□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(yán)重。在水庫工程施工中，常常會(huì)遇到淤泥質(zhì)黏土，其對(duì)管道施工的要求較高，為確保管道施工質(zhì)量，必須對(duì)其施工中的關(guān)鍵技術(shù)加以了解和掌握?；诖它c(diǎn)，文章首先簡要介紹了大伙房水庫工程項(xiàng)目的基本概況，隨后分析了淤泥質(zhì)黏土及其對(duì)PCCP管道施工的影響，在此基礎(chǔ)上對(duì)淤泥質(zhì)黏土條件下PCCP管道的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(xiàng)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(dāng)時(shí)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(gè)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(jī)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(diǎn)是輸水量大、供水方式復(fù)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(gè)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(yù)應(yīng)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(gè)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(jìn)行PCCP管施工時(shí)必須采取有效的技術(shù)措施。

2淤泥質(zhì)黏土及其對(duì)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(duì)較差。PCCP管即預(yù)應(yīng)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(qiáng)度70%的預(yù)應(yīng)力纏繞環(huán)向高強(qiáng)鋼絲，最后在外層噴水泥砂漿保護(hù)層，形成的復(fù)合輸水管材，這種管材最大的特點(diǎn)是兼具鋼筒和混凝土的雙重優(yōu)點(diǎn)，可承受較高的內(nèi)外荷載、壓力損失相對(duì)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(jià)低，這些特點(diǎn)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(diǎn)，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(huì)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(shí)，除了要采取有效的技術(shù)措施外，還應(yīng)掌握施工關(guān)鍵技術(shù)和要點(diǎn)。

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(jìn)行PCCP管施工的過程中，除了要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)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(jìn)行降水，具體做法是在溝槽作業(yè)面的外側(cè)使用挖掘機(jī)開挖坡度1：1的截水槽，每間隔100 m左右設(shè)置1臺(tái)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(qiáng)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(jìn)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(shí)在溝底兩側(cè)20 m的位置處，分別設(shè)置了一個(gè)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(jìn)行填筑。四是在溝槽邊坡進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)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(cuò)臺(tái)的方式進(jìn)行單側(cè)或是雙側(cè)開挖，錯(cuò)臺(tái)的寬度應(yīng)當(dāng)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(yán)重程度，采取相應(yīng)的支護(hù)措施，如普通的塌方段可以采取鋼軌樁支護(hù)、嚴(yán)重塌方段可以采取密集鋼軌樁加橫向支撐的支護(hù)方式。

3.2 PCCP管的施工技術(shù)要點(diǎn)

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(yīng)當(dāng)不含有機(jī)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(yīng)當(dāng)控制在50 mm以內(nèi)，回填前應(yīng)對(duì)墊層材料進(jìn)行濕度檢測，以此來保證夯實(shí)后材料能夠達(dá)到所需的密實(shí)度；可以使用相應(yīng)的工程機(jī)械將墊層材料均勻撒布至管道溝槽內(nèi)，并用振搗壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理；墊層的最小厚度應(yīng)當(dāng)控制在450 mm左右，最大不得超過500 mm，初次夯實(shí)后的最小相對(duì)密實(shí)度應(yīng)當(dāng)為70%。此外夯實(shí)后的墊層還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)修整，這樣能夠適應(yīng)管件的弧度，從而達(dá)到最佳的受力狀態(tài)，成形后的高度應(yīng)當(dāng)控制在300 mm，管道下墊層的最小厚度應(yīng)當(dāng)控制150 mm，修整的圓弧直徑應(yīng)當(dāng)小于管件外徑。成形之后的墊層尺寸應(yīng)當(dāng)略小于管件的實(shí)際尺寸，這樣能夠確保兩者之間的接觸更加嚴(yán)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(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)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(shí)，要對(duì)管件插口的卡環(huán)進(jìn)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(gè)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(dāng)密封圈安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)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(shí)際鋪設(shè)過程中，可將管件的承口端作為管道的引導(dǎo)端，如果鋪設(shè)管道的坡度超過15%，則應(yīng)當(dāng)對(duì)開口端進(jìn)行封堵處理；在管道的垂直或是水平方向轉(zhuǎn)彎處應(yīng)當(dāng)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(duì)PCCP管進(jìn)行安裝前，應(yīng)當(dāng)先對(duì)管子內(nèi)部進(jìn)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(yīng)當(dāng)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(dāng)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(shí)，應(yīng)當(dāng)將吊下的管子插口與已經(jīng)安裝就位的管子承口對(duì)中，讓插口正對(duì)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(duì)管口進(jìn)行連接時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)事先進(jìn)入到管子內(nèi)，在兩個(gè)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(duì)口時(shí)，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(zhǔn)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(duì)接完畢后，要對(duì)膠圈的位置進(jìn)行檢查，確認(rèn)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(duì)管道位置及高程進(jìn)行校驗(yàn)，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(jìn)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(xì)鐵絲將兩側(cè)扎緊，并在上面預(yù)留出一個(gè)灌漿口，同時(shí)在接口間隙內(nèi)放一根鐵絲，灌漿時(shí)可以來回牽動(dòng)鐵絲，其主要作用是能夠使灌注的砂漿更加密實(shí)。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(jìn)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(diǎn)有著密不可分的關(guān)系。文章以大伙房水庫工程項(xiàng)目為依托，對(duì)淤泥質(zhì)黏土條件下的PCCP管施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述，以期能夠?yàn)橥惞こ烫峁┙梃b參考。

參考文獻(xiàn)

［1］徐鋒，高岳，李國棟.大伙房水庫輸水應(yīng)急入連工程建設(shè)必要性及工程特點(diǎn)［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(yīng)急供水工程（北京段）的應(yīng)用［J］水利水電技術(shù)，2012 （8）：51-55.

（責(zé)任編輯：左英勇劉長垠）

中圖分類號(hào)：TV672-39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：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