浅析严寒地区PCCP施工技术

浅析严寒地区PCCP施工技术

马晓军

新疆国统管道股份有限公司新疆乌鲁木齐831407

摘要：PCCP即预应力钢筒混凝土管，是一种新型给水工程材料，接口方式为双胶圈承插密封接口。它不仅造价低，耐压高，防腐性能好，而且安装方便，能保证良好的水质，最突出的一点是比其他承插接口更为严密。是目前世界上广泛采用的大口径、高工压的优质管材，作为水利工程配套产品，近年来PCCP不断被市场认可，已进入了高速发展期。随着西部大开发战略的实施和水资源不平衡调节的有效实施，西部水源开发建设逐步被列为国家重点工程，PCCP也在西部得到快速发展。为此，本文针对西部严寒沙漠地区PCCP的施工技术作以简要介绍。

关键词：PCCP，严寒，施工技术

新疆地处内陆高寒干旱地区，具有低温（-20℃）、大温差（24h最大温差30℃以上），盐碱土质（高硫、高氯）等自然特点。工程项目工况复杂：往往集岩石、沙漠、沼泽、软土层，平原、山地为一身。如：地域辽阔使得工程距离较长和适应跨越多种地层的能力；高海拔造成工程落差大，使得工程需要高压放空和PCCP产品格承受高水头的能力；沙漠、沼泽、软土层地质硫酸根离子含量，氯离子含量均较高，局部沙漠、沼泽、软土层段水位又偏高，要求PCCP产品具有高防腐蚀能力；跨越砂岩泥岩和沙漠等两种不同结构地层时，要求工程具有抗因地基存在不均匀而发生变形的能力，设计时除了控制管身沿轴线方向的伸缩变位外，还要解决发生旁弯，镇、支墩易发生不均匀沉陷以及制造、安装误差等技术问题。现从以下几个方面进行论述。

1、高腐蚀土壤中PCCP的防腐施工技术

西北地区多为高盐碱，高腐蚀地质，硫酸根离子含量，氯离子含量较高，局部沙漠、沼泽、软土层段水位又高出管沟底部20公分以上，沟底段上层滞水现象较多，土壤中的溶解盐类对管道的腐蚀有显著的影响。

PCCP管道主要是靠预应力高强钢丝来承担荷载。其砂浆保护层若受腐蚀或其它原因，造成开裂，势必引起预应力高强钢丝锈蚀，造成预应力钢丝的预应力损失，使管道的强度降低，因此PCCP管道的外防腐在严寒、沙漠地区对管道的安全尤为重要。

通过保温措施制作的PCCP，采用高抗硫水泥砂浆保护及最优的砂浆配合比，提高砂浆保护层的密实度，采用各级强度等极外防腐措施和高强防腐措施等施工技术，解决高盐碱，高腐蚀地质，硫酸根离子、氯离子、土壤中的溶解盐类对管道的腐蚀。提高抗高腐蚀土壤对PCCP腐蚀的能力。采用公司自主研发的辊射式喷浆机辊射系统，使喷射表面平整度符合特殊防腐要求。

2、低温条件下PCCP密封胶圈安装工艺技术

西北地区地质气候条件特殊，工程施工条件恶劣，冬季高寒，夏季白天气温高达40℃以上，昼夜温差达到30℃以上。在春冬季节交替时，管道内温度低于5℃，外界环境温度达25℃左右，通常采用普通合成橡胶，其特性在较低温时胶圈变硬，在低温时其压缩变形后回复原型较温度高时较慢。胶圈在沟槽中被压成方型，当内部试压产生压力，承插口间隙发生微小增大时，低温的胶圈回复弹性跟不上变化量，在某薄弱处水产生楔形状，当压力逐渐加大后，楔形水柱顶开胶圈，形成水洞，产生泄漏。

为防止高寒引起橡胶圈的冷缩漏水，公司经过多次试验，对橡胶圈制造配方的调配，现场施工工艺的改进基本满足了设计要求。

3、双向型压力管道伸缩节技术

为避免及消除因地面沉降，地震造成管线拉伸、压缩,昼夜及冬夏气温引起变形，线路中加压泵产生泵头压力振动等因素对管线造成损坏,采用双向型压力管道钢制伸缩节(可挠伸缩管)。本伸缩节为双法兰、双胶圈密封止水的结构形式，采用中间一可滑动外套管,其两端开口内设有挡环，端口用螺栓与胶圈固定环联接，胶圈固定环内设有“U”型胶圈及止漏“O”型胶圈；两端开口内设有两内套管,穿设于滑动外套管内,内套管管外壁因于“U”型胶圈接触，起能滑动又密封效果。使其能祢补管线变形造成的伸缩、偏移,且能防止脱离及扭转，使管线不漏水、不损坏,保持正常运转。

4、冬季管道安装施工技术

4.1．PCCP管材安装前，应进行外观检查，清扫干净管身及管子接口与管子内部的积雪、冰渣、冰块、杂物等异物，用干净、干燥的抹布清理即将对接的承插口工作面上的灰尘、泥土及异物。采用植物油进行润滑。此时，应确保润滑剂及涂刷过程干净不受污染。

4.2．采用防冻胶圈，并事先对胶圈进行加热处理。

4.3．当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃，接头灌浆工作进入冬季施工期。此时，可采取以下措施保证接头砂浆强度：砂浆在原配比的基础上，掺合一定量的对钢筋无锈蚀作用的防冻剂。

当气温低于-5℃时，为保证砂浆拌合温度不低于4℃，可采用热水拌合砂浆；水温高于65℃时，热水应先与砂子拌合，再加入水泥。

勾缝用砂料应有足够的储备和堆高，并宜进行覆盖，以防冰雪和冻层。当气温低于-10℃时，砂料可移入暖棚或采取加热措施。砂料结冻成块时需加热，加热温度不宜超过60℃，并应避免灼烧。加热后的砂料进入施工现场后，应放置在向阳地带，并进覆盖保温。随用随取。

4.4．管子接口安装完成后，应对接口进行现场水压检验，检验压力与恒压时间应按设计要求：冬季施工时，水压检验用介质宜采用含有乙醇的水溶液，不得使用温水或热水，接口检验合格后方可进行下一节的安装。接口检验不合格应立即拔出管节，重新安装。重新安装前如接口用胶圈及植物油脂已冻硬，则应铲去冻结物，用温盐水洗净后重换胶圈及植物油脂，再进行安装。

4.5接口水压检验合格后，捆上接口外的灌浆带进行接口外灌浆，冬季施工时，灌浆用水泥砂浆应采用热水搅拌，并掺以无氯盐防冻剂。水泥砂浆配比按规定执行，灌浆完成后应用草帘覆盖保温。管口接口内间隙，按要求填以水泥砂浆抹平。冬季施工时，填缝用水泥砂浆应采用热水搅拌。管道安装时应随时清扫管道内的杂物，外缝灌浆结束后应立即采用麻袋覆盖保温，内缝在管内进行自然养护，管道暂停安装时，两端应用草帘或其他物品临时封堵。

5、结束语

通过一系列结构工艺及施工改进和控制，在施工中，严格执行“规范”及严寒地区PCCP制作施工技术，使得一些高综合指标的PCCP管道在西北严寒地区得以成功使用，为国家节约了大量投资。同时这些施工技术在保证严寒沙漠地区PCCP工程质量方面，起到了很重要的作用，收到了良好的效果。

参考文献：

[1]余洪方，李世龙，徐永平等.预应力钢筋混凝土管GB/T19685-2005[S]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会联合发布，2005

[2]预应力钢筒混凝土管铺设手册，新疆国统管道股份有限公司编制