姜楠
北京泽通水务建设有限公司 101100
摘要：4米直径PCCP管道制造和安装在国内尚属首次，无成熟经验可供借鉴，质量缺陷控制只能以较小管径管道工程为参考。本文通过“管道运输、施工过程、管沟回填”三个阶段易出现的质量缺陷，分析了缺陷类型、形成原因、预防及处理措施，从而为其他类似工程的施工积累了经验。
关键词：4米直径PCCP管；质量缺陷；处理
1、概况
南水北调中线京石段应急供水工程(北京段)PCCP管道工程是继利比亚大人工河工程之后，国际上又一次大规模使用4m直径PCCP的工程项目，而且类似直径采用双排、埋深如此大的工程在国际上尚无先例。该工程PCCP管道设计、制造、安装均采用美国标准，每节标准管道长5m、内径4m、外径约4.8m、重约70～80t，管道设计、制造、运输、安装难度极大，工程建设面临极大挑战。
PCCP输水管线工程为Ⅰ等工程，主要建筑物为1级建筑物。以HD41+000为界，HD0+000～HD41+000设计地震烈度为7度，HD41+000～HD56+359.296设计地震烈度为8度。
2、质量缺陷类型及形成原因
由于不合格PCCP管不允许出厂，即使有裂缝，也会分析裂缝可能对工程造成的危害程度，只有不影响正常使用时才允许出厂，因此，质量缺陷主要发生在管道运输、安装过程、管沟回填等阶段。发生质量缺陷的类型主要有：PCCP管道端口内接缝局部混凝土破损缺陷、PCCP管道防腐层局部破损缺陷、第三次打压不合格缺陷。
2.1 PCCP管道端口内接缝局部混凝土破损缺陷
（1）由于采用穿管式驮管车，在装管和卸管过程中，运输车辆的后轮要从管道内穿入和穿出，在压到管道两端口时，产生应力集中造成的破损。
（2）在进行PCCP管道安装时，管道局部椭圆度不相同，对接时易发生摩擦碰撞，管道质量大，易造成端口内接缝的局部破坏。
（3）采用“内拉法”（在已安装管道的内缝和待安装管道的外口端各架设一台轻便的特制钢横梁，钢横梁的两端钻孔，从两条钢梁对应的孔中穿入钢绞线，一端锚固，另一端利用特制液压缸进行张拉，利用已经安装固定好的3到4节管道自重和摩擦力，作为固定受力点，完成管道的对接就位。通过理论计算和现场张拉试验，确定特制液压缸的压力范围和最佳行程，以及钢绞线、钢横梁其它配套设施的设计）施工也是造成端口破坏的一种原因，两端的钢制横梁下无法铺垫软物，因为铺垫软物后，无法保证对接精确度，钢制横梁和PCCP管内端口混凝土直接接触在承担较大拉力时，刚性接触易发生破损。
（4）在距离PCCP管管顶较近的土方回填时，不按批准的施工方法或技术交底施工，上重型机械设备碾压，导致管道接头出现压碎性破损。
2.2 PCCP管道防腐层局部破损缺陷
（1）由于采用穿管式驮管车，管道出厂运输过程中，管道距离地面净空很小，在经过起伏较大的路面时，容易与地面之间发生摩擦，导致管道外防腐层局部破损。
（2）在进行PCCP管道安装时，有时为了调整打压口位置，要对管道进行旋转，虽然钢丝绳有保护装置，但挂钩连接处与管道之间发生轻微摩擦，也会造成外防腐破损。
（3）PCCP管道回填时，需要各种机械对PCCP管周边土体压实，可能会因为施工疏忽，不慎将机械碰触到PCCP管，导致PCCP管外防腐破损。
2.3 第三次打压不合格缺陷
第三次打压不合格发生在管道回填过程中，由于第一次、第二次打压均安排在管道安装过程中，仅第三次打压安排在管沟回填至符合打压条件时，才进行第三次打压。不合格的原因是在对管道进行土方回填时，管道局部覆土或地基沉降不均匀，造成管道接口处松动，接口内部橡胶圈变形，使接口密实不严所致。
3、缺陷预防及处理措施
3.1 预防措施
3.1.1 加强运输阶段的预防控制措施
PCCP管道装卸时，在管道两端预垫土料，与管口齐平，使驮管车后轮穿入、穿出管道时，避免应力集中。运输过程遇见路面坡度较大时，放慢车速并派专人指挥。加强对驮管车司机的技能培训，对可能遇见的情况及处理措施进行交底。
3.1.2 加强安装过程的预防控制措施
管道进场后，施工单位质量控制人员对管道的椭圆度进行检测，差别较大时及时反映情况，不能使用时，将管道退还给管道制造厂家；加强“内拉法”施工过程的监控，放慢管道推进速度，若出现将要破坏情况，立即停止推进，调整后再进行对接；尽量减少打压口的调整，在管道下槽时即调整好；加强对施工作业人员的培训和技术交底工作。
3.2 处理措施
若出现质量缺陷，根据破损程度、不合格的严重性进行缺陷处理。
3.2.1 PCCP管道端口内接缝局部混凝土破损缺陷处理
由于制定了缺陷预防措施，降低了质量缺陷的出现几率，使施工质量得到大幅度提高，即使个别PCCP管件出现缺陷问题，也属可修补范围。
（1）修补范围界定
轴向宽度大于50mm插口端混凝土破损，都必须进行修补，轴向宽度小于50mm的破损如果在接口灌浆时可以抹平，建议不避进行修补，轴向宽度大于215mm插口端混凝土破损，因为破损范围进入混凝土应力区如何修补必须经专家论证，必要时管道直接报废。
（2）经检查，南水北调中线出现质量缺陷的PCCP管件断面均小于800mm（环向）×215mm（径向），属可修补范围，对于轴向宽度小于50mm的破损，在接口灌浆时进行抹平修复，对于50~215mm范围的破损，采用改性水泥砂浆修补方案，修补方法如下：
1）用钢丝刷把缺陷部位清理干净，松散颗粒、非粘结构和异物都必须清理掉。
2）用配制好的改性水泥砂浆（按水泥：细砂：水泥改性剂=1:1~2:0.2的重量比配制，加入适量的水，人工搅拌均匀，配制成改性水泥砂浆）进行修补，并用平板压实，修复成原样，内壁还必须压出光面。
3）待砂浆初凝并具有一定的强度后，表面涂刷一层界面剂（水泥改性剂：水泥：水=1：1：1左右的重量比调制成的水泥净浆）防止修补位置出现干缩裂纹，保证修补质量。
4）在砂浆修补完成后7天内加强洒水养护。
3.2.2 PCCP管道防腐层局部破损缺陷处理
（1）针对环氧煤焦油涂层轻微划伤的修复处理
用砂纸、毛刷、抹布把破坏涂层的周围打磨处理后，刷涂一遍底漆一遍面漆，或两遍面漆。漆膜总厚度不低于600μm。
（2）针对漆膜及砂浆保护层都损伤，或造成预应力钢丝外露的修复处理
1）检查预应力钢丝是否外露，若无外露，则直接进入修复阶段；若有外露，检查预应力钢丝有无断裂损伤，如果存在断裂损伤情况，则该管应报废，如果无损伤则入修补阶段。
2）用钢丝刷把缺陷部位清理干净，松散颗粒、非粘结构和异物都必须清理掉，如果出现局部空鼓、分层，首先把空鼓部位用手锤、钢钎进行凿除，用力不宜过猛，以免损坏钢丝或造成更大面积的空鼓，然后清理，冲洗干净。
3）用配制好的水泥砂浆（按水泥：细砂=1：1~2的重量比配制，加入适量的水，人工搅拌均匀，配制成水泥砂浆）进行修补，并用平板反复压实，修复成原样。因为保护层外壁需要防腐，表面直接压光即可，冬季修补也可以采用环氧树脂砂浆进行修补。
4、结束语
施工过程中，南水北调中线PCCP管道六个标段都出现了上述一般性质量缺陷问题，均属可修补缺陷，在征求了设计单位缺陷处理意见的基础上，施工单位编制了缺陷处理措施，经审批后对各自标段的缺陷进行了处理，监理单位组织了缺陷处理后的验收，满足使用要求。
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