大口径PCCP管施工方法介绍

唐忠德，应宪
(深圳市越众＜集团＞股份有限公司， 广东深圳　518040)

　　 摘　要：在东深供水网络干线工程中采用了大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)，在施工中对PCCP管接口形式、沟槽开挖与防护及卸管方法等进行了技术改进并取得了良好的施工效果。
　　关键词：大口径PCCP管； 双胶圈接口；输水工程
　　中图分类号：TU991.36
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)09-0088-03

　　深圳市东部供水网络干线工程是深圳市东部引水工程的两个组成部分之一，其建设目的是将东江和西枝江源水输送到城区各主要水厂和水库。
　　在其A-Ⅳ标段，设计采用了双线布置的DN3000PCCP管，工作压力为0.2MPa，管道接口水压试验压力为0.3MPa。不同覆土深度的管壁厚度由生产厂家按照管外荷载和管内水压计算确定。
　　在施工中，对PCCP管接口形式、沟槽开挖与防护及卸管方法进行了技术改进。

1 管道接口形式

　　原设计拟采用按照AWWAC301—92标准生产的承插嵌埋式单“O”型橡胶密封圈接口PCCP管材，其接口形式见图1。

　　采用这种接口形式的管材存在一些局限性：
　　①需根据管材规格的不同加工成套的大型试压设备，不仅制造成本高，而且试压操作相对复杂、劳动强度大。
　　②试压设备与接口处管内壁间一般采用压密性接触界面，试压结果直接受管内壁粗糙度、椭圆度和弧度偏差的影响，因而难以准确反映施工安装的质量。
　　③由于试压设备的移动和操作都相对复杂，故有时试压操作甚至比管材安装耗时还长，尤其是对于双线平行施工的管道工程。
　　为此对管道接口进行了技术改进，将单“O”型橡胶密封圈接口改成带打压孔和排气孔的双“O”型橡胶密封圈接口(见图2)。

　　改进后接口的优点在于：
　　①可采用常用的手动试压泵来试压，而不受管材规格的限制，且设备简单便携、易操作、耗时短，所以不仅可以对已安装完的任一管道接口进行随机抽检，而且能更加动态、直观地监控和跟踪管道的安装质量。
　　②试压结果直接体现橡胶圈与承插口钢圈之间的密封状况，因而能更加真实和准确地反映安装质量。
　　③接口处管内与管外之间设置了两道橡胶密封圈，相当于比单胶圈接口多了一道可靠的屏障，形成“双保险”，从而大大降低了管道接口渗漏的可能性。
　　④管道安装的进度比单胶圈接口管明显加快。

2 沟槽开挖

　　因该标段管道全部敷设在一个尚待开发的工业区范围内，为确保将来不与工业区内的管线相互干扰，设计的管道覆土厚度均达到了5m以上，但在满足此要求的同时也因该地区的地质状况较差而使施工增加了难度。
　　根据工程及水文地质勘探结果，虽管基持力层土质多为残积土、全风化土及冲洪积砾砂层，地基承载力较高，但地下水埋藏丰富而且埋深较浅，地下水位为40.5～42.98m(沟底标高为32.86～42.97m)，埋深为0.2～3.1m，主要含水层为砾砂层(厚为0.5～7.6m)。此外，管线还有多处横穿河道及鱼塘，这些都给开挖施工带来了麻烦。多数施工段虽设计成两级放坡，边坡为1∶1及1∶1.25，但在施工初期仍然多次遭遇了因地下水位太高而导致砾砂及粉土边坡失稳下滑和大范围塌方。在后续施工过程中，施工人员一方面根据各段开挖过程中实际了解到的地质情况继续适度放缓边坡，另一方面在沟槽断面形成后随时巡查，一旦发现边坡坡面异常情况则采取以下相应措施：
　　①在坡底打入挡土钢桩和木桩并在坡面堆砌沙袋以抗滑护坡；
　　②在坡面架设DN40钢管以集中引流坡面小股地下水入沟槽两侧排水沟，防止地下水长时间沿坡面渗流冲刷而造成局部塌方；
　　③在坡底堆砌碎石排水体，再在排水体上沿坡面自下而上堆砌沙袋以确保坡面渗流排水通畅且又不失稳。

3 沟槽防护设施

　　在AK6+485～AK6+600里程段，部分管线距一栋四层民宅非常近，如按原设计分两级放坡开挖，则沟槽一侧上口边线距宅基仅为0.5m。宅基的东西两侧附近均有河水作为地下水补给水源，因此如不采取措施则极易发生流砂或管涌，不仅沟槽开挖无法施工，而且可能导致大面积塌方，民房也将因开挖形成的大水力坡降而出现不均匀沉降乃至倾覆和坍塌。为此设计人员提出了以深层搅拌水泥土墙帷幕为主体结构的止水挡土防护方案(见图3)。

　　在搅拌桩帷幕施工过程中，因局部地段的砂砾石层中含有粒径较大的卵石，且与砂砾胶结紧密，因而搅拌机钻头无法钻进，部分桩深达不到设计要求。为此在搅拌桩施工完毕后立即用600@400的单重管高压旋喷桩对深度未达到设计要求的局部地段进行补孔、补喷，这样既维护了民房的安全又稳定了沟槽边坡，保障了管道安装施工的顺利进行。

4 卸管及下管

　　由于单节PCCP管重达28t，所以在不良地质条件下如何保障边坡的稳定和吊装的安全十分关键。在正式施工时采取的办法是：在沟槽靠施工道路一侧自沟顶至沟底修筑一临时斜道，装运管材的平板车直接驶入沟底，由施工单位自行设计组装的电动安管龙门吊负责卸车，并沿已敷设好的轨道自动行走至待安装位置。这种作业方案不仅简单实用而且节约了机械台班费。

5 其他问题

　　①施工安装的顺序
　　按照《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—97)第4.1.6条的规定“安装时宜自下游开始，承口朝向施工前进的方向”，但这条规定主要是针对排水管道和山区、丘陵地带的给水管道，如地势起伏平缓则不应受该规定的限制，尤其是对于雨季施工的给水管道安装，如有条件应尽可能自高处向低处施工，不然一旦遇到大雨则极易因沟槽内积水又无法及时外排而造成浮管。由高至低施工的管道则因沟槽内的积水水位在管内、外均衡攀升而无浮管之虞。
　　②水压试验
　　当管路安装技术检查资料完整且逐个接头水压试验已合格时，可根据能源部《电力建设施工及验收技术规范》(SPJ280—90)的相关规定，不再进行全线或分段水压试验。
　　③允许借转角度
　　管道接口由单胶圈改为双胶圈后，各管节允许借转角度由1°18′调整为30′。施工时应注意控制接口间隙调整值和轴线偏移量，否则容易导致胶圈损坏和接口渗漏。
　　④拐弯半径
　　对于双线平行布置的管道工程，两侧管线弧线段弯头配件如都按沟槽中心线的拐弯半径进行加工则会使两侧弯头配件后续施工的管道轴线同时向沟槽中心线靠拢，从而形成必然的安装轴线偏差，而且拐弯半径越小偏差越明显，因此弯头配件必须分别按照其所在管轴线的相应拐弯半径进行加工。

　　电　　话：(0755)83197086
　　收稿日期：2002-01-28