4m直径PCCP管道制造关键工序的质量控制.doc

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1、4m直径PCCP管道制造关键工序的质量控制寇建章（山西省水利水电科学研究院，太原030002）摘要南水北调中线京石段应急供水工程（惠南庄至大宁段）是国内首次采用2排并行4m直径预应力钢筒混凝土管道（PCCP）的输水工程，其管径大、线路长、覆土深，工程规模为国内同类项目之最，文中阐述4ni直径PCCP管道制造关键工序质量控制。关键词预应力钢筒混凝土管结构性能特点质量控制中图分类号：TV523文献标识码：B0引言南水北调中线京石段应急供水工程北京段全长约80km,其中惠南庄至大宁段采用2排并行4山直径预应力钢筒混凝土管道输水（管型为工压0.4〜0.8MP3,覆土

2、深度3〜10.3m）,线路总长56.359km,占北京段总干线全长的70%3生产制造4m直径预应力钢筒混凝土管在国内是首次,其管径大、线路长、覆土深、工程规模为国内同类项目之最，并在国际上有重大影响，但就管道设计、工艺技术、设备水平、项目管理而言，未知因素和不完善情况较多，项目难度和技术复杂性极其突出，在南水北调中线工程中是仅次于穿黄隧洞第二大难点项目，与穿黄隧洞并称两大极富挑战性项目。预应力钢筒混凝土管（PrestressedConcreteCylinderPipe,简称PCCP）是一种将高强钢丝的抗拉、混凝十•的抗压和钢板的防渗有机结合在一起，能充分合理

3、地利用了材料各n的物理力学特性的高品质输水管材。该管道山薄钢板、中厚钢板、异型钢、普通钢筋、高强预应力钢丝、高强混凝土、窩强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制作而成,是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材。该管道材料不仅综合了普通预应力混凝十.输水管和钢管的优点，而口尤其适用于大口径、高工压和高覆土的工程环境，是大型引水、排水系统的理想管材，被广泛运用于工业及民用输水、配水、灌溉系统、污水压力管道中。PCCP不仅广泛利用作埋地管在沟槽中安装，而口有架空安装、水下安装和洞内安装等多种形式。在腐蚀性十-壤、地下水环境管道保护基础上，1992年提出阴极保护技术

4、措施，解决了地下杂散电流电腐蚀条件下的管道保护问题，使PCCP的应用领域更加扩大，可靠性进一步提高。1PCCP管道性能及特点PCCP设计采用美国供水协会AWWAC304设计规范，用综合分析方法将预压力、内压力和外荷载合理纽合，充分、合理地发挥钢材的抗拉、易密封性和混凝十•的抗压及耐腐蚀性，安全地限制了混凝土的抗拉和抗压应力，根据管线的实际情况进行最经济、最可靠的管材设计。PCCP管道具有承受高内压和筒外荷载，接头密封好，半刚性接头对地基适应性好，通水能力强，耐腐蚀性能好，可通过焊接部分接头以抵抗推力，造价低，祉会综合效益好等特点。1.1承受高内压和高外荷载P

5、CCP使用了经过水压检验的钢筒，解决了一•般混凝十•管存在的渗水问题，所以它可承受很高工作压力，我国产品标准工作压力指标为0.4〜2.OMpa,国外应用PCCP工作压力有的高达3.0Mp紅以上。山于PCCP设计充分运用混凝土抗压强度，所以它较其它管材可承受更大外荷载。1.2接头密封好PCCP接头采用钢质承口圈和插口圈，尺寸精度高（承口和插口工作而直径配合间隙最小0.5mm,最大2mm）,承口呈钟形环状，插口是带有凹槽的特制型钢，密封橡胶圈按等断而设计放置在凹槽内，这不仅使橡胶圈受双向挤斥形成很好的密封力，而且橡胶圈定位良好。这种烈式接头可以承受高达3.0Mp

6、a以上的压力，见图1。£预应力鏡丝外层混粪土保护层厂[r厂图1密封接头1.3PCCP半刚性接头对地基适应性好PCCP半刚性接头使得管子既有一定程度刚性，又有一定柔性，使其能转动一定角度，较其他管材具有较好地基适应性能，PCCP管子允许相对转角见衣1管径/inm600-800900100012001400160018002000220024002600转角/C）1.501.151.251.100.950.850.740.670.600.560.531.4很高的通水能力PCCP经水力摩阻试验测定：离心成型的PCCPL管，n二0.012；对于立式振动成型的PCCP

7、E管，尸0.0107,可见PCCP内表面糙率n值很小,不仅降低了PCCP对水流的摩阻力,且内表面不结垢，使管线在运行服务期间能保持很高的通水能力。1.5耐腐蚀性能好山于构成PCCP的所有钢材都被密实的混凝十或水泥砂浆所包裹，经防腐处理的承口钢圈和插口钢圈安装后其外露部位又都被水泥砂浆灌注封口，混凝十•或砂浆提供的高碱性环境使得包裹在PCCP内部的钢材纯化而不会发生腐蚀，I人1而使PCCP具有良好的防腐蚀性能。1.6可通过焊接部分接头以抵抗推力当施工现场不方便做混凝十•支墩抵抗推力，或经比较做混凝土支墩不经济时，PCCP管可通过在现场将转角处一定数量管道的钢质

8、接口焊接起来，以抵抗推力，使管道结构得到加强，并方便