一、 概述:
　　預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PrestressedConcreteCylinderPipe,簡稱PCCP)是由預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼筒、混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材。這種管材是在帶鋼筒的混凝土管芯上纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲,并施噴水泥砂漿保護(hù)層而制成的管材。它既發(fā)揮了鋼管的抗?jié)B性能,又利用了混凝土抗壓、耐腐蝕的特點(diǎn),具有能承受較大的內(nèi)外荷載、抗?jié)B性能好、水頭損失小、接頭密封性好、經(jīng)久耐用等優(yōu)良特性。20世紀(jì)90年代我國引進(jìn)了國外的PCCP管生產(chǎn)工藝，目前已經(jīng)能夠提供DN600～DN4000、工作壓力最大可達(dá)5.0MPa的各種規(guī)格管材，國家已制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19685-2005)，現(xiàn)在PCCP管已經(jīng)越來越多應(yīng)用于給排水、電力等工程。
　　2006年,我公司首次在寧波水環(huán)境項(xiàng)目毛家坪水廠出廠管C3標(biāo)中使用PCCP管，管徑為DN2600，總長約6公里。本工程采用的PCCP管道工作壓力為0.6MPa，鋼筒的厚度為1.5mm，單節(jié)管道有效長度為5m，重量約21T，為雙膠圈PCCP管。制作標(biāo)準(zhǔn)為GB/T19685-2005。接口圖如圖1：
　　
　　其中：C=160mm,E=160mm,K=25mm,J=25mm
　　管道安裝后必須逐根在插口鋼環(huán)上的兩膠圈之間注水孔處進(jìn)行接頭密封試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.9MPa。
　　二、 PCCP管的優(yōu)缺點(diǎn)：
　　① PCCP管壁厚遠(yuǎn)大于鋼管，剛性強(qiáng)，能承受較大的管外荷載，但由于其采用柔性接口連接，對(duì)基礎(chǔ)及回填土要求較高；
　　② 管壁混凝土強(qiáng)度不低于C40級(jí)，其強(qiáng)度遠(yuǎn)大于鋼管內(nèi)的水泥砂漿保護(hù)層，因此管道的耐用性和永久性是很明顯的；
　　③ PCCP管采用鋼制承插口柔性連接，施工中可邊開挖、邊安裝、邊試壓、邊覆土，其方便快捷是鋼管焊接所無法相比的，但由于單節(jié)重量大，DN2600的PCCP管每節(jié)5m，重21T，所以安裝時(shí)對(duì)吊裝設(shè)備要求高，工作面寬度要求比鋼管寬，且受周邊環(huán)境影響較大，不如鋼管安裝靈活；
　　④ PCCP管為工廠加工成型，其內(nèi)壁表面光滑無瑕，摩阻系數(shù)＜0.012，水頭損失小。
　　⑤ PCCP管采用內(nèi)置的焊接鋼筒，在生產(chǎn)過程中都經(jīng)過水壓檢驗(yàn)以確保滴水不漏，因此具有和鋼管一樣的抗?jié)B性。
　　⑥ 相對(duì)于鋼管，PCCP管的造價(jià)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。我公司水環(huán)境項(xiàng)目C3標(biāo)DN2600PCCP管和鋼管每延米工程造價(jià)對(duì)比如下表。
　　
　　項(xiàng)目 DN2600PCCP管 DN2600鋼管（22mm)
　　管材及安裝 4122.89 9374.00
　　拉森鋼板樁 1200.00 
　　PCCP管墊層、回填石屑 340.29 
　　外防腐（環(huán)氧煤瀝清）  440.37
　　內(nèi)防腐（水泥砂漿）  186.38
　　施工便道 350.96 
　　PCCP管密封膠填口 100.58 
　　合計(jì) 6114.72 10000.75
　　總之，PCCP管兼具了鋼管和預(yù)應(yīng)力水泥管的優(yōu)點(diǎn)，具有抗?jié)B、抗壓、抗腐蝕，安裝速度快等特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但其也有對(duì)地基特別是地基地質(zhì)變化段的要求比較高，安裝時(shí)受電力通信線纜及其他外部影響比較大等缺點(diǎn)，還有由于其采用柔性接口連接，抗拉性很差，受外力作用時(shí)接口容易拉開，所以竣工通水后管理難度和風(fēng)險(xiǎn)比較大，一旦出現(xiàn)問題，修復(fù)也比較困難。
　　三、 主要施工工藝及質(zhì)量控制點(diǎn)
　　主要施工工藝：PCCP管道敷設(shè)所處地段大部分位于農(nóng)田，施工環(huán)境較差。管道的運(yùn)輸需鋪設(shè)專門施工便道，管道吊裝采用大型龍門吊，施工作業(yè)流程如下：
　　
　　
　　主要質(zhì)量控制點(diǎn)：
　　1、加強(qiáng)對(duì)管材的檢測，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)：
　　具體監(jiān)測指標(biāo)包括：管徑、管材長度、工壓、標(biāo)記、制管日期、管內(nèi)外表面質(zhì)量（應(yīng)包括平整度，無殘缺、裂縫、空鼓、剝落、浮渣、露石，承插日金屬面防腐良好及光潔、無臟）、砼與鋼筒之間無裂隙現(xiàn)象。
　　砼與水泥砂漿表面出現(xiàn)裂縫是常見的，若管子內(nèi)表面出現(xiàn)的縱向裂縫寬度小于0.1mm，裂縫軸向長度小于150mm；螺旋狀和環(huán)狀裂縫寬度小于0.25mm，距管端300mm以內(nèi)的環(huán)向裂縫寬度小于0.4mm通常是容許的。若管于外表面裂縫寬度小于0.8mm，裂縫軸向長度小于管子周長且小于2m時(shí)是允許的。它在管道覆土及通水后會(huì)自行愈合，否則應(yīng)修補(bǔ)；若管子內(nèi)表面出現(xiàn)的縱向裂縫寬度大于0．5mm時(shí)，該管應(yīng)報(bào)廢。
　　2、 溝槽開挖：
　　由于地處寧波軟土地基，地下水位較高，地下土含水率高，表現(xiàn)為松軟、流動(dòng)性很強(qiáng)，再加上溝槽開挖深度在5米以上，采用普通鋼板樁根本撐不住，泥漿很容易滲透到溝槽里面，鋼板變形厲害。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)，最后改用強(qiáng)度較高的拉森鋼板樁，上部用鋼制圍檔支撐，取得了很好的效果。開挖過程中需做好排水措施，將施工區(qū)地下水位降低到溝槽以下。余土堆放離溝槽最少距離不得少于5米，堆放高度不宜超過2米，并應(yīng)及時(shí)做好余土外運(yùn)工作。
　　3、基礎(chǔ)處理：
　　寧波地處江南水鄉(xiāng)，表層土大多是淤泥狀軟土，再加上雨季較長，地下水位較高，管道基礎(chǔ)需采取加強(qiáng)措施，以保證溝槽整體安全、穩(wěn)定并滿足抗浮要求，減少安裝后的不均勻沉降。抗浮防涌是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。
　　設(shè)計(jì)對(duì)PCCP管基礎(chǔ)處理采用以下幾種方式：（a）粘土層段：在原狀土上鋪200mm厚砂墊層；（b）淤泥粘土層段：一般采用300mm厚塊石，再鋪200厚礫石砂墊層；（c）含水率較高的淤泥質(zhì)粘土或局部土質(zhì)條件較差段可在塊石下鋪一層竹排，再按上述方法處理。
　　4、管道接口、安裝
　　管子吊裝就位后，對(duì)準(zhǔn)安裝口設(shè)拉緊橫檔，內(nèi)拉鏈桿接連法，同時(shí)用洗潔精清洗插口圈的膠圈凹槽及前一根已安裝好管子的承口、并潤滑承插口，經(jīng)洗潔精浸泡的膠圈經(jīng)拉伸后套入插口凹槽，并馬上在膠圈與插口圈之間插入螺絲刀繞整個(gè)接頭的正、反方向各轉(zhuǎn)一圈，另一根膠圈同樣做；這樣可防止膠圈安裝不到位而產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象，使膠圈均勻地套在插口上，有助于密封。然后緩慢對(duì)口，拉動(dòng)管內(nèi)手拉葫蘆同時(shí)用吊機(jī)使管子上、下、左、右微微晃動(dòng)使管子承插口順利合攏，至內(nèi)部間隙達(dá)到控制后測量軸線標(biāo)高，至符合設(shè)計(jì)要求后才允許撤去吊機(jī)及管內(nèi)拉緊葫蘆。
　　5、管道回填
　　管子安裝就位后，需及時(shí)進(jìn)行回填覆土，對(duì)安裝管子進(jìn)行定位，以防安裝下一根管子時(shí)對(duì)它造成擾動(dòng)，同時(shí)回填土必須滿足要求；管底回填土在安裝管子前必須完成，保證管溝內(nèi)無水、無石塊，按每層約200mm用平板震動(dòng)機(jī)壓實(shí)，保證密實(shí)度不小于90%，對(duì)兩側(cè)及頂部選擇含水量相對(duì)小的土壤回填，密實(shí)度保證在75%以上。管道基礎(chǔ)驗(yàn)收合格后下放PCCP管道，由于管子通過大部分地方為軟土地基，原狀土因含水量太大不能用作回填，管道兩側(cè)采用砂或碎石回填至胸腔，胸腔以上部分采用開挖土回填，并適當(dāng)夯實(shí)

　　三、在管道安裝過程中存在的問題及措施：
　　1、不均勻性沉降問題：由于管道地處軟土地基，地質(zhì)條件差異較大，再加上管道自重大，不均勻沉降在安裝過程中普遍存在。從管道安裝完成第一天開始，每周對(duì)已敷設(shè)管子進(jìn)行一次沉降觀測，相鄰兩節(jié)管子最大沉降量原則上不能超過5cm,否則應(yīng)重新進(jìn)行接口打壓試驗(yàn)。從施工過程來看，過河管橋、倒虹鋼管與PCCP管連接處，過路段，地質(zhì)條件特別松軟段為不均勻沉降最大的地方，容易產(chǎn)生接口拉開過大甚至脫開的現(xiàn)象。為此我們針對(duì)不同情況采取各種措施，最終解決了這個(gè)問題，取得了較好的效果。
　　2、施工順序：由于管道施工地段大部分位于農(nóng)田，距現(xiàn)有的道路較遠(yuǎn)，為將管材及其它原材料運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn)需要修筑臨時(shí)道路。開始安裝PCCP管時(shí)，為了保證工程進(jìn)度，安排管道安裝與臨時(shí)道路同時(shí)進(jìn)行。但在施工過程中，部分地質(zhì)條件更差的地段按以上施工及回填方案施工完，并檢測所有管道接口間隙及試壓合格。幾天后再次復(fù)測發(fā)現(xiàn)管道接口間隙增大超過60m，接口試壓失敗。經(jīng)現(xiàn)場查勘分析，主要是由于施工運(yùn)輸車輛往返擾動(dòng)，使安裝好的管道因單側(cè)擠壓發(fā)生位移。后改為先修筑臨時(shí)道路，再從臨時(shí)道路終點(diǎn)反向施工，從而解決了運(yùn)輸車輛對(duì)安裝好的PCCP管的影響。
　　3、通過等級(jí)公路：原設(shè)計(jì)采用開挖橫穿約20米的公路，無特殊處理方案。為不影響交通，施工時(shí)采用半幅道路開挖施工措施。當(dāng)?shù)缆芬粍t管道安裝回填好準(zhǔn)備進(jìn)行后半幅施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)前半幅剛施工完成部分兩個(gè)接口間隙拉大，并產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象。分析原因?yàn)閬硗�車輛較多，對(duì)PCCP管橫向碾壓使路下PCCP管局部位移，經(jīng)協(xié)商提出加強(qiáng)處理的設(shè)計(jì)方案：即在管道下加打3米的木樁然后竹排+300mm快石+200mm碎石屑做基礎(chǔ)處理，同時(shí)在管道兩側(cè)打木樁，管頂木樁上加預(yù)制鋼筋混凝土蓋板。采取以上加固措施后，安裝好的PCCP管4個(gè)月后再次復(fù)查接口沒有變化。
　　4.、直埋管與倒虹連接管段：本工程有四條與PCCP管連接的倒虹管，倒虹管采用DN2600的鋼管。管道安裝后在對(duì)全線進(jìn)行檢測的過程發(fā)出，有兩處PCCP管與倒虹連接處出現(xiàn)三到四個(gè)PCCP管口間隙增加的問題，其中一處間隙已超過84mm，并有一接口出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。分析原因?yàn)橛捎诘购绻茉赑CCP管施工后安裝，而倒虹管開挖較深，在施工過程中出現(xiàn)對(duì)PCCP管的基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動(dòng)引起PCCP管向倒虹管方向側(cè)移。另外PCCP管距河道較近，一般在15米左右，根據(jù)現(xiàn)場情況計(jì)算倒虹管開挖影響距離為：
　　15米+4*5=35米（影響4節(jié)管子，每節(jié)5米）
　　分析后調(diào)整了施工方案，先安裝倒虹管再安裝PCCP管，較少了對(duì)PCCP管的擾動(dòng)，取得了較好效果。也可以適當(dāng)延長鋼管過渡段以減小倒虹施工對(duì)PCCP管的影響。
　　5、管道試壓問題：目前，國家尚無出臺(tái)PCCP管試壓相關(guān)規(guī)范。從PCCP管在無錫、蘇州、杭州、紹興等地使用情況來看，各處試壓有所不同，大致有三種方式試壓方式：1、分段試壓法，試驗(yàn)范圍為30%抽樣試壓，每段1-2公里進(jìn)行試壓。試驗(yàn)壓力為0.8-1MPa；2、整體試壓法：通常將全部PCCP管一次性試壓，試驗(yàn)壓力取0.5-0.9MPa；3、只進(jìn)行接口密封試壓，不做整體試壓直接試通水，通過試通水檢驗(yàn)安裝質(zhì)量，試通水壓力為工作壓力，通常為0.4Mpa-0.6Mpa。根據(jù)不同情況選擇合適的試壓方式，避免試壓對(duì)PCCP管造成不必要的破壞。我公司C3標(biāo)經(jīng)廣泛調(diào)查和協(xié)商，采用6公里PCCP管整體試壓方式，試驗(yàn)壓力取0.8Mpa，一次性通過試壓。
　　三、結(jié)論
　　寧波市水環(huán)境項(xiàng)目C3標(biāo)于2008年6月30日通過驗(yàn)收并正式通水，至目前為止通水情況良好。根據(jù)施工過程及運(yùn)營情況，筆者提出以下結(jié)論和建議，供今后類似工程參考：
　　1、 與鋼管等其他管材相比，PCCP管具備比較明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，另外也具有安裝方便、造價(jià)低、水阻小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
　　2、 在設(shè)計(jì)及施工過程中，應(yīng)特別注意管線的整體穩(wěn)定性。在軟弱土質(zhì)中使用時(shí)應(yīng)慎重考慮地基處理及安裝的方式。在軟弱土質(zhì)中安裝和使用都存在較大風(fēng)險(xiǎn)，工程的關(guān)鍵段不建議使用PCCP管。
　　3、 在施工過程中要注意施工順序，宜采用先深后淺、先遠(yuǎn)后近的原則。
　　4、 在過路、魚塘、暗河及地質(zhì)變化比較復(fù)雜地段，不宜采用PCCP管，最好用鋼管替換。
　　5、 在管橋、倒虹處與PCCP管連接的鋼管過渡段宜適當(dāng)加長，過渡段長度應(yīng)保證在15D以上。
　　6、 在施工過程中如有接口拉大超出規(guī)范允許寬度，不方便返工處理時(shí)，在能保證PCCP管整體穩(wěn)定的情況下，可采用內(nèi)脹圈封閉接口的方式處理。