大口徑埋地管道中間試壓技術(shù)

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摘要： 以常州地區(qū)供水一期工程為例，大口徑埋地管道中間試壓技術(shù)克服了長(zhǎng)距離輸送管道因試壓須間斷施工帶來的弊病，使管道間斷施工變成連續(xù)施工，減少了預(yù)留原土后背給施工造成的麻煩，加快了工程施工進(jìn)度。
關(guān)鍵詞： 鋼筒預(yù)應(yīng)力混凝土管 中間試壓裝置 連續(xù)施工

　　Try Pressing Technology in the Middle for the Large Diameter Pipeline of Underground

　　ZHANG Bao-jun¹, ZHOU Mei-sheng²

　　(1. Department of Thermotechnical and Environmenal Engineering,Xuzhou Institute of Architectural Technology,Xuzhou,Jiangsu 221008, China； 2.The Third Construction Company of China Construction Eighth Engineering Bureau，Nanjing, Jiangsu 210046，China)

　　Abstract: Supply water of the first stage of the project as the example with the area of Changzhou, try pressing technology in the middle for the large diameter pipeline of underground have overcome the disadvantage brought of sending the pipeline and must construct to try pressing disconnectedly at a long distance, making the pipeline disconnected and constructing turns into constructing in succession ,has reduced the original soil back of reserving for the trouble caused, have accelerated the project construction speed .

　　Key words: Prestressed Concrete Cylinder Pipe; Try pressing device in the middle; construct in succession

　　鋼筒預(yù)應(yīng)力混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）是目前國際上使用較廣泛的大口徑、耐高壓管材，由嵌埋薄鋼筒的管芯、纏在管芯外的預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絲外的水泥砂漿保護(hù)層組成。如圖1所示。

　　圖1 PCCP管示意圖

　　Fig.1 Schematic diagram of PCCP

　　管子的兩端分別焊有鋼制的承口圈密封。在工作狀態(tài)下，嵌埋在管壁中的薄鋼筒具有抗?jié)B功能，纏繞在管芯外的預(yù)應(yīng)力鋼絲及管芯的混凝土壁承受管材內(nèi)水壓力及外荷載，因此PCCP管是一種將鋼管與普通預(yù)應(yīng)力混凝土管的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合的管種。PCCP管廣泛應(yīng)用城市輸配水干管、火電站供水管、水利工程、雨污水干管、工業(yè)供水及廢水管線等方面。

　　常州地區(qū)供水一期工程渾水輸水管線全長(zhǎng)42km，除穿越主要公路及河段6km采用D1400×14鋼管外，其余36km均采用D1400的PCCP管，雙橡膠圈接口。是我國目前PCCP管應(yīng)用規(guī)模較大的工程之一。

　　1工程特點(diǎn)

　　（1）本工程基本沿公路施工，施工前管道要預(yù)先排放在公路邊，施工時(shí)吊車要停放在公路上。本工程管理的難點(diǎn)之一是克服交通與施工的矛盾。

　?。?）管溝沿公路開挖，本工程制訂施工工藝時(shí)重點(diǎn)考慮消除管道沿線施工過程中管溝造成的安全隱患。

　?。?）由于管線跨越不同土質(zhì)地段的情況較多，本工程的施工重點(diǎn)之一是解決沿線不同土質(zhì)可能導(dǎo)致的管道不均勻沉降問題。

　?。?）長(zhǎng)江中下游地區(qū)全年雨水較多，本標(biāo)段施工時(shí)恰逢梅雨季節(jié)，大到暴雨天氣較多，預(yù)防雨水或農(nóng)田排水引起“浮管”是本工程管理的重點(diǎn)。

　　2管道末端試壓后背施工

　　三通、彎頭后壁混凝土支墩達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，進(jìn)行回填土工作，最后進(jìn)行管道強(qiáng)度試壓及滲漏量檢驗(yàn)。試壓時(shí)管頭的推力為185t，為確保安全，試壓后背按承受力185×1.15=213t設(shè)計(jì)施工?！督o水排水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268-97規(guī)定每段試壓長(zhǎng)度不超過1000m。

　　承受如此大推力的試壓后背，制作和拆除都不是容易的事,試壓時(shí)要盡量少制作試壓后背。

　　本工程采用原土作后背。為增加原土受力面，在原土面上安裝鋼木結(jié)構(gòu)。鋼木結(jié)構(gòu)以管中心為對(duì)稱點(diǎn)安裝。如圖2所示。

　　施工時(shí)原土壁上沿橫向和立向安放兩排4×0.25×0.25m道木，再在道木前安放2.5×2.5m加肋鋼板作受力壁板，鋼板厚度為20mm，肋板為20×150×1000mm。肋板以壁板中心為圓心向八個(gè)方向?qū)ΨQ焊接。

　　圖2 末端試壓裝置圖

　　Fig.2 Schematic diagram of try pressing device for end

　　試壓時(shí)千斤頂垂直安裝在管道盲板中心與壁板中心。為防止鋼木結(jié)構(gòu)受力變形超過管道接口允許位移量，千斤頂要隨鋼木結(jié)構(gòu)變形量增加而頂伸。

　　鋼制盲板與PCCP轉(zhuǎn)換接頭焊接后整體安裝在PCCP管上，安裝時(shí)先在盲板上做好頂進(jìn)長(zhǎng)度標(biāo)記，確保盲板安裝質(zhì)量。防止千斤頂過頂或盲板安裝不到位。強(qiáng)度試壓時(shí)隨著管內(nèi)壓力升高，盲板將被向外推移，及時(shí)頂伸千斤頂消除盲板位移是確保試壓成功的關(guān)鍵。

　　3管道中間試壓技術(shù)

　　管道在農(nóng)田內(nèi)或公路邊施工，不宜留下過長(zhǎng)的原土做試壓后背。因?yàn)轭A(yù)留口存在結(jié)水、塌方的危險(xiǎn)。本工程采用5m長(zhǎng)的D1400×14的鋼管兩端與PCCP轉(zhuǎn)換接頭焊接,鋼管中間焊一個(gè)10mm厚鋼板將鋼管分成不相通的兩部分,施工管道時(shí)直接安裝在試壓點(diǎn)。確保了管道連續(xù)施工。試壓前在鋼管上方安裝DN50旁通管、閥門、排氣閥、壓力表及進(jìn)水管，并在鋼管上方安裝D600人孔，組成一個(gè)完整的中間試壓裝置(發(fā)明專利)技術(shù)。如圖3所示。

　　圖3 中間試壓裝置

　　Fig.3 Schematic diagram of try pressing device in the middle

　　裝置將幾段連接起來進(jìn)行試壓，既不影響分段驗(yàn)收又減少了試壓后背安裝次數(shù)。而且確保了所有管道和接口都參加了強(qiáng)度試壓。操作方法如下：每套試壓裝置可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)管段的試壓，他們互作后背，按規(guī)范要求，每段長(zhǎng)度在1000m左右。

　　（1）在系統(tǒng)注水，加壓全過程中旁通閥全開啟狀態(tài)，自動(dòng)排氣閥排氣，保持全線水壓均等，且一旦升壓過程中有問題時(shí)，試壓段的壓力能及時(shí)調(diào)整一致而中間裝置不移動(dòng)。

　　 （2）全線壓力均升到1.05Mpa,觀察末端試壓后背10分鐘，無異常現(xiàn)象后，關(guān)閉旁通閥分段進(jìn)行滲漏量檢驗(yàn)。

　　滲漏量檢驗(yàn)方法參照GB50268-97有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

　　觀察壓力表并記錄從試驗(yàn)壓力保水狀態(tài)自然壓降0.1Mpa所經(jīng)時(shí)間T₁（min）；將管道壓力補(bǔ)到試驗(yàn)壓力1.05Mpa；通過放水口人工放水，人為將壓力下降0.1Mpa，并收集人工放水量W（L），記錄人工放水時(shí)間T₂（min）；然后進(jìn)行實(shí)測(cè)滲漏量計(jì)算:

　　L-試驗(yàn)管段長(zhǎng)度（km）；

　　W-人工T₂時(shí)間內(nèi)放水量（L）；

　　本工程設(shè)計(jì)允許滲漏量5L/min·km。如果滲漏量超標(biāo)，帶壓尋找漏點(diǎn)，待全部找出后，全線泄壓。整體降壓到零后，打開超壓管段人孔，進(jìn)入檢查維修。

　?。?）為了保證中間裝置不因?yàn)閮蛇厜翰钸^大引起軸向移動(dòng)，滲漏量檢驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格控制鋼隔板兩邊壓力，本工程實(shí)施時(shí)鋼隔板兩邊壓差控制在0.1Mpa范圍內(nèi)。

　　（4）滲漏量檢驗(yàn)完畢后，將所有中間裝置的旁通閥打開，進(jìn)行均壓后進(jìn)行降壓。壓力降到零時(shí)打開末端放空閥進(jìn)行組織排水。

　?。?）管道內(nèi)水排完后，從中間裝置的人孔進(jìn)入管內(nèi)將鋼隔板割除掉，并將注水管割除封焊完畢。

　　由于試壓段之間有旁通管，故可以方便地選用全線注水，最好在有河流的地方注水及排水。受現(xiàn)場(chǎng)限制，如果沒有河流，可以多段連接，在近河流的管段注水，通過旁通管實(shí)現(xiàn)全線注水。

　　采用中間試壓技術(shù)后，可以使管道間斷施工變成連續(xù)施工。減少了預(yù)留原土后背給施工造成的麻煩；同時(shí)減少了試壓后背的安裝和拆除工作量、管道的碰頭工作量。

　　如果按照傳統(tǒng)的施工方法施工，即在強(qiáng)度試壓后再回填土，則不可避免存在工期長(zhǎng)、管道沿線安全隱患多、強(qiáng)度試壓時(shí)管道無法固定等缺點(diǎn)。如果回填時(shí)留下接口處，不能保證回填土密實(shí)度，而且接口處產(chǎn)生的淤泥很難處理。

　　4結(jié)語

　　常州地區(qū)供水一期工程，全線有36km使用D1400的PCCP管，埋地安裝均采用了該施工技術(shù)。各分段均一次性試壓成功，現(xiàn)已投入使用。未出現(xiàn)一例安全事故和因質(zhì)量問題返工。2003年8月23日送水調(diào)試一次性成功。創(chuàng)造了國內(nèi)一次性PCCP管道施工最長(zhǎng)，施工速度最快，試水時(shí)間最短的施工業(yè)績(jī)。

　　實(shí)踐證明，采用中間試壓技術(shù)，可以使管道間斷施工變成連續(xù)施工，在大口徑埋地管施工中實(shí)現(xiàn)開挖、裝管、回填同時(shí)進(jìn)行的方法是可行的。