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摘 要:本文结合笔者自来水PCCP管道工程监理实践,从多方面阐述了PCCP管道安装质量控制。
关键词:PCCP管;安装;质量控制
1、引言
PCCP预应力钢筒混凝土是一种新型复合、环保型管材,具有高强度、高抗渗性、高密封性、耐久性强、水头损失小、安装方便、抗外力损坏能力强、维护费用低、水压试验方便等特点。
2、工程简介
泰州三水厂改扩建工程及配套管网泵站工程一标段采用DN1600PCCP管,采用承插口接头,单根PCCP管长5m,单根PCCP管重达10t。
3、PCCP管道安装质量控制
3.1 施工流程
测量放线→降排水及沟槽开挖→垫层施工→PCCP吊装→PCCP安装→接口水压试验→填封接口缝→管道胸腔土方回填→接头水压试验→沟槽回填→管线水压试验→管道冲洗。
3.2 PCCP管道安装
采用履带吊吊装,与人工配合。吊装绳索采用吊带、 钢丝绳外套胶皮管。采用“内拉法”:手拉葫芦+木方配合拼装管道。
3.2.1首节PCCP管定位
用履带吊将管材吊入沟槽内,履带吊起吊能力有一定富裕量,按提前放好的中心线控制桩和水准点,用全站仪放好控制桩,将首节PCCP承插口两端的中心线和高程,用经纬仪和水准仪,将PCCP定位:距首节PCCP插口端面为2m,控制首节PCCP的插口端桩号。PCCP中心线与设计中心线吻合,设计高程允许偏差值为±20mm。
3.2.2 PCCP管吊装
采用两点吊装下管,内拉法双点吊装拼接进行管道安装,竖向偏角不易控制,水平偏移量大。由于双点吊装上下浮动管节时,近点吊点离管口距离近,每次提升5cm所引起的管口角度变化大,容易使胶圈因挤压变形过大而损坏;采用单点吊装,每次提升5cm,管口角度变化较合适。管节拼装主要利用承口和插口间的空隙,用吊车上下移动管节,配合倒链向里将插口拉进承口中,完成安装。 因此,吊车对管节上下移动的控制量,是管节安装的一个重要控制点。由于吊装过程中的偏差和安装过程中2根倒链同步性问题,使单根管节水平偏移过大,首先导致打压试验不合格,会使叠加位移逐渐增大 最终使管线偏离设计位置。改进拼装管道方式:由“双点”吊装对口改为“单点”吊装对口。
3.2.3吊点位置设置
采用单点兜身吊时,吊带距管端的距离约L/4。同时改进拉管时机:改进每次浮动管材由之前的向上10cm,再回位,改为±5cm浮动。吊车提升管节5cm→拉紧倒链→管节归位水平、前进3~4cm→吊车下放5cm→拉紧倒链→管节归位水平、前进3~4cm……循环3~4次,通过变化拉紧倒链时机,节省吊车上下浮动管节的次数,节约时间,同时减少因浮动对胶圈的摩擦次数,减小胶圈的磨损。按改进方案对施工人员进行重新技术交底,并对现场施工人员进行实际操作考核,提高施工人员的操作规范性和熟练程度。
3.2.4吊装过程调整
由于管材自重大,吊装过程中容易产生水平偏移,当管材就位后再进行测量调整,难度大,在下管过程中控制:提前限制和调整管材水平位置。①吊车将管节吊至距离基底2cm时,停止吊放并稳定住管节,测量人员对管节的中线进行复测,通过调整吊车尽量减小水平偏移量,然后在管节两侧架设钢管支撑,钢管顶端安装可调顶托,顶住管节后,通过边测量边调解顶托的方式,将管节水平位移调整到规范要求范围内(≤3cm)后,将管节下放到基底。②加强管材下放过程中的测量控制,在管道上中心位置红色粉笔标记中心线位置,下放过程中通过标记对中,调整位置。
3.2.5清口、润滑
安装前须清扫管道的承插口环工作面,除去泥块、水泥或其他外来杂物,并用抹布擦拭干净,然后对承、插口工作面涂刷润滑油,使用质量合格、没有变形的橡胶圈,在装有润滑剂的专用容器内浸润,将其套入插口环凹槽;套入插口环凹槽后,用一根钢棒插入橡胶圈下沿整个接头正、反各转一圈,使胶圈均匀、平顺地箍在插口环凹槽内,且无扭曲、翻转现象。安装好的胶圈外表面再涂刷一层润滑油。
3.2.6对接安装
对接时应使插口端与承口端保持平行,采用“内拉法”进行拉管,拉管过程中保持管材水平,禁止斜插入口,防止胶圈破坏,最后达到设计要求的安装间隙(25mm±5mm)。管道轴线偏差应满足以下要求:在水平方向的偏差不应大于20mm;在竖直方向的偏差应控制在±20mm范围以内;包括设计接头偏转和安装偏差在内,单个接头处的总偏转不得大于0.3°。
3.2.7接头试压
在接头安装完成后,随即进行水压试验,以检验管子的安装质量是否合格。试压压力为0.9MPa,管使用经过标定的专用加压泵,从接头下部的进水孔压水,至上部排气孔有水排出后拧紧排气孔螺栓,加压至试验压力,保持5min压力不下降,即为合格。接头打压分3次进行,避免因其他管节安装或回填过程中对该管口进行扰动漏水,具体打压过程:第一次打压为当前管口安装完毕后;第二次打压为相邻3根管安装完毕后重新打压, 第三次打压为土方回填至管顶50cm后再进行一次打压,合格后继续进行回填,这样确保管口密闭完好。
3.2.8接头处理
PCCP管安装完毕后要进行外部接灌浆。外部接缝灌浆是为了保护外露的承插口钢件不受腐蚀。具体灌浆方法:认真清除接口處的泥块、浮土等异物,并用水将接口缝隙表面润湿。在接头处的外侧裹一层宽度为250mm的无纺布带,作为灌浆接头的外模。事先将无纺布的两边折回后缝制成孔道, 用打包铁皮条穿入。将灌浆布袋沿接口围好,铁皮条要分别位于2根管的端部。用打包机扎紧,只在最上面留出约30cm的灌浆口。然后灌入水灰比为0.65的水泥砂浆,配合比按设计要求,一般采用1:2~1:3的砂浆。水泥砂浆应有较好的流动性,以使其均匀、密实、无空隙。待砂浆灌满接头后,灌浆口上部用干硬砂浆填满抹光。灌浆完成后进行养护。注意回填过程中管口附近回填速度,禁止破坏接口砂浆抹带。 4、质量控制标准及检验
4.1管节及管件进场外观检测合格,要求材料的规格、性能应符合国家有关质量标准的规定和设计埋置式管内表面无气泡、空洞、凹坑以及蜂窝、麻面等不密实的现象。橡胶圈材质应符合相关规范规定,由管材厂配套供应,外观应光滑平整,不得有裂缝、破损、气孔、 重皮等缺陷。
4.2严控材料领用
领用时,检查管道、管端面混凝土,齐全、完整,端面应齐平、光滑并与轴线垂直,端面垂直度在管径允许偏差9mm以内;外保护层不得出现空鼓、裂缝及剥落。管内表面不得出现长度150mm的纵向可见裂缝。
4.3施工过程中对管材等质量隐患排查
承插式橡胶圈柔性接口施工时:清理管道承口内侧、插口外部凹槽等连接部位和橡胶圈。将橡胶圈套入插口上的凹槽内,保证橡胶圈在凹槽内受力均匀、没有扭曲翻转现象。用配套的润滑剂涂擦在承口内侧和橡胶圈上, 检查涂覆是否完好。在插口上按要求做好安装标记, 以便检查是否到位。接口安装时,将插口一次插入承口内,达到安装标记为止。安装时接头和管端应保持清洁。安装就位,放松紧管器具后进行管节的高程和中心线复核。用特定钢尺插入承插口之间检查橡胶圈的环向位置,确认橡胶圈在同一深度。接口处承口周围不应被胀裂。橡胶圈应无脱槽、挤出等现象。直线安装时,采用双胶圈插口端面与承口底部轴向间隙不应大于5mm,且不大于25mm。
4.4管道拼装注意事项
4.4.1管材起吊时,管中不得有人,管下严禁有人逗留。使用设备下管时,还应注意沟槽边坡的稳定性并减少管子在管沟基槽内多次搬运、移动。严禁超负荷或不稳定的情况下起吊, 装卸过程中应始终保持轻装轻放的原则,严禁管子向沟槽自由溜放或用装载机等直接碰撞和推拉管材。将管缓慢而平稳地移动,移动至距离已装管10~20cm时,为防止承、插口环碰撞,采用木方插入两管承插口之间。
4.4.2管顶高程允许偏差±30mm;轴线允许偏差±30mm;承插口安装间隙允许偏差±5 mm: 接头打压:PCCP管道安装完畢后及时组织接头打压试验,压力达到设计要求时,稳压5mm不漏水,满足设计要求。
5、结语
综上所述,PCCP管道主要采用履带吊双点吊装下管,单点吊装、内拉法配合拼装施工方法。在PCCP管道安装初期,监理工程师应要求施工单位先做一段样板段(或试验段)PCCP管道安装,通过样板段施工使施工人员掌握各工序要点、难点,规范操作要求,明确合格标准,确保PCCP管道安装质量得到有效控制。
参考文献
[1]张瑞霞,赵培宽.PCCP管在水利工程施工中的应用[J].中国新技术新产品.2013
[2]孙晓阳,成斌.PCCP管在沿河水电站引水工程中的应用[J].广西水利水电.2012
关键词:PCCP管;安装;质量控制
1、引言
PCCP预应力钢筒混凝土是一种新型复合、环保型管材,具有高强度、高抗渗性、高密封性、耐久性强、水头损失小、安装方便、抗外力损坏能力强、维护费用低、水压试验方便等特点。
2、工程简介
泰州三水厂改扩建工程及配套管网泵站工程一标段采用DN1600PCCP管,采用承插口接头,单根PCCP管长5m,单根PCCP管重达10t。
3、PCCP管道安装质量控制
3.1 施工流程
测量放线→降排水及沟槽开挖→垫层施工→PCCP吊装→PCCP安装→接口水压试验→填封接口缝→管道胸腔土方回填→接头水压试验→沟槽回填→管线水压试验→管道冲洗。
3.2 PCCP管道安装
采用履带吊吊装,与人工配合。吊装绳索采用吊带、 钢丝绳外套胶皮管。采用“内拉法”:手拉葫芦+木方配合拼装管道。
3.2.1首节PCCP管定位
用履带吊将管材吊入沟槽内,履带吊起吊能力有一定富裕量,按提前放好的中心线控制桩和水准点,用全站仪放好控制桩,将首节PCCP承插口两端的中心线和高程,用经纬仪和水准仪,将PCCP定位:距首节PCCP插口端面为2m,控制首节PCCP的插口端桩号。PCCP中心线与设计中心线吻合,设计高程允许偏差值为±20mm。
3.2.2 PCCP管吊装
采用两点吊装下管,内拉法双点吊装拼接进行管道安装,竖向偏角不易控制,水平偏移量大。由于双点吊装上下浮动管节时,近点吊点离管口距离近,每次提升5cm所引起的管口角度变化大,容易使胶圈因挤压变形过大而损坏;采用单点吊装,每次提升5cm,管口角度变化较合适。管节拼装主要利用承口和插口间的空隙,用吊车上下移动管节,配合倒链向里将插口拉进承口中,完成安装。 因此,吊车对管节上下移动的控制量,是管节安装的一个重要控制点。由于吊装过程中的偏差和安装过程中2根倒链同步性问题,使单根管节水平偏移过大,首先导致打压试验不合格,会使叠加位移逐渐增大 最终使管线偏离设计位置。改进拼装管道方式:由“双点”吊装对口改为“单点”吊装对口。
3.2.3吊点位置设置
采用单点兜身吊时,吊带距管端的距离约L/4。同时改进拉管时机:改进每次浮动管材由之前的向上10cm,再回位,改为±5cm浮动。吊车提升管节5cm→拉紧倒链→管节归位水平、前进3~4cm→吊车下放5cm→拉紧倒链→管节归位水平、前进3~4cm……循环3~4次,通过变化拉紧倒链时机,节省吊车上下浮动管节的次数,节约时间,同时减少因浮动对胶圈的摩擦次数,减小胶圈的磨损。按改进方案对施工人员进行重新技术交底,并对现场施工人员进行实际操作考核,提高施工人员的操作规范性和熟练程度。
3.2.4吊装过程调整
由于管材自重大,吊装过程中容易产生水平偏移,当管材就位后再进行测量调整,难度大,在下管过程中控制:提前限制和调整管材水平位置。①吊车将管节吊至距离基底2cm时,停止吊放并稳定住管节,测量人员对管节的中线进行复测,通过调整吊车尽量减小水平偏移量,然后在管节两侧架设钢管支撑,钢管顶端安装可调顶托,顶住管节后,通过边测量边调解顶托的方式,将管节水平位移调整到规范要求范围内(≤3cm)后,将管节下放到基底。②加强管材下放过程中的测量控制,在管道上中心位置红色粉笔标记中心线位置,下放过程中通过标记对中,调整位置。
3.2.5清口、润滑
安装前须清扫管道的承插口环工作面,除去泥块、水泥或其他外来杂物,并用抹布擦拭干净,然后对承、插口工作面涂刷润滑油,使用质量合格、没有变形的橡胶圈,在装有润滑剂的专用容器内浸润,将其套入插口环凹槽;套入插口环凹槽后,用一根钢棒插入橡胶圈下沿整个接头正、反各转一圈,使胶圈均匀、平顺地箍在插口环凹槽内,且无扭曲、翻转现象。安装好的胶圈外表面再涂刷一层润滑油。
3.2.6对接安装
对接时应使插口端与承口端保持平行,采用“内拉法”进行拉管,拉管过程中保持管材水平,禁止斜插入口,防止胶圈破坏,最后达到设计要求的安装间隙(25mm±5mm)。管道轴线偏差应满足以下要求:在水平方向的偏差不应大于20mm;在竖直方向的偏差应控制在±20mm范围以内;包括设计接头偏转和安装偏差在内,单个接头处的总偏转不得大于0.3°。
3.2.7接头试压
在接头安装完成后,随即进行水压试验,以检验管子的安装质量是否合格。试压压力为0.9MPa,管使用经过标定的专用加压泵,从接头下部的进水孔压水,至上部排气孔有水排出后拧紧排气孔螺栓,加压至试验压力,保持5min压力不下降,即为合格。接头打压分3次进行,避免因其他管节安装或回填过程中对该管口进行扰动漏水,具体打压过程:第一次打压为当前管口安装完毕后;第二次打压为相邻3根管安装完毕后重新打压, 第三次打压为土方回填至管顶50cm后再进行一次打压,合格后继续进行回填,这样确保管口密闭完好。
3.2.8接头处理
PCCP管安装完毕后要进行外部接灌浆。外部接缝灌浆是为了保护外露的承插口钢件不受腐蚀。具体灌浆方法:认真清除接口處的泥块、浮土等异物,并用水将接口缝隙表面润湿。在接头处的外侧裹一层宽度为250mm的无纺布带,作为灌浆接头的外模。事先将无纺布的两边折回后缝制成孔道, 用打包铁皮条穿入。将灌浆布袋沿接口围好,铁皮条要分别位于2根管的端部。用打包机扎紧,只在最上面留出约30cm的灌浆口。然后灌入水灰比为0.65的水泥砂浆,配合比按设计要求,一般采用1:2~1:3的砂浆。水泥砂浆应有较好的流动性,以使其均匀、密实、无空隙。待砂浆灌满接头后,灌浆口上部用干硬砂浆填满抹光。灌浆完成后进行养护。注意回填过程中管口附近回填速度,禁止破坏接口砂浆抹带。 4、质量控制标准及检验
4.1管节及管件进场外观检测合格,要求材料的规格、性能应符合国家有关质量标准的规定和设计埋置式管内表面无气泡、空洞、凹坑以及蜂窝、麻面等不密实的现象。橡胶圈材质应符合相关规范规定,由管材厂配套供应,外观应光滑平整,不得有裂缝、破损、气孔、 重皮等缺陷。
4.2严控材料领用
领用时,检查管道、管端面混凝土,齐全、完整,端面应齐平、光滑并与轴线垂直,端面垂直度在管径允许偏差9mm以内;外保护层不得出现空鼓、裂缝及剥落。管内表面不得出现长度150mm的纵向可见裂缝。
4.3施工过程中对管材等质量隐患排查
承插式橡胶圈柔性接口施工时:清理管道承口内侧、插口外部凹槽等连接部位和橡胶圈。将橡胶圈套入插口上的凹槽内,保证橡胶圈在凹槽内受力均匀、没有扭曲翻转现象。用配套的润滑剂涂擦在承口内侧和橡胶圈上, 检查涂覆是否完好。在插口上按要求做好安装标记, 以便检查是否到位。接口安装时,将插口一次插入承口内,达到安装标记为止。安装时接头和管端应保持清洁。安装就位,放松紧管器具后进行管节的高程和中心线复核。用特定钢尺插入承插口之间检查橡胶圈的环向位置,确认橡胶圈在同一深度。接口处承口周围不应被胀裂。橡胶圈应无脱槽、挤出等现象。直线安装时,采用双胶圈插口端面与承口底部轴向间隙不应大于5mm,且不大于25mm。
4.4管道拼装注意事项
4.4.1管材起吊时,管中不得有人,管下严禁有人逗留。使用设备下管时,还应注意沟槽边坡的稳定性并减少管子在管沟基槽内多次搬运、移动。严禁超负荷或不稳定的情况下起吊, 装卸过程中应始终保持轻装轻放的原则,严禁管子向沟槽自由溜放或用装载机等直接碰撞和推拉管材。将管缓慢而平稳地移动,移动至距离已装管10~20cm时,为防止承、插口环碰撞,采用木方插入两管承插口之间。
4.4.2管顶高程允许偏差±30mm;轴线允许偏差±30mm;承插口安装间隙允许偏差±5 mm: 接头打压:PCCP管道安装完畢后及时组织接头打压试验,压力达到设计要求时,稳压5mm不漏水,满足设计要求。
5、结语
综上所述,PCCP管道主要采用履带吊双点吊装下管,单点吊装、内拉法配合拼装施工方法。在PCCP管道安装初期,监理工程师应要求施工单位先做一段样板段(或试验段)PCCP管道安装,通过样板段施工使施工人员掌握各工序要点、难点,规范操作要求,明确合格标准,确保PCCP管道安装质量得到有效控制。
参考文献
[1]张瑞霞,赵培宽.PCCP管在水利工程施工中的应用[J].中国新技术新产品.2013
[2]孙晓阳,成斌.PCCP管在沿河水电站引水工程中的应用[J].广西水利水电.2012