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摘 要：本文对在PCCP管道使用中出现的漏水现象进行分析。找出引起漏水的原因，如安装间隙、地基变化等，并对处理的方法进行了探讨，以保障管道安全运行。
关键词：城市供水；PCCP；接头；水密封试验；防漏处理；
中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0443-01
0.前言
PCCP是预应力钢筒混凝土管的英文缩写，其基本结构分为两种。其中，PCCP-E管是在带有钢筒、内壁光滑的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，它不仅形成了阻水结构，而且具有纵向抗拉能力，还可以增加环向强度，因此应用广泛。然而，当前由于PCCP管道应用的时间不长，施工人员在各个方面缺乏经验，导致部分PCCP管道接头容易出现漏水现象，影响了正常供水。本文就针对上述问题进行分析，找出PCCP供水管道接头漏水的原因，并制订出处理措施。
1.PCCP供水管道接头漏水原因分析
单层缠丝PCCP管道正常安装情况下接头大样图如图1所示。
（1）由PCCP管道承插口椭圆度引起。PCCP管道是柔性接頭，接头处的止水靠被挤压密实的两道橡胶圈。如果管道安装时，其承口和插口因椭圆而使胶圈不能充分压缩时，即会造成漏水。管道发生椭圆变形的原因有：生产管道过程中，承插口钢圈在制作、混凝土浇筑、缠丝、辊射、外防腐等工序转换过程中吊装或者在存放过程中管道自身重力引起的变形。根据规范规定，PCCP管芯混凝土厚度是内径为1/16-1/12，但其管道的管芯混凝土厚度过大致使其环向刚度过大时，此种椭圆度偏差就不易被矫正。例如，根据规范AWWA301规范，在某供水工程中，DN4000PCCP管道椭圆度为13mm，由于混凝土管芯壁厚为380mm，椭圆度超过6mm的管道安装都很困难。
由于在生产管道过程中，承插口钢圈在制作过程中及在浇筑、缠丝、辊射、外防腐等工序转换过程中吊装，并且在存放过程中管道自身产生的重力下引起的变形，这些都能引起承插口钢圈椭圆度产生，导致在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（2）管道安装间隙。管道安装过程中，如因借转和后期变形等因素导致管节接头处间隙过大时，将会使胶圈失去止水效果。
正常情况下，管道安装要留出接头间隙（25±10）mm；当管线要求和因接头借转（即借助管道接头承插口钢圈的工作区对接头缝宽变化的容忍度，使接头处形成一竖向或水平转角）时，其借转角θ可以有两个不同的计算公式：
①根据安装间隙计算。
（1）
其中，Jmax为接口的允许最大间隙，mm；在保证后一道胶圈不滑出承口钢圈平面（即工作区）的条件下，计算得Jmax=56mm；Jmin为接口的允许最小间隙，通常取10mm；Dj为管道接口直径，mm。
②根据承插口钢圈最大公差计算。
（2）
其中，ΔY为接口直径公差值，mm；现行的产品标准规定：承口内径公差：1.0mm-0.2mm，插口外径公差：-0.2mm--1.0mm；Lj为插口插入承口的长度=（承口深度-承口外缘板边宽度-接口间隙），mm。在PCCP管道安装中，由于接头偏转而使接缝宽度超过最大的尺寸56mm，止水橡胶圈将会失去止水效果，导致管道接缝漏水。但56mm是一个理论尺寸，而实际安装中，由于水平或者竖向的施工偏差，以及二者的组合，往往会使接头起差。因此上述两个公式中计算得出的θ值不宜用足，而应留有充分的余地。
（3）PCCP管道安装中地基处理。由于PCCP管线安装属于线性工程，通常要经过各种地形及地质条件不同的区域，例如：在某供水工程中，地质条件就分为：岩石地基、一般性土基、湿陷性黄土地基等；管线还要穿过公路、铁路、沟壑、河道、池塘等。根据不同地质条件，分别采用了混凝土垫层、3︰7灰土垫层、碎石垫层等不同的处理方法，如果在施工的过程中，地基处理没有达到设计或者合同要求的标准，或者在不同地基衔接处没有良好的过渡，管线出现了不均匀沉降，致使管口接缝变形过大，最大的变形接缝宽度达到了65mm，则导致在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（4）止水胶圈问题。PCCP管道止水胶圈采用橡胶密封圈，采用同体积法计算胶圈的长度、直径。PCCP安装由于选用的橡胶密封圈供应厂家有两家或者两家以上，各家的生产工艺不同，产品在表面质量、拉伸力、压缩量等指标上存在差异，再加上不同的安装承包商对PCCP管道安装的经验和认识不足，致使在管道敷设过程中，胶圈出现并圈，导致管道两端打压孔不相通；胶圈出现裂纹、凹槽、针眼等问题，直接导致橡胶密封圈失效，在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（5）水位变化引起的问题。PCCP管线要穿越河塘、河道及地下水位较高的地段，在管道未充水前，当地下水位发生变化的时候，地下水会产生浮力（f浮=ρv，其中，ρ为水的密度，10kN/m3；v为管道所占据的体积）发生变化，对管道接头有影响，导致了在接头打压试验中产生接头漏水现象。以后的运行中在地下水压力高于管道内水压力的情况下，还有可能产生向管道内渗水的情况。
2.针对原因采取的一些防漏处理措施
（1）PCCP管道承插口问题。在管道生产过程中，对承插口钢圈的公差要严格进行控制，严格做到“三检制”，在成品验收时，对每节管道的承插口尺寸进行测量，尽量消除缺陷，在发生椭圆度的部位要标明具体位置、椭圆度数值及相对应的处理结果。
（2）管道安装间隙。在PCCP管道安装过程中，要注意安装间隙的设置，特别是在管道借转、管道形式发生变化及地基发生变化的情况下，对管道的变形有一个提前预见性，保证双胶圈都能起到止水作用。当出现安装缝隙比较大而且有漏水情况时，要根据不同的情况采用不同的处理方法：
①安装缝隙在合同规范及设计要求的范围内，采用聚硫密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充内缝；
②安装间隙超过了合同规范及设计要求不仅要使用聚氯密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充内缝，严重的应该考虑在管道外部采用钢板进行加固包封，对外缝同样采用聚硫密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充。
（3）PCCP管道安装中地基处理及地下水位影响。在管道安装中，PCCP管道穿越复杂地段时，设计方首先要对所穿越的地段地质情况进行分析，根据不同的地质条件，提出不同的地基处理方法，在衔接部位要在管道接口部位设置过渡段，比如由硬基础过渡为软基础或者是由软基础过渡为硬基础。当同永久建筑物连接时，在工期允许的情况下，根据不同永久建筑物，在施工时，预留沉降量。
（4）止水胶圈。止水胶圈产生的问题主要是在原材料供应方面加强管理及产品检验，采用合理的保存储存方式，并在安装过程中使用对输送介质没有污染、不能影响胶圈老化性能的润滑剂。
3.结语
综上所述，PCCP供水管道敷设安装技术要求高，影响接头漏水的原因较多，一旦处理不当将会对供水管道的安全运行造成隐患。为了更好的处理好接头漏水问题应从设计、选材、敷设安装方面精心研究、考虑，不仅要注意管道本身的质量问题，更要注意到在安装的过程中，严格按照设计和相关规范的要求对管道接缝宽度进行控制，对管道敷设段地基进行合理处理，并在不同地基段设置过渡，合理利用PCCP管道的自身特点，保证在通水前试验及通水运行后，管道安全运行。
参考文献
[1] 贵军.浅析PVC供水管道接头漏水的原因及预防措施[J].农业科技与信息.2011（20）.
[2] 孙权仁.PCCP输水管道漏水原因与防漏措施的研究[J].包钢科技.2012（02）.
关键词：城市供水；PCCP；接头；水密封试验；防漏处理；
中图分类号：[R123.3] 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0443-01
0.前言
PCCP是预应力钢筒混凝土管的英文缩写，其基本结构分为两种。其中，PCCP-E管是在带有钢筒、内壁光滑的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，它不仅形成了阻水结构，而且具有纵向抗拉能力，还可以增加环向强度，因此应用广泛。然而，当前由于PCCP管道应用的时间不长，施工人员在各个方面缺乏经验，导致部分PCCP管道接头容易出现漏水现象，影响了正常供水。本文就针对上述问题进行分析，找出PCCP供水管道接头漏水的原因，并制订出处理措施。
1.PCCP供水管道接头漏水原因分析
单层缠丝PCCP管道正常安装情况下接头大样图如图1所示。
（1）由PCCP管道承插口椭圆度引起。PCCP管道是柔性接頭，接头处的止水靠被挤压密实的两道橡胶圈。如果管道安装时，其承口和插口因椭圆而使胶圈不能充分压缩时，即会造成漏水。管道发生椭圆变形的原因有：生产管道过程中，承插口钢圈在制作、混凝土浇筑、缠丝、辊射、外防腐等工序转换过程中吊装或者在存放过程中管道自身重力引起的变形。根据规范规定，PCCP管芯混凝土厚度是内径为1/16-1/12，但其管道的管芯混凝土厚度过大致使其环向刚度过大时，此种椭圆度偏差就不易被矫正。例如，根据规范AWWA301规范，在某供水工程中，DN4000PCCP管道椭圆度为13mm，由于混凝土管芯壁厚为380mm，椭圆度超过6mm的管道安装都很困难。
由于在生产管道过程中，承插口钢圈在制作过程中及在浇筑、缠丝、辊射、外防腐等工序转换过程中吊装，并且在存放过程中管道自身产生的重力下引起的变形，这些都能引起承插口钢圈椭圆度产生，导致在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（2）管道安装间隙。管道安装过程中，如因借转和后期变形等因素导致管节接头处间隙过大时，将会使胶圈失去止水效果。
正常情况下，管道安装要留出接头间隙（25±10）mm；当管线要求和因接头借转（即借助管道接头承插口钢圈的工作区对接头缝宽变化的容忍度，使接头处形成一竖向或水平转角）时，其借转角θ可以有两个不同的计算公式：
①根据安装间隙计算。
（1）
其中，Jmax为接口的允许最大间隙，mm；在保证后一道胶圈不滑出承口钢圈平面（即工作区）的条件下，计算得Jmax=56mm；Jmin为接口的允许最小间隙，通常取10mm；Dj为管道接口直径，mm。
②根据承插口钢圈最大公差计算。
（2）
其中，ΔY为接口直径公差值，mm；现行的产品标准规定：承口内径公差：1.0mm-0.2mm，插口外径公差：-0.2mm--1.0mm；Lj为插口插入承口的长度=（承口深度-承口外缘板边宽度-接口间隙），mm。在PCCP管道安装中，由于接头偏转而使接缝宽度超过最大的尺寸56mm，止水橡胶圈将会失去止水效果，导致管道接缝漏水。但56mm是一个理论尺寸，而实际安装中，由于水平或者竖向的施工偏差，以及二者的组合，往往会使接头起差。因此上述两个公式中计算得出的θ值不宜用足，而应留有充分的余地。
（3）PCCP管道安装中地基处理。由于PCCP管线安装属于线性工程，通常要经过各种地形及地质条件不同的区域，例如：在某供水工程中，地质条件就分为：岩石地基、一般性土基、湿陷性黄土地基等；管线还要穿过公路、铁路、沟壑、河道、池塘等。根据不同地质条件，分别采用了混凝土垫层、3︰7灰土垫层、碎石垫层等不同的处理方法，如果在施工的过程中，地基处理没有达到设计或者合同要求的标准，或者在不同地基衔接处没有良好的过渡，管线出现了不均匀沉降，致使管口接缝变形过大，最大的变形接缝宽度达到了65mm，则导致在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（4）止水胶圈问题。PCCP管道止水胶圈采用橡胶密封圈，采用同体积法计算胶圈的长度、直径。PCCP安装由于选用的橡胶密封圈供应厂家有两家或者两家以上，各家的生产工艺不同，产品在表面质量、拉伸力、压缩量等指标上存在差异，再加上不同的安装承包商对PCCP管道安装的经验和认识不足，致使在管道敷设过程中，胶圈出现并圈，导致管道两端打压孔不相通；胶圈出现裂纹、凹槽、针眼等问题，直接导致橡胶密封圈失效，在接头水密封试验中压力不合格或者漏水。
（5）水位变化引起的问题。PCCP管线要穿越河塘、河道及地下水位较高的地段，在管道未充水前，当地下水位发生变化的时候，地下水会产生浮力（f浮=ρv，其中，ρ为水的密度，10kN/m3；v为管道所占据的体积）发生变化，对管道接头有影响，导致了在接头打压试验中产生接头漏水现象。以后的运行中在地下水压力高于管道内水压力的情况下，还有可能产生向管道内渗水的情况。
2.针对原因采取的一些防漏处理措施
（1）PCCP管道承插口问题。在管道生产过程中，对承插口钢圈的公差要严格进行控制，严格做到“三检制”，在成品验收时，对每节管道的承插口尺寸进行测量，尽量消除缺陷，在发生椭圆度的部位要标明具体位置、椭圆度数值及相对应的处理结果。
（2）管道安装间隙。在PCCP管道安装过程中，要注意安装间隙的设置，特别是在管道借转、管道形式发生变化及地基发生变化的情况下，对管道的变形有一个提前预见性，保证双胶圈都能起到止水作用。当出现安装缝隙比较大而且有漏水情况时，要根据不同的情况采用不同的处理方法：
①安装缝隙在合同规范及设计要求的范围内，采用聚硫密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充内缝；
②安装间隙超过了合同规范及设计要求不仅要使用聚氯密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充内缝，严重的应该考虑在管道外部采用钢板进行加固包封，对外缝同样采用聚硫密封胶和环氧树脂系胶结剂砂浆填充。
（3）PCCP管道安装中地基处理及地下水位影响。在管道安装中，PCCP管道穿越复杂地段时，设计方首先要对所穿越的地段地质情况进行分析，根据不同的地质条件，提出不同的地基处理方法，在衔接部位要在管道接口部位设置过渡段，比如由硬基础过渡为软基础或者是由软基础过渡为硬基础。当同永久建筑物连接时，在工期允许的情况下，根据不同永久建筑物，在施工时，预留沉降量。
（4）止水胶圈。止水胶圈产生的问题主要是在原材料供应方面加强管理及产品检验，采用合理的保存储存方式，并在安装过程中使用对输送介质没有污染、不能影响胶圈老化性能的润滑剂。
3.结语
综上所述，PCCP供水管道敷设安装技术要求高，影响接头漏水的原因较多，一旦处理不当将会对供水管道的安全运行造成隐患。为了更好的处理好接头漏水问题应从设计、选材、敷设安装方面精心研究、考虑，不仅要注意管道本身的质量问题，更要注意到在安装的过程中，严格按照设计和相关规范的要求对管道接缝宽度进行控制，对管道敷设段地基进行合理处理，并在不同地基段设置过渡，合理利用PCCP管道的自身特点，保证在通水前试验及通水运行后，管道安全运行。
参考文献
[1] 贵军.浅析PVC供水管道接头漏水的原因及预防措施[J].农业科技与信息.2011（20）.
[2] 孙权仁.PCCP输水管道漏水原因与防漏措施的研究[J].包钢科技.2012（02）.