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1、PCCP 输水管道安装冬季施工方法输水管道安装冬季施工方法摘 要:受季节气温影响，预应力钢筒混凝土输水管道(PCCP)冬季安装存在一定难度。文中以辽宁大伙房水库输水工程冬季 PCCP 管道安装为例，从施工准备、施工方法、质量安全控制等方面，阐述了冬季 PCCP 管道安装的施工方法。关键词: 预应力钢筒混凝土输水管道，冬季施工，安全质量控制1 1、工程概况、工程概况大伙房水库输水（二期）工程预应力钢筒混凝土管道 PCCP 安装是将浑江流域调来的水经大伙房水库调节后，向辽宁省抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦六城市输水的大型输水工程。工程由取水头部、输水隧洞、输水管线、配水站（六座） 、加压泵站（
2、一座） 、加氯站（三座）等建筑物组成。PCCP 输水管道直径（内径）3200mm，单节长度 5m，单节重量约 40t。根据管线布置，在桩号 B45+611.67 处和 B53+761.46 处，需跨越沈抚灌渠双树子渡槽，且PCCP 输水管道与灌渠呈交叉穿越，施工工期确定为 2006 年 12 月2007 年 1 月，属冬季施工。为确保沈抚灌渠 2007 年春浇的正常进行，保证 PCCP 输水管道的安装质量并按期顺利完成，在沈抚灌渠段 PCCP 输水管道沟槽开挖、混凝土浇筑、管道安装、管沟回填等施工项目中采取了一系列冬季施工措施。2 2、施工准备、施工准备为合理安排施工、缩短工期、确保管道及灌渠
3、的正常使用，力争做到技术到位、经济合理、安全适用，确保施工质量和进度，在工程开工前应做好充分准备工作。首先成立 PCCP 冬季专项施工小组，从资金、技术上作为冬季 PCCP 输水管道施工的保证，其次组织施工人员认真学习冬期施工规范。另外，安排专人进行气象预报收集和温度测量工作，对施工现场气温每日早、午、晚观测三次，并整理出测温记录；对设备进行安全检查，做好保温、防冻措施，例如：更换“-”标号的机动柴油、更换防冻液及适合冬季施工的润滑油、齿轮油等；发放施工劳保用品，作好施工人员的保暖工作；提前准备化学外加剂和保温材料，以求合理搭配资源，节约施工成本。3 3、施工方法、施工方法PCCP 输水管道冬
4、季施工的具体工序为：沟槽开挖搭设保温棚生火保温（保持 5以上）浇筑 45cm 厚的混凝土基础拆除保温棚（混凝土强度达设计强度的 70%）PCCP 管道安装第二次搭设保温棚生火保温（保持 5以上）混凝土浇筑（15cm 厚和 120包角范围内混凝土）阴极保护焊接及防腐管道接头外缝灌浆（砂浆加无氯盐型早强抗冻复合剂）拆除保温棚土方回填。3.1 沟槽开挖冬期开挖的沟槽，为防止土壤冻结，可根据气温条件翻松表土，并覆盖保温材料，对土壤进行保温防冻。已冻结的土壤在冬期开挖时，根据土壤的冻结深度和实际条件采用融化土法和直接开挖的方法，并覆盖保温防冻材料。开挖工作宜昼夜连续施工，如不能连续施工，应虚铺20cm2
5、5cm 松土或用保温材料覆盖，防止土壤冻结。土方开挖至沟槽底部时，必须将基土覆盖密实，防止冻结。为防土壤冻胀，使控制坐标点、水准点及轴线定位点的埋设位置偏移，应在开挖过程中定期复测校正各定位点。3.2 混凝土基础浇筑沟槽开挖成型后，开始搭设保温棚，保温棚采用加工过的 18 螺纹钢插筋（长 0.8m，外露0.2m）在距马道内侧 1.5m 处固定，沟槽两侧对称布置，间距 0.8m。插筋间采用 8 号铅丝分两层连接，第一层连接好后，横向铺设幅面规格为 9.5m17m 塑料布，每幅间留 0.25m 搭接长度，在塑料布上覆盖一层 9.5m17m 的彩条布，然后连接第二层铅丝，将顶棚固定。最后在沟槽两侧马
6、道顶部彩条布上覆土进行保温处理。全段沟槽内共设 32 个保温棚木支撑，双管线两个端头采用每副规格为 9.5m6m 塑料布和彩条布进行封闭，形成封闭的保温棚。保温棚内搭接烟囱通向棚外，用加温炉采暖（共设 15 个焦炭炉、5 个普通炭炉） ，加温炉呈梅花型布置，间距 5m，确保棚内温度始终保持在 5以上，保证混凝土浇筑及养护期间的温度。混凝土配合比设计中应加入定量早强防冻剂，在其运输浇筑过程中，存储罐采用保温罩覆盖，输送泵采用保温材料包裹，保证混凝土运输途中的温度。混凝土浇筑完毕后，表面覆盖麻织物或毡织物，进行养护，并保证混凝土表面湿润。3.3 拆除保温棚在基础混凝土达到设计强度的 70%以后，将
7、第一次搭设的保温棚跳段进行拆除。保温棚拆除在能满足 PCCP 管道入槽、安装即可，尽量保证一切保温材料不受损坏，以满足第二次保温棚的保温效果，如保温材料在拆除过程中有所损坏，应在第二次搭设保温棚前进行修补或更换。3.4 管道安装在管道安装前应先清理管道异物，并对橡胶圈外观质量和沟槽基底垫层进行检查。在验收合格的沟槽基底垫层上，根据图纸线路坐标，测量出管道中心线和分段坡度，设置相应控制桩，由监理工程师校核认可后进行管道安装。 PCCP 管道由平板拖车运送到沟槽边后，由 120t 履带吊将管道吊装放入沟槽内，再使用龙门式起重机上的小车将待装管吊起，吊起时在每根吊索的每一头都布置一台 20t 电动倒
8、链，用两条索具将龙门式起重机上的小车吊钩、4 个 20t 电动倒链和吊管索具连接起来，操作龙门式起重机行走机构，利用基底道轨行走到达安装工作面后，使用龙门式起重机上小车实施对接。具体方法为：先由小车上的吊钩，按照管道安装轴线缓慢下降，降到与已装管高程接近后停止下钩，待装管向已装管缓慢靠近，达到一定距离后安装橡胶圈，涂润滑剂，再用吊钩的 4 个 20t 电动倒链配合小车调整已装管和待装管的同心度，直至同心度满足承插口的插入要求，采用内、外拉法（方法同前） ，使待装管徐徐平行移动，直至达到规定的安装间隙。管道安装就位后需对管件中心进行校正，采用一根 3.2m 校正好的角铁，找好中心线位置，作好标记
9、，将 50cm 水平尺放在角铁上，角铁中心挂一只磁性线锤（或铁锤） ，调整角铁上水平尺水平，测量人员根据经纬仪上十字丝，来确定管件是否偏差。管件中心校对时需在管道承口两侧安装两只千斤顶，用千斤顶平衡顶压使线锤与经纬仪上十字丝重合，用此方法校正的误差在0.5mm 以内。然后用砂石将管件稳住并用木棍夯打，再用小型立式夯实机夯实，夯实后卸去吊车荷载，复测标高与中心线，若达不到规范要求需再次起吊进行二次管基夯实，直至标高与中心线满足规范要求。每节管道安装完成后，采用钢制测隙规检查密封橡胶圈是否仍然在插口环的凹槽内，检查接口间隙是否符合规定要求，如果发现橡胶圈位移或间隙过大，应拆除重新安装。管道安装完成
10、后需对管道接头进行两次打压试验。第一次接头打压试验在每节管道安装完成后随即进行，以检验接头的密封性。接头打压使用经过率定的专用加压泵，从接头下部的进水孔压水，上部排气孔排气；排气结束后拧紧螺栓，加压至规定的 0.6MPa，保持 5min 压力不降，即为合格。每安装 3 节 PCCP 管后，应对先前安装的第一根管接缝进行第二次接头打压，检验方法同第一次。管道接头打压时应采用温水进行，打压完成后应及时将打压水排空。3.5 第二次搭设保温棚PCCP 管道安装完成后进行二次保温棚搭设，具体搭设方法同第一次保温棚搭设相同。3.6 浇筑混凝土每三节 PCCP 管道二次接头打压合格后对其底部 120包角范围
11、内混凝土进行浇筑，具体浇筑方法同基础混凝土浇筑。3.7 管道接头外缝灌浆在沟槽上方安全距离内搭设保温棚，棚内配备取暖设备（焦炭炉） ，使棚内温度始终保持在5以上。管道接头外缝灌浆施工应尽量在每天 10:0015:00 进行，按设计配合比拌合砂浆，将 0.4m3砂浆搅拌机械置于棚内，采用炭炉对砂子翻炒、加温，对水加热（温度在 5060） ，砂浆拌合时加入水泥量 5%的无氯盐早强抗冻复合剂，砂浆出仓后人工运输至灌浆部位，从管道顶部两侧进行灌浆，并沿管道接缝进行振捣，使之密实，顶部人工抹平，待砂浆初凝后，进行养护，养护 24h 后，拆除双面彩条纤维膜后，按照设计要求沿管道接缝进行砂浆的冷粘带缠裹。3
12、.8 土方回填沟槽回填前，首先将冻皮土挖除，取出未冻结的土料，通过集中晾晒、蓄热、筛分，再将合格土料采用 ZL50 装载机、20t 自卸汽车运输至沟槽边，用挖掘机甩料入仓，人工进行平铺，每层铺料厚度不大于 30cm，最后用小型振动碾压实。回填时注意合理分段分区，集中施工设备，搞好连续流水作业，做到快铺、快压、快检，以保证土方回填质量。4 4、安全及质量控制、安全及质量控制首先建立安全消防责任制，并落实到施工班组和个人。对冬期施工中使用的设备（热源设备、采暖设备、临时设备等）进行安全检查和验收，对施工人员进行安全技术交底。严格执行用火审批制度，对于现场易燃的保温材料要加强管理。每个施工环节做好检验工作，每一个工序结束后，专职质检员及时进行质量检查，发现问题及时处理，确保每个工序作业都能按规范规程执行。5 5、结束语、结束语PCCP 输水管道一般不采取冬季施工，但在大伙房输水管道的施工中得到了成功应用，为今后 PCCP 管道冬季安装提供了科学依据，积累了经验。经济分析结果表明，工程费用略有增加，但保证了总工期要求，没有影响当地春浇的正常进行，工程质量验收合格，符合有关规范要求，可供同类工程借鉴。
