趙孟偉

（河南省豫東水利工程管理局，河南 開封 475004）

1 PCCP的發(fā)展及應用

1.1 國內(nèi)發(fā)展

PCCP被大量應用于中國市政、電力、水利等領域，有高壓給水管道工程、長距離引水工程、高覆土引水工程、城市給水管網(wǎng)改造工程等。

1.2 引江濟淮工程（河南段）的應用

引江濟淮工程初設批復總投資73.78 億元，PPP 模式下76.50 億元。河南段輸水線路總長度為195.14 km（初設），其中新建輸水管道（PCCP）131.42 km，其（建安）投資約31.60 億元，占批復總投資的42.80%，管徑規(guī)格分別是2.20、3.00、3.20 m，管頂覆土最大為14～19 m，PCCP 管道長度占輸水線路總長度的67.35%，穿越河道、公路、鐵路約150處。

2 PCCP管道生產(chǎn)工藝流程

主要包括：鋼圈加工、鋼筒制作、管芯混凝土澆筑、纏繞預應力鋼絲、輻射砂漿保護層、管道防腐處理、成品堆放等。見圖1。

圖1 PCCP主要生產(chǎn)工藝流程圖

2.1 鋼圈加工

生產(chǎn)工序為：將質(zhì)檢合格的鋼板下料剪切、卷環(huán)焊接、打磨焊縫、把承口鋼圈壓邊成型、承插口鋼圈脹圓到設計尺寸、檢驗尺寸。經(jīng)檢驗承、插口鋼圈為同心圓，達到設計精度即為合格。

2.2 鋼筒制作

將鋼板帶用軋機扎成長條；焊接扎下來的板帶；在管道承口內(nèi)側(cè)、插口外側(cè)和橡膠圈接觸部位設承口、插口鋼圈；將加工好的承、插口鋼圈焊接在鋼筒上，一端焊接插口異形鋼圈，另一端焊接承口異形鋼圈，注意朝向；鋼筒制作完工后必須進行水壓試驗，經(jīng)檢驗焊點無滲漏后方可進行下道工序。

2.3 管芯混凝土澆筑

將帶有插口鋼圈和承口鋼圈的鋼筒吊入管芯澆筑內(nèi)外模中并準確定位校核，按照配料單拌和混凝土，將混凝土沿鋼模內(nèi)外壁澆入，使鋼筒鑲嵌在混凝土中，同時開動振動器，振搗混凝土。密實的管芯成形后按照規(guī)范要求對管芯進行蒸汽養(yǎng)護?；炷翉姸冗_到設計強度的70%，才可進入纏絲工序。

2.4 纏繞絲預應力鋼絲

將養(yǎng)護完畢的管芯吊出蒸汽養(yǎng)護室，立于預應力纏絲臺上；隨著臺座旋轉(zhuǎn)帶動管芯旋轉(zhuǎn)，以設定的螺距和預應力使高強鋼絲纏繞在管芯上，纏絲應力波動控制在標準要求以內(nèi)，注意纏絲過程同時噴水泥砂漿。

2.5 輥射砂漿保護層

管芯鋼絲表面按標準配比水灰比先噴涂一層水泥凈漿，然后用高速輥射機輥射水泥砂漿保護層，確保砂漿保護層凈厚度達到設計要求，經(jīng)專人檢測合格后，結束噴漿，并進行第二次養(yǎng)護。

2.6 管道防腐處理

管子加工后向管外壁噴瀝青一道，然后再進行起吊，管子邊轉(zhuǎn)變噴，與噴水泥漿做法相似；另外，將承、插口鋼圈表面的水泥砂漿清除后，刷防銹漆兩道。

2.7 成品堆放

PCCP管成品堆放時，管材下應放置如土袋、沙袋、枕木等緩沖材料或者修建小土坎；堆放場地應堅實、平整、有排水條件、無硬物或尖銳物，嚴格禁止雙層疊放。

3 PCCP優(yōu)點

3.1 承受較高的內(nèi)壓和外壓

PCCP 管身采用鋼材制成的鋼筒和鋼制承插口，接頭處采用橡膠密封圈，確保了管體和接頭處的抗?jié)B性，所以管材具備承受較高的內(nèi)水壓力的能力；另外通過高強鋼絲纏繞管身的方式對PCCP 管體施加預應力，當管體承受內(nèi)壓和外荷載時，PCCP所受到的張力正好被施加的預壓應力所抵消，使得PCCP能承受較高的內(nèi)壓及外壓。

3.2 通水能力強

PCCP 管身及其接頭的內(nèi)表面光滑，糙率n 小、流水阻力小；表面不結垢，不形成瘤節(jié)，所以其通水能力強。

3.3 密封性和抗?jié)B性強

PCCP 依靠其特殊的復合結構和特有的接頭形式，不但靠鋼筒抗?jié)B，而且利用橡膠圈受壓反彈后密封接頭，經(jīng)加壓設備水壓力試驗等檢查后，要求達到管身不會出現(xiàn)滲水，接頭不會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

3.4 良好的耐腐蝕性和耐久性

PCCP 的鋼筒被密實的混凝土包裹，高強預應力鋼絲被水泥砂漿保護層所包裹，承插口都經(jīng)過防腐技術處理過，且安裝后其外露部位又采用砂漿灌注封口，所以PCCP管具有良好的耐腐蝕性和耐久性，使用壽命可達50年以上。

4 質(zhì)量問題及缺陷的表現(xiàn)形式

主要為鋼筒變形、失圓、凹陷；管芯內(nèi)表面凹坑、蜂窩、麻面；管芯混凝土內(nèi)外壁分層、剝落、塌落、裂縫、管芯混凝土蜂窩、麻面；纏絲接頭絞繞、搭接、翹起；砂漿保護層、裂縫、空鼓、掉塊；承插口破損、銹跡；涂層龜裂、皺皮等現(xiàn)象。

PCCP的質(zhì)量控制關鍵在于原材料的質(zhì)量控制和生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，尤其是關鍵原材料和關鍵生產(chǎn)工序的質(zhì)量控制。

5 PCCP的質(zhì)量控制

5.1 關鍵原材料的質(zhì)量控制

PCCP生產(chǎn)原材料包括：高強鋼絲、接頭綁扎鋼絲、焊絲、焊條、錨固塊、水泥、水、粗骨料、細骨料（砂）、外加劑、薄鋼板、插口型鋼、承口條鋼、防腐材料、橡膠圈等，要把控好材料生產(chǎn)商的選擇，嚴控原材料的使用，針對材料的檢查、抽樣等工作的關鍵環(huán)節(jié)，要做到準確、無誤、不漏項、不漏檢，禁止檢驗不合格原材料進入產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

5.1.1 鋼絲、薄鋼板

預應力鋼絲應用冷拉鋼絲，力學性能應符合GB/T5223 的規(guī)定；最大抗拉強度≤1 670 MPa，直徑≥5 mm，重點檢驗抗拉、氫脆敏感性、松弛指標是否滿足要求；薄鋼板厚度≥1.50 mm，其屈服強度不低于215 MPa、抗拉強度設計值不低于310 MPa。

5.1.2 水泥

制管用水泥應采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等，水泥性能應符合GB175，GB/T19685-2017 規(guī)定。水泥中鋁酸三鈣（C3A）含量一般控制≤8%，同時要重點關注水泥中的堿含量。

5.1.3 砂石料

管芯混凝土宜用人工砂或天然中粗砂，其含泥量≤2%，保護層水泥砂漿宜采用天然細砂，其含泥量≤1%；管芯混凝土所用粗石料，應為卵石或人工碎石，其最大粒徑≤31.50 mm，且不得大于混凝土層厚度的2/5。

5.2 關鍵生產(chǎn)工序的質(zhì)量控制

5.2.1 鋼圈、鋼板加工

承、插口接頭鋼環(huán)的對接焊縫應保證打磨的光滑并與附近表面取平，焊縫表面不得出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋等缺陷。承、插口鋼圈的尺寸、斷面形狀應符合設計規(guī)范要求，表面要保持光滑，且無麻面、毛刺和重皮，鋼圈外露的部分必須涂刷防銹漆或采用其他防銹手段加以保護。

鋼板帶切割應由專人持證操作，切割縫一般應控制在1.50～2.00 mm，切割完成后存在的毛刺、溶渣等采用砂輪打磨清理，并嚴格按照設計要求完成焊縫坡口處理。

5.2.2 管芯混凝土制造

管芯混凝土制造過程中應主要控制水泥溫度、混凝土澆筑溫度、配合比設計、混凝土坍落度、混凝土養(yǎng)護等，采取養(yǎng)護措施，重點關注外界環(huán)境溫度和管芯混凝土溫度，避免溫差過大引起管芯開裂。

5.2.3 砂漿保護層制造

制作時所使用的的水泥應與管芯混凝土水泥同一品種，保護層砂漿含水量應控制在8%～9%比較適宜。

6 總結

PCCP 制作工藝、生產(chǎn)流程、PCCP 優(yōu)點的介紹與說明，枚舉出PCCP 質(zhì)量及缺陷問題常見表現(xiàn)形式，要保障質(zhì)量需重點關注鋼絲、薄鋼板、水泥、砂石料等原材料質(zhì)量；對鋼圈、鋼板加工、管芯混凝土、砂漿保護層生產(chǎn)工序要嚴格按照國家規(guī)范、設計要求、生產(chǎn)工藝、工序要求生產(chǎn)，影響質(zhì)量的關鍵就是在于關鍵原材料的質(zhì)量控制和關鍵工序的質(zhì)量控制。