论文部分内容阅读
摘要：为了证明大口径PCCP管与钢管混合管道网的可靠性，要对混合管道进行试压试验，较常用的方法是水压试验。本文通过谈论大口径PCCP管与钢管混合管道进行试压应该具备的条件，以及在两种管道连接过程中遇到的施工上的技术难点，提出一些大口径PCCP管与钢管混合管道试压技术中应该注意的问题。
关键词：大口径，PCCP管，钢管，混合管道，试压技术
中图分类号： TU391 文献标识码： A
1.前言
构成PCCP管的管道均被混凝土均匀的包裹着，使得钢材内部已经钝化了。PCCP管是把钢管卷成管状，管件接口采用钢环承插口，钢环与管身钢管进行焊接。PCCP管进行柔性的接头，这样既可以使接头有一定的刚性，同时具有一定的活动空间，可以适应不均匀的地基沉降要比其他的柔性或刚性的接头要好。
大口径PCCP管与钢管混合管道试压技术是通水竣工验收前的必须履行的一个检验项目，以此来保证管道及各种附属建构筑物满足设计和施工的要求。预应力钢筒混凝土管（PCCP）具有强度高，抗渗性好，耐久性强，防腐性能好，且价格较低。缺点是自重大，运输费用高，管件需要做成钢制，加工周期长。虽然PCCP也可用于顶管施工，但必须根据不同的外荷条件特别订制，周期较长，价格较高，并且安全性没有成熟经验，根据实际的工程中不同的施工工艺，采用大口径PCCP管与钢管混合管道，这样就可以充分发挥两种管材的各自优势。大口径预应力钢筒混凝土管施工时，采用先管道接口强度试压、全线回填土再进行管道系统检验的新工艺，保证了工程质量和安全施工。
2.PCCP管水压试验应具备的条件
PCCP管接口全部验收合格及管顶填土不小于500㎜之后，并夯实。管轴线和标高经监理验收符合规范要求，接头水压试验合格。混凝土镇墩达到要求强度C20的75%。管内人工清理完成。撤离对管道试压有影响的设备、障碍物。压力表需要校验并安装完成，并且保证精度符合要求，压力表的量程为0～2.5MPa，分别安装在试压管段的两端，试压读数以低处读数为准。在管道升压过程中，管道内的气体要先排除干净，如果出现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压缓慢，应该重新排气后再进行升压。试验管段所有敞口应堵严，不得有渗水现象，且要符合允许渗水量才为合格。打压水源、水泵、发电机、专用加压泵、试压阀门、压力表等试验用设备齐全，且精度符合要求。另外，为了避免出现安全事故，在升压过程中，后背顶撑、管口两端严禁站人。在升压过程中，不允许对管道壁进行敲打，也不允许对有缺陷的地方进行修补，应先进行标记，待试验完成泄压后，再进行修补。
3.PCCP管与钢管连接过程中遇到的难点
由于PCCP管和钢制管道两种管材的自身重量偏差较大，很容易产生不均匀沉降，当遇到变形不协调或管身沉降差超过允许值时，很容易造成管道接口处开裂，导致管道漏水，因此PCCP管和钢管的接口是本工程设计及施工中重要难点，管道接口的质量将直接影响整个工程的质量和使用性能。
虽然PCCP管道具有耐腐蚀性，但当PCCP管遇到与钢管连接的情况，电流很容易通过钢制转换接头传递到PCCP管上，在一定程度上影响PCCP管道的管材的保护。为了防止钢管对PCCP管材的影响，设计考虑在两种管材间加设玻璃钢转换件，即在两段钢制短管外加中间有绝缘胶条的玻璃钢套管。考虑玻璃钢、钢材强度不同，且很难保证两种管材的同心度，受力很容易遭破坏导致管道漏水，针对这一问题，施工时可在转换件外加钢筋混凝土，加强转换件的保护。
4.试压设计及施工中应注意的问题
4.1.管道接口
钢管与PCCP管是通过生产厂家加工的钢制转换件来连接的，此钢制转换件与钢管是采用焊接连接，与PCCP管采用胶圈承插式接口，属于半柔性接口，由于两种管材的自身重量存在着很大的差异，极易产生不均匀沉降。为了应对两种管材的沉降差，可在转换件旁的钢管端加设伸缩节，也可在连接处的钢管制作特制异型钢管，加大钢管节接口处自重，从而可以抵抗两种管材由于自重的不同所引起的不均匀沉降。
4.2.沟槽开挖
沟槽开挖时应在PCCP管与钢管承插口部位局部挖成槽坑，坑的深度和宽度应便于安装接口和接口灌浆，开挖过程中要及时排水，同时应掌握天气变化，严禁基槽泡水。接口灌浆完毕后，应将槽坑用粗砂填实。
4.3.管道基础
PCCP管与钢管的接口为半刚性接口，该接口承担不均匀沉降引起接口处的应力集中比柔性接口要大，为防止相邻两种管材由于刚度不同而产生接口的局部变形及管基产生不均与沉陷，在连接处，PCCP管基应延伸至钢管底部一定长度，延伸长度一般取管径的2～3倍。
4.4.管道回填
PCCP管不受类似钢管的变形影响，所以要求较低，管腔部分回填土的密实度可＜90%，而钢管对于回填压实度要求较高，要求管道两侧回填土的密实度达到95%以上，由于PCCP管与钢管的对回填土的密实度要求不同，应对两种管材接口处的回填做法进行严格的控制，设计考虑在接口两侧一定的距离按照钢管的回填标准进行回填，防止接口处钢管的竖向变形。
4.5.镇墩设计
为防止钢管热胀冷缩导致接口部位产生位移或间隙过大，本工程在PCCP管与钢管接口处加设镇墩，这样增加了接口圈和土壤之间的接触面积，提高了摩擦力从而防止接口的移动而造成渗漏。镇墩受力靠背需浇筑在原状土上，靠背与原状土之间如有空隙须用混凝土填实，在浇筑过程中还可对土层进行预压，进一步减小镇墩可能發生的变形。施工中应注意PCCP与钢管连接接头不应包裹在混凝土镇墩内，因为在冬季气温较低情况下，PCCP管道的收缩会造成管道外包混凝土的约束及两端镇墩的固端拉力从而产生横向裂缝。
4.6.管道防腐
由于管道沿线地下水具有腐蚀性，为了有效的提高管道防腐能力，防止管道的局部腐蚀，工程范围内的钢管防腐采用阴极保护与防腐涂层结合的防护方式。其中钢管的内外防腐采用环氧煤沥青四油二布+水泥砂浆衬里工艺，做法按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）中的相应规定，钢管的阴极保护采用在钢管上焊接锂镁阳极块的工艺。
4.7选好试压方案
为降低增设钢管长度对工程投资的影响，各个施工标段要制定详细的试压方案，尽量采取同时试压的方法进行试压，降低钢管的长度，减少工程造价。同时还应该处理好各个施工标段分界处的试压方案。在两个标段处的PCCP管之间增设一段钢管，并且进行试压试验，可以降低工程的投资。另外，混合管道的压力可根据实际的工程需要选择，只要满足工程使用压力就即可。
5.结语
PCCP管作为优良的非金属类管材，具有质量高、性能稳定、抗渗防漏性好、试压简单、水头损失小、施工安装方便、工程周期短、工程造价适中的特点，不仅综合了普通预应力混凝土和钢管的优点，而且尤其适用于大口径、高工亚和高覆土的工程环境。但与钢管连接中极易发生渗漏的现象，如果设计及施工中不加以注意，对工程质量就会造成严重影响，只有控制两种管材的渗透性，充分发挥出两种管材的各自优势，才可以为工程实践提供帮助。另外，对于各个施工标段的试压方案的选择也要引起重视，好的施工方案不仅可以满足工程使用的管道压力，还可以降低工程造价。
参考文献
[1]朱宇;PCCP管在输水管线施工中关键技术的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
[2]宋珺;地震作用下埋地长距离输水管道动力特性研究[D];太原理工大学;2005年
[3]薛阳;钢管自密实高强混凝土压弯构件静力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
[4]吕学涛;非均匀受火的方钢管混凝土柱抗火性能与设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
[5]蔡庆军;王荣涛;韩冲;阮锋;王大迎;;大跨度钢管空心混凝土楼板下挂式钢筋桁架模板施工技术[J];施工技术;2011年17期
关键词：大口径，PCCP管，钢管，混合管道，试压技术
中图分类号： TU391 文献标识码： A
1.前言
构成PCCP管的管道均被混凝土均匀的包裹着，使得钢材内部已经钝化了。PCCP管是把钢管卷成管状，管件接口采用钢环承插口，钢环与管身钢管进行焊接。PCCP管进行柔性的接头，这样既可以使接头有一定的刚性，同时具有一定的活动空间，可以适应不均匀的地基沉降要比其他的柔性或刚性的接头要好。
大口径PCCP管与钢管混合管道试压技术是通水竣工验收前的必须履行的一个检验项目，以此来保证管道及各种附属建构筑物满足设计和施工的要求。预应力钢筒混凝土管（PCCP）具有强度高，抗渗性好，耐久性强，防腐性能好，且价格较低。缺点是自重大，运输费用高，管件需要做成钢制，加工周期长。虽然PCCP也可用于顶管施工，但必须根据不同的外荷条件特别订制，周期较长，价格较高，并且安全性没有成熟经验，根据实际的工程中不同的施工工艺，采用大口径PCCP管与钢管混合管道，这样就可以充分发挥两种管材的各自优势。大口径预应力钢筒混凝土管施工时，采用先管道接口强度试压、全线回填土再进行管道系统检验的新工艺，保证了工程质量和安全施工。
2.PCCP管水压试验应具备的条件
PCCP管接口全部验收合格及管顶填土不小于500㎜之后，并夯实。管轴线和标高经监理验收符合规范要求，接头水压试验合格。混凝土镇墩达到要求强度C20的75%。管内人工清理完成。撤离对管道试压有影响的设备、障碍物。压力表需要校验并安装完成，并且保证精度符合要求，压力表的量程为0～2.5MPa，分别安装在试压管段的两端，试压读数以低处读数为准。在管道升压过程中，管道内的气体要先排除干净，如果出现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压缓慢，应该重新排气后再进行升压。试验管段所有敞口应堵严，不得有渗水现象，且要符合允许渗水量才为合格。打压水源、水泵、发电机、专用加压泵、试压阀门、压力表等试验用设备齐全，且精度符合要求。另外，为了避免出现安全事故，在升压过程中，后背顶撑、管口两端严禁站人。在升压过程中，不允许对管道壁进行敲打，也不允许对有缺陷的地方进行修补，应先进行标记，待试验完成泄压后，再进行修补。
3.PCCP管与钢管连接过程中遇到的难点
由于PCCP管和钢制管道两种管材的自身重量偏差较大，很容易产生不均匀沉降，当遇到变形不协调或管身沉降差超过允许值时，很容易造成管道接口处开裂，导致管道漏水，因此PCCP管和钢管的接口是本工程设计及施工中重要难点，管道接口的质量将直接影响整个工程的质量和使用性能。
虽然PCCP管道具有耐腐蚀性，但当PCCP管遇到与钢管连接的情况，电流很容易通过钢制转换接头传递到PCCP管上，在一定程度上影响PCCP管道的管材的保护。为了防止钢管对PCCP管材的影响，设计考虑在两种管材间加设玻璃钢转换件，即在两段钢制短管外加中间有绝缘胶条的玻璃钢套管。考虑玻璃钢、钢材强度不同，且很难保证两种管材的同心度，受力很容易遭破坏导致管道漏水，针对这一问题，施工时可在转换件外加钢筋混凝土，加强转换件的保护。
4.试压设计及施工中应注意的问题
4.1.管道接口
钢管与PCCP管是通过生产厂家加工的钢制转换件来连接的，此钢制转换件与钢管是采用焊接连接，与PCCP管采用胶圈承插式接口，属于半柔性接口，由于两种管材的自身重量存在着很大的差异，极易产生不均匀沉降。为了应对两种管材的沉降差，可在转换件旁的钢管端加设伸缩节，也可在连接处的钢管制作特制异型钢管，加大钢管节接口处自重，从而可以抵抗两种管材由于自重的不同所引起的不均匀沉降。
4.2.沟槽开挖
沟槽开挖时应在PCCP管与钢管承插口部位局部挖成槽坑，坑的深度和宽度应便于安装接口和接口灌浆，开挖过程中要及时排水，同时应掌握天气变化，严禁基槽泡水。接口灌浆完毕后，应将槽坑用粗砂填实。
4.3.管道基础
PCCP管与钢管的接口为半刚性接口，该接口承担不均匀沉降引起接口处的应力集中比柔性接口要大，为防止相邻两种管材由于刚度不同而产生接口的局部变形及管基产生不均与沉陷，在连接处，PCCP管基应延伸至钢管底部一定长度，延伸长度一般取管径的2～3倍。
4.4.管道回填
PCCP管不受类似钢管的变形影响，所以要求较低，管腔部分回填土的密实度可＜90%，而钢管对于回填压实度要求较高，要求管道两侧回填土的密实度达到95%以上，由于PCCP管与钢管的对回填土的密实度要求不同，应对两种管材接口处的回填做法进行严格的控制，设计考虑在接口两侧一定的距离按照钢管的回填标准进行回填，防止接口处钢管的竖向变形。
4.5.镇墩设计
为防止钢管热胀冷缩导致接口部位产生位移或间隙过大，本工程在PCCP管与钢管接口处加设镇墩，这样增加了接口圈和土壤之间的接触面积，提高了摩擦力从而防止接口的移动而造成渗漏。镇墩受力靠背需浇筑在原状土上，靠背与原状土之间如有空隙须用混凝土填实，在浇筑过程中还可对土层进行预压，进一步减小镇墩可能發生的变形。施工中应注意PCCP与钢管连接接头不应包裹在混凝土镇墩内，因为在冬季气温较低情况下，PCCP管道的收缩会造成管道外包混凝土的约束及两端镇墩的固端拉力从而产生横向裂缝。
4.6.管道防腐
由于管道沿线地下水具有腐蚀性，为了有效的提高管道防腐能力，防止管道的局部腐蚀，工程范围内的钢管防腐采用阴极保护与防腐涂层结合的防护方式。其中钢管的内外防腐采用环氧煤沥青四油二布+水泥砂浆衬里工艺，做法按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）中的相应规定，钢管的阴极保护采用在钢管上焊接锂镁阳极块的工艺。
4.7选好试压方案
为降低增设钢管长度对工程投资的影响，各个施工标段要制定详细的试压方案，尽量采取同时试压的方法进行试压，降低钢管的长度，减少工程造价。同时还应该处理好各个施工标段分界处的试压方案。在两个标段处的PCCP管之间增设一段钢管，并且进行试压试验，可以降低工程的投资。另外，混合管道的压力可根据实际的工程需要选择，只要满足工程使用压力就即可。
5.结语
PCCP管作为优良的非金属类管材，具有质量高、性能稳定、抗渗防漏性好、试压简单、水头损失小、施工安装方便、工程周期短、工程造价适中的特点，不仅综合了普通预应力混凝土和钢管的优点，而且尤其适用于大口径、高工亚和高覆土的工程环境。但与钢管连接中极易发生渗漏的现象，如果设计及施工中不加以注意，对工程质量就会造成严重影响，只有控制两种管材的渗透性，充分发挥出两种管材的各自优势，才可以为工程实践提供帮助。另外，对于各个施工标段的试压方案的选择也要引起重视，好的施工方案不仅可以满足工程使用的管道压力，还可以降低工程造价。
参考文献
[1]朱宇;PCCP管在输水管线施工中关键技术的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
[2]宋珺;地震作用下埋地长距离输水管道动力特性研究[D];太原理工大学;2005年
[3]薛阳;钢管自密实高强混凝土压弯构件静力性能研究[D];沈阳建筑大学;2011年
[4]吕学涛;非均匀受火的方钢管混凝土柱抗火性能与设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
[5]蔡庆军;王荣涛;韩冲;阮锋;王大迎;;大跨度钢管空心混凝土楼板下挂式钢筋桁架模板施工技术[J];施工技术;2011年17期