预应力钢筒混凝土管(PCCP管)施工方法.doc

预应力钢筒混凝土管(PCCP管)施工方法　摘　要：预应力钢筒混凝土管(PCCP管)在输水工程中具有较好的应用效果，就其在工程实施中的具体问题总结了施工经验，并进行了技术创新　　关键词：预应力钢筒混凝土管(PCCP管)；施工经验；闭水试验预应力钢筒混凝土管(PCCP管)从问世到使用，已经历了半个多世纪目前，从管道的设计、制造、检测到安装、验收、使用等各方面，均实现了规范化、系列化，已在城市建设的输水工程中得到了较好的应用1　工程概况　　杭州市七格污水处理厂主干管穿越八号港段，位于杭海路与艮山东路交叉口以西，主干管段采用两根DN2200嵌置式PCCP管，总长度约615 m　　工程沿线地形较为平坦，沿途多为民房和菜地，地面高程约5.60 m工区浅层地下水主要为潜水，受大气降水和生活用水补给，地下水水位一般在0.55～3.40 m之间　　工程管线内底标高为-1.392～0.893 m(黄海高程)，管线基础主要坐落在砂质粉土层上，该土层埋深为0.40～2.80 m，层厚为0.00～3.40 m，工程力学性质较好　　采用的PCCP管材公称管径：2200 mm，内径：2 200 mm，外径：2 540 mm，壁厚：145mm，长度：5000 mm，质量：17.70 t。

管道采用双胶圈接口，埋深有5m和7m两种规格2　施工方法及经验2.1降水　　因管子埋设较深(埋设深度在7 m左右)，根据砂质粉土的特性，采用双排三节轻型井点来降低地下水位，确保管道的顺利施工　　最初降水实际效果不错，但十几天后却出现了问题，实际降水深度与预计的相差50 cm左右，经过分析，发现产生这一怪异现象是因为受到钱塘江潮水的影响虽然工地现场距离钱塘江约有1.2 km，但由于著名的钱塘江涌潮每半月一次的涨落，使江水平面的水位出现了约0.7 m的变化，加之当地砂质粉土的渗水性能较好，从而导致地下水位随着潮水的涨落而出现周期性的变化，掌握了这一特点后，采用将花杆埋深约60 cm的方法，解决了降水问题2.2基坑开挖和管道基础　　①基坑开挖　　a.机械挖土严格控制标高，严禁超挖，要求人工清底，如局部超挖，则应用相同的砂土或细砂回填，并夯实到天然密实度　　b.为了便于管道的铺设和作业，基槽底宽度按管外侧留600 mm考虑　　c.开挖过程中应及时排水，基槽开挖至设计标高后，应及时组织验收，验收合格后立即进行下道工序施工考虑到基槽暴露时间过长会引起基槽变形，应尽可能减少晾槽时间(不超过2～3 h)。

施工时应掌握天气变化，严禁基槽泡水　　②管道基础　　a.管基包角弧座(即管子与原土接触的圆心角)应按设计要求挖好，有间隙时应用砂垫实　　b.承插口部位应局部挖成槽坑，坑的深度和宽度应便于安装接口和接口灌浆　　c.管线土质不一样或差异较大时，应会同设计部门按设计要求做好土质变异地段的地基处理　　d.设计中，考虑到PCCP管的质量较大，设计了200 mm砂垫层作为管道基础，砂基要求夯实，并保持最佳含水量但在基坑开挖后，发现由于井点降水的作用，槽底的砂质粉土已相当坚硬，于是决定取消200 mm砂垫层，既减少了工程投资，又加快了工程进度2.3安装　　①管道　　大口径PCCP管的接头钢环的椭圆度通常均能达到标准规定的0.5%的要求，但经过长距离的运输颠簸及多次吊装后，失圆现象时有发生例如两节管子插口和承口的椭圆度不在同一方向上，有时甚至是垂直交叉，这给施工带来了很大难度，严重时导致进退两难，甚至得将前几节的接口拔出再重新安装为此，经与生产厂家协调，在出厂检验完成后，增加一个带十字支撑钢环内套的保护构件，以防止在管子的运输和吊装过程中引起管子承插口的变形同时，施工单位则加强了安装前的检查、记录，在安装过程中使两节管子的椭圆度尽可能在同一方向上，以确保管道的安装质量。

从而加快了安装进度，并保证了闭水试验合格率　　②胶圈　　在PCCP管道施工中，胶圈虽是个小部件，但相当重要，它的安装质量直接关系到闭水试验是否合格胶圈的安装必须注意：　　a.橡胶密封圈应符合ZBQ 43100—87的规定橡胶圈的形状为圆形，表面不应有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲、肉眼可见的杂质及有碍使用和影响密封效果的缺陷　　b.管节下槽前，应逐根检查管材和承插口有无损坏现象承插口要清理干净，如有飞边毛刺应予处理，以防划破橡胶密封圈，同时清除管内杂物　　c.管节对接安装前，必须逐根清理管子的承插口环；在承口工作面涂刷润滑剂(硅油)；将橡胶圈套入插口环凹槽中，使胶圈在插口的各部位上粗细均匀并顺直地绷在插口环凹槽内，消除胶圈的扭曲翻转现象以保持密封良好；然后将润滑剂涂刷在橡胶圈上　　d.安装完后，用专用量具(钢板尺、厚薄规)检查密封橡胶圈是否都在插口环的凹槽内、接口间隙是否符合设计要求，确认检验合格并将管节垫稳后才能将吊具移开　　③闭水螺孔　　进出水螺孔供闭水试验时使用，行业、企业标准及施工安装规程均未作具体要求据施工试验，其位置宜放在水平线以下45°左右如放在底部，因施工中机具设备及施工人员的进出会带入土渣等杂质，使进水孔堵塞或进入两个胶圈中间的密封仓，从而使闭水通道堵死或形成气阻，导致闭水试验不合格；如进水孔位置太高，则闭水试验时操作不便。

　　④弯管　　设计单位将弯管段设计成三维转角，即既有水平方向、又有垂直方向的弯管，而生产厂家在管子的制作过程中，也未将方向和角度在管子上作出明显标记因此在安装过程中，由于管材较重，同时又必须考虑两个方向的角度，吊装就位遇到了相当大的困难若用两个二维管道来替代，则工程施工难度会大大降低，不但进度有所加快，且有可靠的质量保证在后续工程中的实际应用也证实了其效果极好2.4　防腐　　防腐采用管内壁及接头处均匀喷涂两道环氧煤沥青，厚度≥0.14 mm，管外壁防腐不作要求以往防腐工序往往由施工单位在工程现场完成，但为了保证现场环保要求，决定将这道工序由管道生产厂家来完成　　管道安装完成后，对接头处的内防腐还需补做，操作人员必须在良好的通风环境和有效的防护措施下进行操作，以保证安全2.5　闭水试验　　城市污水管道的安装验收通常按照《市政排水管渠工程质量检验标准》(CJJ 3—90)采用满管闭水试验方法来进行，但根据PCCP管的工艺及结构的特殊性(其管身内水压完全能满足设计要求并且具有保证性)，参考上海等地比较成熟的PCCP管施工操作规程和验收评定标准，采用对PCCP管胶圈部位进行闭水试验并根据设计要求，采用不同1.施工工艺流程场地平整→测量放线→管沟土方（石方）开挖→施工降排水→PCCP管吊装就位→PCCP管道安装、各种井施工→接口水压试验→填封接口缝→土方回填→水压试验→竣工清理。

2.场地清理对永久和临时工程、存弃土场等需要清理的地表进行清理，将施工区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及监理指明的其它有碍物等均按要求处理所有的清除物，必须按监理指定的地区进行弃置或掩埋，并不得妨碍自然排水或污染环境对于含细根须、草本植物及覆盖草等植物的表层有机土壤，按0.8m开挖深度进行开挖，并将有机土壤运至指定地区，防止土壤被冲刷流失合理使用有机土壤，将之用于工程临时占地的表土恢复3.测量放线3.1施工测量准备工作3.1.1接桩、验桩、护桩接收监理人提供的测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据后，校测基准点的测量精度，并复核资料和数据的准确性，确认准确无误后，以监理人提供的测量基准点为基准，按国家测绘标准和施工精度要求，测设用于工程施工的控制网，并将控制网资料报送监理人审批施工期间注意保护好测量基准点、基准线和水准点及自行增设的控制网点3.1.2平面控制网的确定    以监理人所交桩位及坐标数据作为基本控制网，在设计中线平行方向自布一条附合导线，以满足施工需要3.1.3高程控制网的确定    将所交高程点作为施工高程基本控制网，自布两条附合水准导线，并引测出临时水准点水准点测量闭合差不大于10(N)1/2mm（N为测段往返距离（km））。

3.1.4施工放线    3.1.4.1开挖前按坐标测设出管线、井位和镇墩位置，根据中线及计划边坡坡度向两侧放出开挖上口线，开挖过程中用经纬仪控制开挖方向，用水准仪控制开挖深度    3.1.4.2开挖后用全站仪在槽底放出管线或井位中心桩，根据结构宽度和设计高程放出基底边线及标高    3.1.5施工测量检查    3.1.5.1对每一步施工测量成果进行复查校核，无误后申报上一级检查，监理现场认可后进行下一步施工    3.1.5.2凡属观测成果，均附有书面计算记录和草图    3.1.5.3做好测量日志，保证资料的完整4.管沟基槽土方开挖管沟基槽土方开挖采用机械开挖和人工开挖互相配合进行，以机械开挖为主，人工辅助整坡和清底严格按照设计要求进行开挖，DN1800PCCP管基槽宽3.4m，DN2000PCCP管基槽宽3.6m，开挖边坡坡比根据现场土质情况留设，由于本工程主要为冬季施工，沟槽边坡按以下数值控制：砂壤土1：0.5～0.7；砂砾料1：0.4～0.8；强风化岩1：0.3～0.4；中等风化岩1：0.2～0.3；弱风化岩1：0.1～0.2，其中沟槽较深时取大值，较浅时取小值开挖过程中用经纬仪监控中线位置，用水准仪随时监测槽底高程，避免超挖或欠挖，并保证设计基槽底部的尺寸。

为防止扰动槽底原状土层，机械开挖在槽底留20cm保护层由人工挖除，开挖的土方除现场备土回填外，均用自卸汽车运至监理指定弃土场挖至槽底标高后，约请监理、设计等部门验槽，检查合格后方可进行下道工序施工5.管沟基槽石方开挖管沟基槽石方开挖前，掌握详细的现场岩石地质资料，然后根据所掌握的岩石情况进行具体的石方开挖的爆破设计5.1石方开挖爆破方案石方开挖爆破设计总体方案采用楔形掏槽分层爆破，中间断面先行掘进，预留保护层，周边光面爆破，每层循环进尺1.2～1.5m初步拟定每20m为一个爆破段掏槽炮眼数目、炮眼装药量、炮眼间距等爆破参数根据具体实际计算得到，并根据岩石性质的变化，在工程实施中通过爆破试验对以上参数进行调整周边光面炮孔内采用不耦合装药结构，竹片绑扎，导爆索传爆详见【管沟石方爆破施工次序图】5.2爆破网络设计为实现中间掏槽，辅助炮眼掘进，周边光面爆破成型，爆破依次进行，先后延迟起爆，采用非电导爆毫秒延期雷管导爆网络连接采用多发电雷管与点火源束接方法，电雷管串联后，引爆线引出井口，接入起爆器5.3爆破震动安全校核本工程不是全断面掘进，是中间先行，周边成型爆破的施工次序，爆破施工过程中密切注意震动对附近建筑物的影响，并及时根据实际情况进行调整，绝对保证管线附近建筑物的安全，杜绝发生意外。

5.4爆破施工安全措施5.4.1钻孔相互平行，严格控制钻孔底面高程5.4.2特别注意坡顶浮石清理5.4.3开挖后的岩壁不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角开挖后及时清理岩壁，清除碎石、松动风化的岩石，保证岩石面清洁、稳定6.施工导流及降排水由于本工程中部分地段地下水位埋深较浅，高于管底高程，因此作好降排水工作非常重要对于水量较小、对施工影响不大的部位，可直接采用明沟排水方式，人工在基坑两侧挖排水沟和集水坑，集水坑每隔30米设一个，每个集水坑内设2台3＂泥浆泵进行抽排降水对于水量较大、对施工影响大的部位，如管线临近河道施工或横穿河道施工时，由于有地表径流，需在管线穿过处作局部导流，局部导流方案利用现状河槽一侧进行适当疏挖整形，填筑草土围堰，迎水面铺设高强膜布防渗，待一侧施工完毕后再用同样方法进行另一侧管道的施工，详见【管道穿河施工导流示意图】，如现场条件允许也可以在河道外进行大导流，待管道施工完毕后再恢复至原河。