长距离大口径PCCP输水干管施工工艺工法(共17页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上长距离大口径PCCP输水干管施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GS-0202-2011市政环保公司 李新文1 前言1.1 概况PCCP是预应力钢筒混凝土管（Pre-stressed Concrete Cylinder Pipe）的英文缩写，是在带钢筒的混凝土管芯上，缠绕预应力钢丝，并施喷水泥砂浆保护层而制成的管材，是目前世界上广泛使用的大口径、高工压的优质复合管材。国外，最早在1939年由法国邦纳公司制造了PCCP，并铺设于巴黎郊区，我国于1988年引进美国阿麦隆公司（Ameron）制管关键设备和生产技术，形成了国内第一条正式的PCCP生产线，经过了10多年快速发展，预应力钢筒混凝土管（PCCP）在给水工程中被大量使用，成为国内大型引水工程采用最多的管材。图1 标准PCCP管结构图1.2 工艺原理PCCP管由平板托车自生产厂家运送至施工现场（或管坑），采用吊车或龙门吊卸管或直接吊至管坑，吊车或龙门吊吊装就位，外拉法就位。2 工艺工法特点2.1长距离输水管沿线施工条件变化较大。2.2大口径PCCP管单根重量较大，对地基承载力要求较高，需根据不同的地段的管道坑底的地质条件，采取不同的地基处理措施。2.3管沟开挖较深，且不同地段管道基坑底的地质条件不同，需根据不同的形式采用相应的支护方式及止水措施。3 适用范围埋地式大口径长距离PCCP管工程施工。4 主要技术标准4.1 给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268）、预应力钢筒混凝土管（GB/T 19685）。4.2 设计文件及合同5 施工方法PCCP管由平板托车自生产厂家运送至施工现场（或管坑），采用吊车或龙门吊卸管或直接吊至管坑，吊车或龙门吊吊装就位，外拉法对接安装。6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程施工工艺流程如下：图2 施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 PCCP管道的交接、验收及卸管1 管道供货商应将管道运输至业主指定的任何交货现场车板验收，经项目监理检查、施工单位对管材表观、椭圆度验收合格后进行交接。2 供货商应出具产品合格证书以证明生产和试验的每节管道为合格产品，这些证书应包括但不限于：1）交付前钢材及钢丝的实验结果2）用于管道生产的水泥及骨料的实验结果3）每一钢筒试样检测结果4）管芯混凝土及保护层砂浆试验结果5）成品管三边承载试验及静水压力试验报告6）配件的焊接检测结果和砂浆、环氧树脂涂层或防腐涂层的证明材料。7）PCCP管外观检查，仔细检查承插口，不得有碰损，圆度变形，内外防腐层不得有损伤或脱落。8）胶圈检查, 仔细检查胶圈,不得有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲以及肉眼可见杂质等缺陷。6.2.2 管道敷设一般要求1 按照设计图纸所示敷设管道和安装配件。2 提供全部特殊工具和装置，如特殊千斤顶和正确安装要求的器械。3 管道应安放在未经扰动的原状土层或处理以后达到设计要求的地基上，管道的开挖与回填断面应满足设计文件与现场监理的要求。4 当项目监理认为管沟条件不合适，或有水时，不能敷设管道，应采取措施，防止漂管。5 管道最小覆土深度：应满足设计文件要求。管轴线偏差及管道内底高程偏差应满足GB50268及相应规范要求。6 测管道坡度是测管内底，而不测管顶。在敷设每段管道之前用直尺检查坡度并修正不规则的地方。7 砂垫层基础段需在管线每个接口位置，开挖足够大的钟形孔工作坑，以便于管道连接和检查，如遇地下水应采用排水措施，工作坑大小应满足管道接口及正确安装管道。工作坑采用中粗砂回填，并应按设计文件要求压实。砼底板基础段管底装C25垫块，管道完毕后浇筑管座。8 在安装过程中，防止其它材料进入。一节管子放置到管沟之后在连接管道之前，立即清理管道接口内端部。接口按照规定连接完后，检查管道中线和坡度。9 转弯：PCCP管转角小于1.5°时利用管道接口进行借转，但每个接口的借转角度不得大于0.25°。转角大于1.5°而小于5°时，采用PCCP弯头，余角仍以借转方式解决。转角大于等于5°时采用钢制弯头。10 PCCP管管道严禁截断后使用。管子安装前，必须逐根清理管内的泥砂等杂物，损坏的管子应修补，并经项目监理同意后安装。严重损坏的管子不能安装使用。在充分完成下管前准备工作的基础上，下管时严格控制基准管的安装，所谓基准管就是在一个管段中首先入槽的第一节管，要求将这节管的高程，中心线等技术条件都控制在十分准确的范围内。一般用管沟中心控制桩吊线找正，用水准仪控制标高。此管稳好后方开始全管段的安装。11 根据不同的地质条件，下管时宜采用半机械吊装法，其中以吊车下管最为方便。下管时要采取措施防止杂质进入管子或管件内，管内不能存有残渣、布条、器具或其它杂物。12 铺管找正时可先测好尺寸立标志杆，按标准调整标高和坡度，标志杆要垂直在管线上方。每段有变坡度的管线至少要立三处标志杆。在基准管稳好之后，其它管可从基准管的一端或两端同时开始安装，其方法是将管子的一端中心与基准管中心对准，另一端与沟底中心桩找正，然后用水平仪核对高程。最后用调正卡具将管子口对正，调正至设计要求为止。13 暂停施工时，管端要用管塞堵死。在可能有地下水渗入的情况下，管子设法防止沟槽内入水浮起。PCCP管在安装前宜将管道和管件按施工设计的规定摆放，摆放的位置应便于起吊及运送。14 起重机下管时，起重机架设的位置不得影响沟槽边坡的稳定。起重机在高压输电线路附近作业与线路间的安全距离应符合电业管理部门的规定。管道应在沟槽地基、管基质量检验合格后安装，安装时宜自下游开始，承口朝向水流方向或施工前进的方向。15 接口工作坑应配合管道铺设及时开挖，开挖尺寸应符合GB50268中的规定。管节下入沟槽时，不得与沟槽壁及槽下的管道相互碰撞。沟内运管时不得扰动天然地基。16 冬季施工时不得使用冻硬的橡胶圈。17 管道转弯处需设置混凝土支墩，支墩的具体位置和要求见设计图纸。所有管道安装及验收均按照国标GB50268规范执行。6.2.3 管道吊装及就位管道吊装就位前应合理确定吊装方案，结合施工场地情况、支护形式等选择吊装机械，管道进入沟槽的吊装建议选用龙门吊或履带吊，沟槽内管道吊装就位建议采用小型龙门架或龙门吊。管道就位前根据设计图纸及配管图设计桩号位置准确确定第1节管道的桩号位置，注意配管图中承插口叠加部分的桩号位置。在实际施工中，将对可移动管件桩号及不可移动管件前的钢短管长度做相应的调整。检查待装管道的外观以及承插口尺寸，实际测量结果应与厂家检验报告对照比较，验证是否合格；须制作弧度靠板进行局部圆度检测，掌握接口实际情况，便于对接时调整间隙。管道安装一般应将承口端面迎向水流方向或安装方向。大口径管道采用外拉法更为合理，有利于提高效率并避免内防腐破坏。（外防腐破坏后比内防腐较容易处理）管道的闭合选择在弯管上进行，应对管道闭合进行明确规定，尽量减少闭合以节省投资。对明确要进行闭合的弯管，应及时要求厂家分3段供应，即带插口段、带承口段、直线段，直线段应视安装桩号误差给予适当加长，以保证闭合需要。管道下沟槽前，应逐根检查管子和承、插口有无损坏现象。如有损坏，应对损坏部位修补合格后方可使用。应对承、插口进行认真的清理。保证胶圈工作面平整、光滑，无异物附着。同时清理管内杂物。管道下沟槽时，一定要注意起重设备、边坡的稳定性、安全性。沟槽下管区域内不得有人逗留。要保护吊装的管道不与其他的物品发生碰撞。应使管道一次性大体就位，避免管道在沟槽内多次搬运、移动。不得使管道在沟底拖拉、牵引、滚动。更不能使用任何机械设备撞击或企图移动管道。在管道接头承插口部位，提前开挖出深度大于接头外灌浆厚度、垂直于管道方向的沟槽。6.2.4 接头的清理与润滑准备安装前。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。然后在承、插口工作面上涂刷润滑剂（植物类）润滑。此时应确保润滑剂及涂刷过程干净不受污染。胶圈在套入插口槽之前，应先认真的整圈检查胶圈，有无缺陷、破损。然后用润滑剂润滑。6.2.5 PCCP管道对接吊起准备安装的管道，保证管道悬空不与基底接触。将插口对准安装好的PCCP管道承口，缓缓的移动、靠近。这时应在承口外垫几块木块。避免剧烈的晃动，撞坏承插口。插口接触到承口时，调整待安装管道的中心轴线（管道前后高度及左右偏差），保证承插口间隙周长均匀及中心轴线与安装好的管道一致。采用外拉法，将待装管道插口徐徐进入承口。在进入的过程中，一定要注意观察，橡胶圈均匀进入情况、承插口间隙均匀变化情况。若发生异常，应立即停止进入，找出问题的所在，及时调整。问题解决完后，再重新开始进入安装。另外在整个进入的过程中，应保证正在对接的承插口工作面没有砂土及其他异物进入。拉进管时，待装管道端与拉杠接触面必须增垫柔性耐磨耐压材料，保证受力处混凝土及钢圈不受损伤。往进拉管时，拉进过程中要时刻观察外部、内部接缝情况，控制好两侧拉力大小，两侧拉绳高度应在半圆位置，以保证拉力为轴向力，避免两侧受力发生较大差异，在拉进过程中拉力比正常情况下偏大或偏小均应停止安装，必要时拔出从新安装。随时检查接口及胶圈变形情况，根据开口间隙调整两侧受力。进入快到位时，应在承插口间隙处上下左右放置四块控制间隙块。安装间隙控制在25±10mm。管道接头处有转角时，接头的最小间隙应控制在510mm之间。如若在安装进入的过程中或结束时，发现橡胶圈有翻起、挤出的现象发生。一定要退出管道，检查橡胶圈，重新安装。图3 PCCP安装示意图承插口对接完成后，应用专用量具检查橡胶圈是否仍然在插口环的凹槽内。如若没有，则退出管道，检查橡胶圈，重新安装。经检验合格，并将管道垫稳后，才能将吊具移开。图4 管道对接图5 管道对接6.2.6 接头水压试验接头安装完成后，随即进行接头打压。接头打压使用手动加压泵。从一侧接头处注水，另一侧排气。排气结束,有水喷出后拧紧螺栓。接头打压分两阶段进行，首先升压至0.2MPa，检查接口，不渗不漏为合格，然后继续升压至试验压力，保持5min压力不下降即为合格。否则退出管道重新安装。下一节管道施工完成后需对前一节管道接口重新进行接口水压试验。6.2.7 轴线、管底高程的复测安装完毕后每一根管道，应立即复测其轴线、管底高程是否控制在规定范围内，一般情况下，安装测量控制轴线，在软基处建议高程按正公差控制，以保证回填沉降后保持在设计要求范围内。6.2.8 接口保护1接口外保护外保护用M10的水泥砂浆填充，其方法为首先在接头缝隙内安放一根铁丝，再在接头的外侧裹一层麻布、土工布或塑料编织带（宽3 040cm，长小于管道外径40-60cm），上端开口，作为接头灌缝的外模，用二条2cm3cm的扁钢做成的卡箍，有效的卡住灌缝接头外模，然后用M10的水泥砂浆调制成易流淌的糊状，边灌边来回抽动铁丝，处使砂浆灌注均匀密实。待砂浆灌满接头后，灌浆口上部用干硬的砂浆填满抹光。2 内保护内保护应随着管道的安装进度进行。内保护采用抗微生物侵蚀性双组份聚硫密封膏(PUS-1或等同材料)勾缝。勾缝前，应清除接头处的杂物，以保证接头处的清洁。内勾缝应做到内部密实、表面光滑平整。6.2.9 管配件的安装管配件的安装与标准的PCCP管道采用一样的顺序，不同的是管配件的长短不一，拉杆的长度就得随之调整。管配件的型式主要有水平弯头、竖向弯头、排气阀、排空井、分水口、管短管、合拢管。在安装时，连接处应根据两种管材的不同外径确定管道沟槽底部高程和垫层尺寸。钢配件安装结束后，“米”字支撑与管道结合部位的钢丝网片、砂浆以及防腐要及时处理好。图6 双胶圈埋置式PCCP接口示意图6.2.10 管道回填管道及附件安装完成，经检验合格后，应及时进行沟槽的回填。不允许将已安装完成的管道长期外露不回填，更不允许将其跨越雨期和冬期。回填前应清除沟槽内的杂物，并排除积水，不得在有积水的情况下进行回填。管道两侧至管顶的回填土必须对称分层夯实，严禁单侧回填或用推土机从一侧向沟内推填，以免引起管道轴线位移和接口变形。靠近管道的回填土中不的含有石块和砖块。管顶500mm以内的回填土与两侧的回填土要求相同，并不得使用重锤或大型机械夯实，回填土至管顶800-1000mm后，才允许土方机械跨越上部作业（大型机械的重压应对管体承载能力进行复核）。非交通要道及允许下沉的地段，管顶300500mm以上的回填土可以简易夯实或不夯实，但应留有一定高度的余土，以作为自然沉实之用。6.2.11 支墩支墩或镇墩的设置符合设计及规范要求。施工时应考虑以下内容：施工中墩体靠背应为原状土，一但超挖应以强度等级不低于C10的砼填实或以级配砂石或中粗砂回填（分层压实，压实系数不小于0.95）。支墩或镇墩所使用的混凝土强度等级应符合或高于设计图纸要求。除了项目监理另有批准外，支墩或镇墩在未达设计强度前不得施加压力。6.2.12 管线合拢管线合拢管道的闭合建议选择在弯管上或钢管段进行，合拢方式一般有以下两种两种情况：1 PCCP管之间合拢图7 PCCP管合拢示意图2 PCCP与SP管之间合拢图8 PCCP管与SP管合拢示意图一图9 PCCP管与SP管合拢示意图二6.2.13 管线清洗管线试压前要用项目监理同意的方法清洗，清洗前去除管内杂物。6.2.14 水压试验管道应进行管道的强度、严密性试验及两胶圈间的严密性试验。1 根据GB50268给排水管道工程施工及验收规范在项目监理在场的情况下进行水压试验。2 水压试验应符合以下规定：1）水压试验不能在下雨天进行。2）输水管道的工作压力应根据设计文件确定。PCCP管的试验压力应为该段工作压力的1.5倍，且必须在管道充满水后，经过72小时，方可进行水压试验。3）提供试压所需的设备仪器并保持其良好状态。试压用水源需经项目监理审批同意。在永久性工程上不许为接口的目的而切管或影响永久性工程。测压表需合乎要求，至少为120mm直径，测压值要至少达到量程75。如果必要，不同管段要使用不同的压力表。压力表使用前要进行标定，使用期间按项目监理的要求定期标定。承包人测试协议应包括测试期间能迅速安装和拆除项目监理专用压力表的适当方法。4）每段试压的管段要用封堵堵死以顶住试验压力(试压完毕应负责拆除)，试压时不许关闭阀门。排泥阀和隔离阀要打开，并用法兰堵死。已装好的排气阀在试压时可以使用。5）管线注水方法需要项目监理审定，管内空气通过排气阀置换掉，管线内保持10-20m水头，持续不少于72小时且不需加压时为止。然后慢慢的增到试验压力开始试压。承包人应将压力试验和漏水率测量的方法提供给项目监理审定，所有测试项目监理应在现场监督。6）管线的镇墩与锚固结构等均应完成并达设计强度后才能进行水压实验。管道水压试验前，必须将试压段所有弯头支墩两侧及墩顶土方回填至设计地面标高，并按设计图纸的要求分层压实达到要求的密实度。各阶段的试验压力和试验方法均应按给水排水管道工程施工及验收规范进行。7 劳动力组织主要劳动力组织见下表：表1 劳动组织表序号人员人数职责分工1技术人员1负责现场技术工作，做好各项记录2技术班长1负责管道吊装指挥3起吊工11名吊车操作司机4司索工1负责管道吊装绑扎及挂钩及牵引绳索4测量工1负责中线、高程测量5管道工2管道安装、试水6混凝土工2管道外接口灌浆及底板、管座施工7木工2负责管座模板加工安装7普工12其中6名进行管道安装，其他2名协助外接口处理，4名内接口聚硫密封膏填缝施工。总计238 主要机具设备所采用的主要机具设备如下表：表2 主要机具设备表序号名称规格单位数量用途1吊车台1吊装，吊车选型随管材重量定2龙门吊台1吊装，选型随施工场地及管材定3倒链105，链长4m个2接口用4钢丝绳条2吊装及接口用，选型随管材重量定5水平尺1.5m长把1对中用6垂球250g个1对中用7植物油kg8手动试压泵1.0MPa台1接头水压试验用9滚刷把1接口涂润滑油用10吹风机个2内接口密封膏填缝用11电钻搅拌机台1内接口密封膏填缝用12施工胶枪把4内接口密封膏填缝用9 质量控制9.1 易出现的质量问题9.1.1管道外防腐层及端口破损PCCP管在卸管及安装过程中，外防腐层及端口处容易受损。9.1.2标高及轴线控制PCCP管在安装过程中因人为原因或借转角度过大等原因，安装后的管道标高、轴线不符合规范要求。9.1.3接口试压不合格管道安装过程中，因管道接口椭圆度偏大或安装时橡胶圈发生扭曲，接口试压会出现不合格或试压不通水等现象。9.2 保证措施9.2.1对到场的PCCP管道和橡胶圈，必须附有产品合格证，并对管体外观质量及管道椭圆度逐根进行检查及测量，认真做好检查记录。9.2.2地基变化段应严格按照设计及规范要求施工，基础承载力检测合格后方可铺管。9.2.3PCCP管在吊装过程中，钢丝绳与管道接触部分，采用橡胶或麻袋布包裹后才能进行管道吊装，管道采用外法拉就位。9.2.4轴线及高程测量：管道轴线及高程控制测量三次，即安装时测量、安装后测量、管顶以上500mm回填后测量。安装时测量主要起到管道安装定位作用；安装后检验在每一个单元安装完成后进行；管顶以上500mm回填后测量由测量负责人现场测量。当一个单元所有管道，管轴线及高程都符合设计图纸要求及规范规定（管轴线允许偏差为30，管底高程允许偏差为±30）后，填写测量记录表及施工测量成果报审单。9.2.5安装好的接口应环向间隙均匀一致，（15mmd30mm。9.2.6接头打压试验：接头水压试验逐口进行，每个接口前后共计3次，即安装时接头打压试验、安装后打压试验、管顶以上500mm回填后接头打压试验。每次打压要认真填写PCCP接头打压记录表，合格后方可进行下道工序（接头外缝灌浆、土方回填）施工。9.2.7内外接口填缝1 为保护外露的承插口钢构件不受腐蚀，外接口砂浆应灌注均匀密实2 内接口填缝前，清扫管道内接缝，确保接缝内没有异物和灰尘，干燥，采用直接勾嵌法在缝内塞填聚硫密封膏，填压密实，表面平整光滑。9.2.8管沟回填应采用符合设计要求的材料分层回填密实。10 安全措施10.1 主要安全风险分析大口径PCCP管沟开挖较深，管道需采用机械吊装，作业人员施工过程中必须切实做好安全防护工作，进场前必须经专业培训，达到要求后方能进场作业。10.2 保证措施10.2.1工地设立明显的安全警示牌和安全注意事项宣传栏，深基坑四周设防护栏杆，人员上下要有专用爬梯。10.2.2为确保基坑支护结构及周围环境的安全，在基坑施工的全过程中，要求对支护结构及周围环境进行作连续监测，以指导施工。10.2.3深基坑换、移支撑时，应先设新支撑，然后再拆旧支撑。支撑的拆除应按回填顺序进行。多层支撑应自下而上逐层拆除，随拆随填。拆除支护结构时，应密切注视附近建(构)筑物的变形情况，必要时应采取加固措施。10.2.4土方开挖宜从上到下分层分段进行，并随时作成一定的坡势以利泄水，且不应在影响边坡稳定的范围内积水。10.2.5管道吊装严格遵守技术、安全交底和起重作业安全操作规程，并指定专职安全员负责日常安检工作。10.2.6各类机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。10.2.7场内的电路布置要规范化，电器开关设在防雨防晒的电器箱柜内，距离地面不小于1.5m。11 环保措施11.1在施工中取土、弃土、排污等须按设计文件和甲方与当地环保部门签订的有关协议和要求进行处理。取土、弃土按设计进行工程防护，设计无防护的将边坡稳定，顶面平整或绿化。11.2施工现场道路应制定洒水降尘制度，配备洒水设备及指定专人负责，在易产生扬尘的季节，要洒水降尘，基本做到不洒土、不扬尘，减少扬尘。11.3施工临设及临时道路,标高高于原地面150200mm，且道路两边及临设四周设临时排水沟，与主排水沟相连，施工场地及管沟排水经沉淀后排放，排水不得排入农田。11.4运送散体、流体建筑材料及余泥、垃圾的车辆必须采取严密遮盖、围档措施，不得沿途漏洒、飞扬，车轮沾有泥沙及其他浆状污物的车辆不准驶出施工现场。12 应用实例12.1 工程简介由中铁一局集团市政环保工程有限公司承建的广州市西江引水工程输水管线干线(西二环段、管线五标)，工程起点为佛山市三水区与南海区狮山镇交界处，小塘收费站北约600m，管线沿西二环高速公路的东侧控制带内布置，向北依次穿越佛山三水区董营村河涌、桃源路、三岗口河涌、经梁家村、黄家村后，至本段终点虹岭路南侧约30m处，起止桩号16+067.519+567.5，管线桩号长度约3.5km。2×DN3600管并排敷设，基坑开挖宽度11.8m，深度6-10m不等，管材主要为PCCP管，穿越河涌、公路及特殊地段时采用壁厚26mm钢管，其中PCCP管6120m，钢管880m，管道沿线设有排气阀12座、泄水阀井1座。12.2 施工情况广州市西江引水工程输水管线干线(西二环段、管线五标)设计管坑长度3500m，DN3600 PCCP管安装6120m，DN3652×26钢管880m。自2009年9月15日开始随业主边交地边施工，管道地基处理根据不同的地段的管道坑底的地质条件，选用天然地基、换填垫层法、水泥土搅拌法、刚性复合地基，管道基础为250C20砼底板。管坑采用12m或15m拉森钢板桩及喷锚支护措施，基坑开挖采用分段台阶式开挖，供货商应将PCCP管道运输至管坑边现场车板验收合格后，采用200T吊车卸管，装管（高压线下及场地不够宽地段采用200T吊车下管后，沟槽内龙门吊装管），外拉法就位，2010年9月8日全线试压完毕，本工程圆满完成。12.3 工程结果评价西江引水工程中使用的直径3.6m PCCP管在南方地区属首次使用，该工程为边交地边施工，在施工中克服了场地移交缓慢、不连续及宽度不足，拆迁、台风雨季等困难，在深基坑支护及止水、管道地基处理，PCCP管安装、水压试验等方面积累了丰富的施工经验，对日后同类工程施工具有重要指导作用，2010年被评为佛山市优良样板工程。12.4建设效果及施工图片图10开槽埋管及支护图11 管道敷设1图12 管道敷设2专心-专注-专业