陳 瀟
(河北省秦皇島市引青管理局,河北 秦皇島066001)
秦皇島市引青濟(jì)秦?cái)U(kuò)建三期輸水工程全線采用地下埋管方式,主要施工內(nèi)容為4#隧洞出口~北戴河新區(qū)水廠支線分水口段與原輸水管線并行鋪設(shè)單排PCCP管道,線路全長12.341km。 通過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)多方面的比較,結(jié)合引青管道的覆土深度和工作壓力,本次輸水管道主要采用DN2200、DN1800預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管,在管道過河、過路、穿越交叉工程部分采用焊接鋼管。 2017年5月正式通水,至今運(yùn)行良好。
PCCP管道是由鋼筒、混凝土管芯、高強(qiáng)鋼絲及水泥砂漿等材料組成的復(fù)合型結(jié)構(gòu)管道, 其具有混凝土、鋼材各自特性。 近20年來,國內(nèi)PCCP管道施工技術(shù),得到了快速的發(fā)展,其技術(shù)的可靠性及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性, 被行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)識(shí), 尤其是在南水北調(diào)、引青濟(jì)秦這些大中型輸水工程中,得到了廣泛應(yīng)用。具有適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)壽命長、抗震性能好、安裝方便、基本不漏水等優(yōu)點(diǎn),能有效減少管路損失,從而提高工程綜合效益。
管道敷設(shè)施工流程可大致分為:①場(chǎng)地平整,測(cè)量放線并校核;②基槽土方(石方)開挖,施工導(dǎo)流、降排水(視地勘、開挖情況);③PCCP管道進(jìn)行吊裝就位,PCCP管道安裝、各種閥門井施工;④管道接口三次水壓試驗(yàn),填封內(nèi)、外接口縫,土方回填;⑤水壓試驗(yàn);⑥竣工清理。
擴(kuò)建三期工程PCCP管道卸車采100t履帶吊負(fù)責(zé), 直接吊放在溝槽外的堆放場(chǎng)內(nèi)。 管道裝卸過程中,采用柔性材料包裹起吊索,避免碰損管道。 起吊時(shí),采用兜身吊帶吊運(yùn),穿心式吊具不能作為此管道的起吊方法,裝卸過程始終保持輕裝輕放的原則[1]。管道起吊時(shí),管中不得有人,管下不準(zhǔn)有人逗留。 現(xiàn)場(chǎng)PCCP管道的公稱直徑、單節(jié)有效長度及單根質(zhì)量分別為DN2200、6m及18.3t,結(jié)合工情,在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)存放時(shí),只允許單層存放,禁止堆放,管道下面應(yīng)事先放好兩根防止管道滾滑的保護(hù)措施, 且管道的探出長度應(yīng)為1/5的管長,承口不能接觸地面,施工期間沒有特殊原因,不得隨意變換管道存放位置,確保管道的完好。管道長期(一月以上)存放時(shí),必須采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施,保持濕度,避免管質(zhì)受損。
首先根據(jù)施工設(shè)計(jì)對(duì)到場(chǎng)的PCCP管道進(jìn)行落地驗(yàn)收,必須附有產(chǎn)品合格證,依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)程對(duì)管體外壁外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),認(rèn)真做好檢測(cè)記錄。其次,要逐個(gè)檢查管道所需的密封橡膠圈。密封橡膠圈形狀為“○”形,表面不得有氣孔、裂縫、重皮、平面扭曲、 肉眼可見的雜質(zhì)及有礙使用和影響密封效果的缺陷[2],保證橡膠圈的密封質(zhì)量。 此外,管道生產(chǎn)廠家必須提供符合相關(guān)規(guī)范要求的密封橡膠圈質(zhì)量合格報(bào)告,及相對(duì)應(yīng)的用水無害證明書。
管道在安裝前必須逐根檢查:承插口有無碰損、外保護(hù)層有無脫落等,發(fā)現(xiàn)裂縫、保護(hù)層脫落、空鼓、接口掉角等缺陷在規(guī)范允許范圍內(nèi)[2],使用前必須要求生產(chǎn)廠家進(jìn)行修補(bǔ),經(jīng)監(jiān)理單位鑒定合格后,方可使用。
3.3.1 PCCP管道吊裝就位
根據(jù)PCCP管道的單節(jié)長度和質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工條件并結(jié)合安裝施工特點(diǎn), 本工程采用100t履帶吊進(jìn)行直接吊裝, 將PCCP管道及管件吊裝至溝槽內(nèi),再用履帶吊結(jié)合人工安裝就位。在起吊時(shí),首先要觀察吊裝帶安放的位置, 及時(shí)調(diào)整必須保證管道前后吊點(diǎn)的平衡,不得造成管道傾斜,以確保管道在吊裝過程中能平衡上升。 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)避免管道及管件的多次搬運(yùn),不論選用哪種機(jī)械下管,管道都應(yīng)在吊裝時(shí)大體就位,嚴(yán)禁將管道向溝底自由滾放。吊車下管時(shí)注意吊車站位位置溝槽邊坡的穩(wěn)定。
3.3.2 PCCP管道及接頭的清理、潤滑
安裝前先清掃管道內(nèi)部, 在插口凹槽內(nèi)涂抹一層食品級(jí)植物潤滑油, 使橡膠圈均勻地箍在插口環(huán)凹槽內(nèi),為增加管件承插口在邊接時(shí)的光滑度,在管道插口外表面的凹槽和膠圈上也要均勻涂抹一層植物類潤滑油。
3.3.3 PCCP管道對(duì)口
管道安裝時(shí),吊車吊起待安裝管道,使管道懸空不與基底接觸,為避免碰撞應(yīng)緩慢移動(dòng)靠近,管道的插口與承口必須對(duì)準(zhǔn)就位, 使插口能夠平順地一次進(jìn)入已安裝好的管道承口內(nèi), 此時(shí)在承口端部墊幾塊木塊,避免劇烈的晃動(dòng)撞壞承插口。對(duì)口時(shí)采用內(nèi)拉法,通過墊木使管道的承插口順直、圓周間隙大致相等,直至管道滑動(dòng)至設(shè)計(jì)的安裝間隙后,再撤除支墊方木。 安裝時(shí),要嚴(yán)格掌控管道安裝尺寸,同時(shí)也避免承插口環(huán)發(fā)生碰撞,對(duì)于直線段,安裝間隙控制在25±5mm范圍內(nèi); 若在管道接口處設(shè)計(jì)有借轉(zhuǎn)角時(shí),管道接口的最小間隙應(yīng)控制在不小于10mm。
管道安裝就位后,進(jìn)行如下檢查:①檢查密封橡膠圈位置。是否仍在插口凹槽內(nèi),無脫槽及擠出等現(xiàn)象, 確認(rèn)整個(gè)接口都能接觸膠圈, 且膠圈在同一深度。②檢查管道接口間隙是否符合安裝規(guī)定。若發(fā)管道接口安裝間隙超差,應(yīng)將管道拔出,重新安裝。 經(jīng)上述檢驗(yàn)合格后,方能放松并移開緊管器及吊具[3]。③根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)細(xì)致進(jìn)行高程、管道中心的復(fù)測(cè),并做好記錄。④每班安裝工作開始前,應(yīng)對(duì)此前已安裝好的前一根管道進(jìn)行復(fù)測(cè), 如發(fā)現(xiàn)位移, 重新復(fù)位,合格后再繼續(xù)安裝[1],確保安裝質(zhì)量。
3.3.4 PCCP管道接口水壓試驗(yàn)
擴(kuò)建三期工程中所用的PCCP管道承插口為雙膠圈密封。在管道安裝就位之后,要按照工程設(shè)計(jì)要求,對(duì)管道接口進(jìn)行水壓試驗(yàn),在管道正常工作壓力的前提下,確保管道安裝達(dá)到密封要求。接口打壓試驗(yàn)分二步進(jìn)行,首先升壓至0.2MPa,檢查接口,不滲不漏為合格; 然后繼續(xù)升壓至管道工作壓力, 保持5min壓力不下降即為合格。
(1)第1次管道接口水壓試驗(yàn):管道安裝就位之后,立即對(duì)接口進(jìn)行打壓,作為衡量接口密封性的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 如不合格重裝后再試,直至合格為止。
(2)第2次管道接口水壓試驗(yàn):每安裝就位3根管道后,應(yīng)對(duì)之前安裝完成的第一道管道接口,進(jìn)行二次管道接口打壓,檢驗(yàn)方法參照第一次管道接口水壓試驗(yàn)。
(3)第3次管道接口水壓試驗(yàn):管道安裝完成后,在土方回填至管頂以上50cm后,對(duì)管道接口進(jìn)行第3次打壓,檢驗(yàn)接口密封性,以避免回填到管道造成震動(dòng)。
3.3.5 PCCP管道接口處理
PCCP管道接口全部采用柔性接口。 在管道外接縫采用一次性灌注改性橡膠柔性防腐技術(shù)方案,接口內(nèi)凹槽用雙組分聚硫密封膏進(jìn)行勾縫, 使之與管道內(nèi)壁齊平。
(1)管道外接縫。對(duì)外接縫表面進(jìn)行嚴(yán)格清潔處理,鋪設(shè)模具緊貼縫隙兩邊,根據(jù)環(huán)境條件,選擇通縫灌注或分段灌注。 灌縫機(jī)速度均勻、平穩(wěn)、角度正確的進(jìn)行灌注,保證縫隙灌滿、灌實(shí)、減少空氣的留存。待灌縫2~6h(據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度而定)揭模后,粘貼保護(hù)帶,使其嚴(yán)緊、密實(shí)、牢固[4],待表面硬化后,進(jìn)行覆土。
(2)管道內(nèi)接縫。 管道接口內(nèi)凹槽處的填充,應(yīng)在管道回填后適當(dāng)時(shí)間(變形基本穩(wěn)定)后進(jìn)行。 清掃管道內(nèi)凹槽,確保凹槽內(nèi)沒有異物和灰塵,填充聚硫密封膠進(jìn)行勾縫時(shí),做到搗實(shí)、抹平管道接口內(nèi)凹槽[5]。
國內(nèi)目前的傳統(tǒng)管材如鋼管、預(yù)應(yīng)力混凝土管、鑄鐵管等越來越不能滿足市場(chǎng)的需要, 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,PCCP管道突出的優(yōu)點(diǎn)會(huì)使其有更大的發(fā)展的應(yīng)用空間。在管道安裝過程中,對(duì)各種注意事項(xiàng)的高度重視、對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,為引水工程帶來了更顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。