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水利技术监督 2014 年第 6 期 66 工程实践 大管径 PCCP 管道内拉法 安装施工技术 大管径 PCCP 管道内拉法 安装施工技术 朱兴广 辽宁省水利厅 辽宁 沈阳 110003 摘 要 文章阐述了辽宁省重点输水工程采用长距离大口径 PCCP 管道施工技术 在沟槽开挖 管道的运输及 装卸 内拉法管道安装及后续处理等方面取得的丰富施工经验 为其它大口径 PCCP 管道施工提供技 术参考 关键词 水利工程 海堤龙口 施工技术 DOI 编码 10 3969 j issn 1008 1305 2014 06 022 中图分类号 TV672 2 文献标识码 B 文章编号 1008 1305 2014 06 0066 04 1 PCCP 管道介绍 PCCP 管道是钢板 混凝土 高强钢筋 水泥 砂浆 防腐材料等几种材料的复合结构 不仅具有 混凝土和钢材各自的特性 还具有承受内外压较高 接头密封好 抗震能力强 施工方便快捷等特性 目前在世界各个地方都被广泛应用 其主要应用于 长距离输水干线压力倒虹吸的城市输水工程和压 力排污工程 2 PCCP 管道安装施工工艺 2 1 沟槽开挖 施工原则是分层开挖 及时排水 确保干地施 工 在开挖完成后及时进行地基承载力试验 需满 足设计安装要求 若地基承载力无法满足设计要求 需进行换基处理 2 1 1 降排水 开挖前 首先依据地形地质条件选择降水方式 对于渗透系数高 大于 0 1cm s 砂卵石地层 地下 水较丰富地段 采用基坑排水 对于渗透系数小 大约在 1 2 10 5cm s 6 0 10 5cm s 之间粉质粘 土 淤泥质粘土地层 多采用在基础两侧挖排水沟 每间隔一定距离设置集水坑的明排方式 对于渗 透系数在 4 6 10 3cm s 9 3 10 3cm s 之间中等 渗透系数地层 如具备井点降水条件 可在开挖前 提前打降水井进行降水 实际施工中应根据不同的 地质 地形条件 选择不同的降排水方式或多种方 式配合使用 地下水位降低至管底高程 0 5m 以下 确保干地施工 施工降排水贯穿于开挖 安装 直 至回填工序结束 2 1 2 沟槽开挖控制 根据施工控制网坐标和高程控制点 对沟槽中 心线 高程进行放样 按设计断面对沟槽开挖上 下口边线进行放样 并依此边线进行开挖 如图 1 土石方开挖共分为 5 层 分别为第 1 层耕植土 开挖 采用推土机推运至征地最外边缘分区存放 第 2 层为主沟槽土 开挖高度依施工机械性能而定 将反铲布置在槽口 沿纵向退挖甩土出槽后 用推 土机或反铲接力 将土石方运至堆存区堆放 堆存 区在耕植土堆存区内侧 第 3 层开挖至管底高程 以上 20cm 用反铲甩土后倒运至堆土区 第 4 层 为基地排水沟开挖 第 5 层为管底保护层土 确保 开挖至设计高程 2 1 3 不良地基处理 建基面开挖完成后对基础进行地基承载力实 验 若地基承载力达不到设计要求 须对基础进行 换填或挤密处理 主要方式包括 换填砂垫层基础 换填级配碎石加砂垫层基础 换填级配碎石加土工 格栅加砂垫层基础等方式 各层间开挖距离依据安 装速度 施工季节 当地的气候条件而定 作者简介 朱兴广 1972 年 男 高级工程师 工程实践 2 2 管道的 2 2 1 PCCP 一般采 2 2 2 PCCP PCCP 管 重 沟槽深 要求 周围 重机作为安 障碍物 沟槽 装设备 2 2 3 管道 对 PCC 包括两方面 1 质 工作压力 图进行检查 要求类型 2 对 容包括管芯 承插口长度 准备对接的 易安装和密 2 3 管道安 2 3 1 基准 沟槽开 铺设 30cm 平板振动夯 制的设计高 料填筑在两 的弧基 基础 管安装 规 线允许偏差 为避免 动 静 载坡比1 n 排 水 沟 图 1 开 的运输 装卸 P 管材运输 采用大型平板 P 管材装卸 管道的装卸设 深度和宽度 周 环境综合考虑 安装设备 在跨 槽深度较深时 道进场检查 P 管道安装施 面 质量合格证及 覆土深度 生 查核对 保证管 对管道外观质 芯混凝土裂缝 度 椭圆度 端 的两节管道的 密封良好的要 安装 准管安装 开挖并确认地 厚中粗砂 最 夯夯实 然后根 高程 人工将 两侧并人工振 础处理合格之 范要求压力管 差小于 30mm 免基准管的安 管 道 基 土 土 表 开挖示意图 及现场检查 拖车进行运输 设备选择根据 周边地形 交 虑 一般采用 跨越高压线路 时可采用有轨 施工前必须进 及检验报告 生产日期及安 管道类型为安 质量进行检查 缝宽度 深度 端面垂直度等 的承插口配合 求 地基承载力满 最大粒径不超 根据测量人员 将垫层下挖 1 振实 形成高度 之后进行第一 管道管中心高 安装对后续管 基 础 保 护 层 石 层 石 层 表 土 输 据管径 单管 交通状况 工 用大型履带式 路 通讯线路 轨龙门吊作为 进行质量检查 特别要对管 安装位置的配 安装位置配管 查 主要检查 度 是否有空 等 进一步确 合间隙是否满 满足设计要求 超过 2cm 采 员用水准仪所 5cm 控出的 度约 30cm 左 一节管道即基 高程 管中心 管道造成更大 动 静 载坡比1 排 水 沟 水利技术监督 管管 工期 式起 路等 为安 查 管道 配管 管图 查内 鼓 确定 满足 后 采用 所控 的材 左右 基准 心轴 大的 偏差 控制 平直 将不 中心 平后 如调 的相 过吊 字丝 杆起 中 围间 2 3 对接 管道 为 安装 装时 等 承 止碰 刷干 口和 毛刺 插口 滑承 润的 入橡 使橡 翻转 坡比1 m 督 差 要求各条 制在 10mm 以 为确定管道 直的角铁置于 不小于 60cm 心位置处挂一 后 垂球垂线 调整管道中线 相对位置 确 吊车臂杆左右 丝线位置重合 如调整管道 起降 将管道 注意检查承 间隙均匀 3 2 后续管安 1 安装 接完成后外缝 道设计管缝处 1000mm 200 图 2 管道 用履带式起 装管道的插 时使承 插口 当吊装管道 承 口 10 2 碰撞 安装前将承 干净 彻底清 和插口 使工 刺等应予处理 口的胶圈槽内 承插口 以便 的插口圈上 将胶圈放入 橡胶圈下绕全 橡胶圈均匀地 转现象 2 安装 条线的第一节 内 且承口方 道中心线 用 于管道内 m 长的水平尺 一个垂球 将 线稳定后所 线 用经纬仪 确定管道中心 右移动 使管 合 道高程 用水 道调整到设计 承插口之间的 安装 装前准备工作 缝处理的施工 处开挖宽度与 0mm 的工作坑 道安装人造填弧 起重机将管道 承 口 为 口段保持平行 道承 插 口 20cm 时 用 承口内部和插 清扫管内的杂 工作面光滑 无 理 承插口清 内 并涂刷食 便安装 注意 严禁使用石 入插口环凹槽 全管口转 2 地套入在插口 装 橡胶圈安 2 节管道高程 方向朝向水流 用一根长为 标示出角铁 尺放在角铁上 将角铁用水平 示线即为管 仪上十字丝和 心线是否存在 管道中心线和 水准仪观测 计高程 在管 的间隙 尽量 为了满足 工需要 安装 与管道外径相 坑 如图 2 弧区工作坑示意 道承 插 口 为防止承 插 行 并使圆周 移动至距离 用方木垫在两 插口外部的泥 杂物和尘土 无突起异物 清理完成后将 食品级植物类 意勿让泥土污 石油类润滑油 槽后 再使用 3 圈来调整 口环凹槽内 安装合格后 2014 年第 6 期 67 轴线偏差均 流方向 2 5m 校正 铁中心位置 上 角铁的 平尺调整水 管道中心线 和垂线之间 在偏差 通 和经纬仪十 通过吊车臂 道调整过程 保持管道周 管道吊装及 装前在 PCCP 相同 长 高 意图 缓慢靠近已 插口碰撞 吊 间隙大致相 对接管道插 管道之间防 泥土脏物清 清理管道承 如有飞边 胶圈安装在 润滑油来润 物落到已涂 油 一根短棒插 整胶圈松紧 且无扭曲 开始安装 期 68 工程实践 根据实 法进行安装 用履带 已安装好的 口 采用 2 的承 插 道插 承 入管内 往 于未控制好 内拉法 在已安 固定卡缝 5 节管道为宜 工效率下降 之间因管道 致该部分已 内撑杆 Q235C 钢板与 侧须垫设 3m 时内撑杆破 吊装的 对接后 在安 梁 两侧与 内撑杆 件与手拉葫 来缩短两安 线 吊车吊 控制两管之 轴线偏差均 仔细进行管 调整 直至 实践经验 管 装 如图 3 图 3 内拉 带式起重机将 的管道的插 承 台 10t 手拉葫 口缓慢而平稳 口内就位 管 两管之间塞入 好而导致两管 法具体施工工 安装管道中选 该管缝选取 宜 距离过长 降 距离过短则 道与基础摩擦 已安装管道产 杆一般选择厚 与钢锭梁连接 mm 厚的胶皮 破坏管芯混凝 的安装管道与 安装管道的外 与管端接触部 杆与钢制大梁 葫芦的导链连 安装管道管缝 装时垂直方 之间的安装间 均小于 30mm 每 管道位置和高 至合格为止 径大于 1 8m 拉法平面示意图 刚吊下的管道 承 口对中 葫芦内拉法将 稳地滑入前一 管口连接时作 入挡块 避免 管道承插口相 艺如下 选取一道管缝 原则为距离预 长则人员操作 则会使内撑杆 擦力不足将安装 生较大位移 厚度在 18 接 插入管缝 皮垫作为柔性垫 凝土 与最外侧管道 外侧架设 Q23 位垫设 5mm 厚 梁之间两侧采 连接 人工均匀 缝间距 两侧导 向移动控制管 隙在 5 25m 每节 PCCP 管 高程的校验 如 m 时宜采用内 图 道承 插 口 使插口正对 将刚吊下的管 一节已安装的 作业人员事先 免管道吊装时 撞 破坏管 缝作为内撑杆 预安装管道 作时间增加 杆至最外侧管 装管道拉动 20mm 范围内 缝钢板的受力 垫层 避免受 道初步完成管 35C 槽型钢制 厚的胶皮垫 采用钢制连接 匀对称拉动导 导链控制管道 管道高程 最 mm 之间 高程 管道安装完成 如不合格须进 水利技术监督 内拉 口与 对承 管道 的管 先进 时由 道 杆的 4 施 管道 导 内的 力一 受力 管口 制大 接杆 导链 道轴 最终 程和 后 进行 质量 2 3 孔压 孔各 表进 2mi 在内 节管 成了 3 次 安装 2 3 口钢 外缝 260 模 浆净 绳 包带 性 浆 过程 确保 接头 缝也 道内 确保 胀砂 2 4 分区 要求 腋角 质量 分为 督 安装合格后 量 3 3 PCCP 管道 在管道完成 压水 上部打 各安装一个精 进行打压试验 in 内无压力降 接头压力实 内接管道安装 管道安装 第 了两节管道安 次打压试验在 如果打压试 装处理或其他 3 4 接头处理 为了使整个 钢件不受侵蚀 缝灌浆在第二 在接头外侧 0mm 的闭孔泡 在包带的外 净宽不小于 2 防止漏浆 在管道接缝 带在顶部留有 并加入 8 灌浆时从管 程中使用细钢 保灌浆密实 头灌浆超出管 也需进行封堵 在第三次打 内部接缝封堵 保接缝内没有 砂浆塞填缝隙 4 沟槽回填 根据管道各 区控制原则 求 在管道回填 角区 管底 量对管道稳定 为埋弧法或填 后及时进行接 道接头打压试 成之后 采用 打压孔排气 精专业检测单 验 加压至规 降为合格 实验共需进行 装定位后立刻 第 2 次打压试 安装后对该节 在回填完成后 试验不合格 他处理方式 理 个管道完全处 蚀 安装接头 二次接头打压 侧包裹一层厚 泡沫板为包带 外侧用 8 钢 200mm 的空腔 缝安装外包带 有缺口 灌入 左右的膨胀 管顶一侧灌入 钢筋插捣 外 灌浆口上部 管外壁高度不 堵 打压试验完成 堵抹浆 封堵 有异物和灰尘 隙并捣实抹平 各部位受力条 各区回填料 填分区中 由 110 120 定性影响最大 填弧法 如图 2 接口水压试验 试验 用打压泵从接 排气结束后 单位评定合格 规定的实验压 行 3 次 第 1 刻进行 合格 试验在某节管 节管道进行打 后进行 需对管道进 直至合格为 处于碱环境中 头外侧需进行 压合格后 回填 厚度 2cm 宽 带 作为灌浆 丝绳勒紧 腔 用张紧装 带之前用水冲 入的砂浆要有 剂使之成为 入 从另一侧 外侧采用木槌 部使用较干硬 不小于 3cm 成并验收合格 堵前需清扫管 尘 洒水湿润 平 条件不同 管 料和压实参数 由于管道承重 范围内 大 管道腋角 图 4 2014 年第 6 期 验 确保安装 头下部打压 在两个打压 格后的压力 压力后 保持 次打压试验 后进行下一 道之后又完 打压试验 第 行拔管重新 为止 中 外漏承插 行接缝灌浆 填之前进行 宽度不小于 接头处的外 形成管缝砂 置拉紧钢丝 冲洗润湿 外 较好的流动 非收缩性砂 侧溢出 灌筑 槌轻轻敲打 硬砂浆填满 管道内部接 格后 进行管 管道内接缝 润后 采用膨 道回填采用 应符合设计 全部集中在 该区回填 区回填方式 期 工程实践 由于受 约 大多采用 应立即进行 使用大型夯 区范围内 8 含泥量 备使用自制 木分层夯实 稳定 其他区 厚度 最优含 堆土区侧采 挖区运回的 采用 16m 长 禁在管道上 料 管道之 回填压实对 筑厚度 做 范围内采用 上接第 65 此类情 凝土粘接材 粘接材料 在处理 盖水库库盘 题时发现 已脱离 经 其次 应在膜与钢 受地质条件 管 用填弧法施工 行腋角回填 受 夯实设备 特别 应采用粒径 量不超过 5 的 制的 T 形夯实 实 避免产生不 区域回填应根 含水率 夯实 采用反铲送土 的开挖土料 反 长臂反铲送土 上方高出倾倒 间的回填压实 对称进行 每侧 做到同时回填 用反铲填土人 5 页 情况防治的主 材料进行试配 理巴里坤县西 盘复合土工膜 粘接的复合 经更换粘接材 钢板压条不 钢板压条间放 管道形式的多 工 管道第二 受施工条件限 别是垫层与管 小于 20mm 的中粗砂进行 实设备或直径 不均与沉降 根据回填碾压 实机具及碾压 到沟槽 另一 反铲送土到沟 沿简易溜槽下 回填料 沟槽 实应与管道至 侧回填高度差 均匀上升 管 人工摊平 在最 要方法是 首 配 选择满足工 西黑沟水库和 膜与趾板混凝 土工膜与趾板 材料多次调试才 不能直接压在 放置 2 根弹性 图 4 多样性等条件 二次打压合格 限制 该区不 管道形成的三 含水率在 5 行回填 夯实 10cm 左右的 确保管道进 压实验确定回 压遍数 回填时 一侧采用土方 沟槽 管道之 下料到沟槽 槽内采用人工 至沟槽壁之间 差不超过一层 管顶以上 50 最上层需回填 首先要对膜与 工程环境要求 和伊吾县阿拉 凝土连接渗漏 板混凝土有 才达到要求 在复合土工膜 性较好的直径 水利技术监督 填弧法回填示 件制 后 不能 三角 实设 的圆 进出 回填 时 方开 之间 严 工铺 间的 层填 0mm 填耕 植土 与周 2 5 工安 行的 装完 进度 超过 压试 压试 3