直等到管頂回填完畢。

1.3 管道回填

安裝完畢的管道不可以長期暴露在外邊，特別是在雨季以及冬季，要是長時間暴露在外邊，就會影響到管道使用，因此在管道安裝工作完畢，就需要立刻進(jìn)行管道回填，總的來說，每次安裝二十到四十節(jié)管道之后就能夠進(jìn)行回填。在進(jìn)行回填的時候，需要進(jìn)行溝槽清除工作，之后需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行回填。在管道的兩側(cè)到管道的頂部需要進(jìn)行分層夯實，每一層的鋪設(shè)厚度不能夠超出30 cm，接著就是兩側(cè)的高度不可以超過對應(yīng)層厚度，在回填完畢，有關(guān)的部門需要測量管道的軸線以及管道的高程，保障管道不會出現(xiàn)沉降以及變形的情況。

2 PCCP質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 對于承接口的研究

承接口構(gòu)造對于管材設(shè)計來說是比較重要的，并且對于管線來說需要有著較好的密封性，而且需要盡最大可能適應(yīng)地基所發(fā)生的變形，這樣可以更加便捷的進(jìn)行管線安裝工作。在南水北調(diào)工程里面涉及到了對于承接口的研究。并且在承接口處增加了止水膠圈，這樣的一種方法能夠有效地防止出現(xiàn)滲水的情況，現(xiàn)階段我們國家對于這種止水膠圈進(jìn)行了廣泛的使用，通過分析可以看出承接口配合尺寸控制和外國產(chǎn)品存在的差異，見表1。

表1 承插口配合尺寸控制及與國外產(chǎn)品對比mm

2.2 PCCP陰極保護(hù)以及鋼絲錨固

鋼絲錨固和預(yù)應(yīng)力鋼絲的纏絲質(zhì)量是密切相關(guān)的，并且鋼件構(gòu)造對于陰極保護(hù)來說是比較重要的，因此需要增強(qiáng)對于鋼件構(gòu)造的重視，如此可以給之后的試驗提供更加健全的組件。通過使用新型的錨固件可以有效地解決構(gòu)建所存在的問題，并且可以解決所存在的安裝問題以及生產(chǎn)問題。需要注意的是要保障鋼絲錨固的可靠性，如此也能夠確保構(gòu)件所存在的電連續(xù)性。

2.3 PCCP外壁防腐涂層機(jī)械化自動噴涂工藝

在經(jīng)過PCCP外壁防腐涂裝工藝的一系列室內(nèi)試驗和現(xiàn)場實驗研究之后，在我們國家首創(chuàng)性的實現(xiàn)了和PCCP噴漿機(jī)結(jié)合的PCCP外壁防腐涂層機(jī)械化自動噴涂工藝，這個工藝所使用的是涂料有著較高的絕緣性質(zhì)以及防腐蝕介質(zhì)滲透功能，能夠在粗糙的水泥砂漿和混凝土表面進(jìn)行一次涂裝就能夠達(dá)到所需厚度嗎，并且厚度比較均勻；涂層和水泥砂漿以及混凝土有著較好的附著力，能夠直接在初凝的水泥砂漿和混凝土表面進(jìn)行涂裝。PCCP砂漿保護(hù)層制作和環(huán)氧煤瀝青防腐層涂裝，有著共同的工作平臺，干噴工藝需要將制作好保護(hù)層的PCCP吊下工作臺，在經(jīng)過堆放之后在哦重新進(jìn)行涂裝，這樣的一種工作工序比較復(fù)雜，工作效率比較低，并且需要有較大的周轉(zhuǎn)場地，噴濕工藝在制作完畢保護(hù)層之后需要進(jìn)行防腐涂裝。使用機(jī)械化濕態(tài)噴涂工藝，這樣的一種工作工藝，工作效率比較高。

2.4 PCCP管芯使用高性能混凝土配比研制

南水北調(diào)工程所采取的是PCCP管芯混凝土，混凝土總堿含量不會超過2.5 kg/m3，并且管芯脫模之后就可以達(dá)到纏絲強(qiáng)度，在蒸養(yǎng)的時候溫度不能高于五十二度，塌落度需要確保在5～8 cm之間，管芯之間不能夠有裂痕，并且需要確保管芯混凝土強(qiáng)度的保證率達(dá)到百分之百。借助優(yōu)化配合比，能夠確定出四個季節(jié)的管芯混凝土配合比，使用這個配合比制成的管芯混凝土工作性比較好，總堿含量以及塌落度都在控制范圍之中，這樣就能夠有效地滿足塌落度損失、泌水性、和易性以及強(qiáng)度等要求。

2.5 制造質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

對于制造質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的研究所參考的研究標(biāo)準(zhǔn)就是在國務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會、南水北調(diào)中線干線工程管理局以及南水北調(diào)工程質(zhì)量監(jiān)督站所發(fā)布的各個標(biāo)準(zhǔn)，通過對于各種技術(shù)要求的分析，聯(lián)系工程建設(shè)實踐經(jīng)驗來增強(qiáng)研究力度，進(jìn)而確定出一套比較合適的控制標(biāo)準(zhǔn)。

3 保障安全性的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 PCCP仿真分析系統(tǒng)

PCCP仿真系統(tǒng)會在各種結(jié)構(gòu)的受載響應(yīng)分析中得到了廣泛的使用，并且在結(jié)構(gòu)力學(xué)計算方法里面，使用極限狀態(tài)設(shè)計方法會遇到一定的問題，并且分析系統(tǒng)能夠有效地解決所存在的問題。PCCP分析系統(tǒng)能夠充分地分析在各種外荷作用中管道結(jié)構(gòu)的受力性和發(fā)展的情況，而且分析系統(tǒng)可以模擬結(jié)構(gòu)應(yīng)力變形的分布情況，分析系統(tǒng)所提供的專業(yè)軟件平臺功能比較強(qiáng)，并且方便進(jìn)行操作。

3.2 輔助設(shè)計系統(tǒng)

這樣的一個系統(tǒng)軟件借助有關(guān)的規(guī)范設(shè)計得到的，能夠計算混凝土壓力管設(shè)計，而且可以進(jìn)行校驗計算，對于各種材料的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計，進(jìn)而得到工程的整體造價。而且這樣的一種軟件可以計算覆土荷載以及汽車荷載，能夠提供較多的覆土埋置選擇形式。系統(tǒng)的最終計算結(jié)果會借助word文檔的形式來進(jìn)行展示，是比較方便的。在設(shè)計管子的時候，所有的參數(shù)還能夠借助國際單位制或者是美國單位制，這兩種都會使得我們國家的管道生產(chǎn)更加規(guī)范。

3.3 對于纏絲模型的數(shù)據(jù)計算

在開展施加在鋼絲上的預(yù)應(yīng)力計算的時候，由于沒有合適的結(jié)構(gòu)有限元分析模型，因此計算結(jié)果會存在一定的不足。文中所提出的纏絲模型借助環(huán)形預(yù)應(yīng)力的機(jī)理，在這個基礎(chǔ)上對于鋼絲收拉情況進(jìn)行假設(shè)，把鋼絲和混凝土管芯之間的相互作用加入到了假設(shè)里面。由于預(yù)應(yīng)力鋼絲比較離散，并且模型里面不會存在較多的限制自由，因此不能進(jìn)行持續(xù)搜索，并且也很難及時的更換鋼絲以及改變混凝土之間的解除。不過這種模型能夠進(jìn)行簡化，并且可以有效地突顯出動力的計算形式，不過模型的合理性需要進(jìn)行驗證。

4 PCCP管道水力特性參數(shù)

文中借助室內(nèi)壁面粗糙度測量結(jié)合理論分析能夠得到λ與雷諾數(shù) Re之間的關(guān)系，不過不是直接的開展室內(nèi)水力學(xué)試驗，這樣能夠防止原型管道水力學(xué)試驗的不可行性。在進(jìn)行測試多組PCCP管道避免絕對粗糙度λs，得到了繪制管道沿程阻力系數(shù)λ與相對粗糙度 ks/d（d為管徑）之間的曲線關(guān)系,接著就是得到了理論公式，通過不同的解決方式來得到PCCP管徑下的沿程阻力系數(shù)λ，接著就是聯(lián)系已經(jīng)建立好的工程現(xiàn)場水頭損失實測值，對于所得到的理論結(jié)果進(jìn)行修正，給工程設(shè)計提供比較準(zhǔn)確的水頭損失計算方法，而且通過實際研究可以得到準(zhǔn)確的PCCP管道糙率值。

創(chuàng)新點：得到反映PCCP管材糙率系數(shù)n值的取值范圍，之后得到沿程阻力系數(shù)特性曲線圖，通過計算能夠得到南水北調(diào)4 m直徑PCCP管的沿程阻力系數(shù)，這樣能夠給之后的南水北調(diào)PCCP管道設(shè)計提供更多的參考，這樣也給之后的國內(nèi)PCCP管的使用通過更多的保障。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段超大口徑PCCP管道結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量控制研究，被加入到了十一五科技研究計劃里面。這樣可以看出超大口徑PCCP管道結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量控制，對于我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及科技發(fā)展來說是比較重要的，這就需要增強(qiáng)更多的人力物力投入。因此在進(jìn)行研究的時候，需要明確我們國家的實際情況，并且需要得到符合我們國家實際輕快的成果，這樣使得我們國家超大口徑的PCCP管道結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量控制得到更好的發(fā)展。