预应力钢筒混凝土管在监造中关键点的控制

1、预应力钢筒混凝土管在监造中关键点的控制陈瑞国 （山西省水利水电工程建设监理公司,太原 030002）摘要：通过工程实践，总结了预应力钢筒混凝土管制造中的质量监理经验，包括原材料质量控制、生产工序的质量控制和工序资料的质量控制经验。关键词：PCCP 监造 关键点 控制中图分类号：TV547 文献标识码：B 笔者曾在大伙房水库输水（二期）工程和晋城下河泉引水工程从事PCCP管道的监造工作，本文是通过工程实践总结的PCCP在监造过程中的管理经验。 预应力钢筒混凝土管（简称PCCP）是国内近十多年发展起来的新型管道材料。该管道材料是一种具备高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材，其集合了薄钢板、中厚钢

2、板、异型钢、普通钢筋、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制造而成。该管道材料不仅综合了普通预应力混凝土输水管和钢管的优点，而且尤其适用于大口径、高工压和高覆土的工程环境，例如国家重点工程南水北调北京段采用了直径达4000 mm的PCCP，国家重点工程大伙房水库输水工程采用了直径达3200mm和2400mm的PCCP。短短十多年时间，国内从无到有，到目前为止已建成了多条生产线，涉及管道规格范围从DN600mm到DN4800mm，适用工作压力最高达1.6MPa，适用最高覆土深度达10m以上。PCCP的发展前景十分广阔。PCCP按其结构分为内衬式（PCCP-L）和埋置式（PC

3、CP-E）。PCCP-L，是在钢筒内壁成型混凝土，在钢筒外面缠绕环向预应力钢丝，然后喷射沙浆保护层而制成的管道，主要适用于DN1400mm以下的小口径管道，如晋城下河泉引水工程中使用的DN1200mm管道；PCCP-E，是将钢筒埋置在管芯混凝土里面，然后在管芯混凝土上缠绕环向预应力钢丝后辊射沙浆保护层，主要适用于DN1400mm以上的大口径管道，如大伙房水库输水（二期）工程中使用的DN2400mm和DN3200mm管道。 PCCP生产工艺如图1所示：水压试验管芯成型管芯养护钢筒制作承插口制作成品检验保护层制作绕丝脱模图1 PCCP生产流程 2 监造内容由于预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其

4、制造过程比较复杂。因此产品的制造过程控制成为业主和监理方关心的重要内容。笔者通过在PCCP监造过程中的管理经验认为，主要抓好原材料质量、工序质量和工序资料质量三方面的控制。PCCP生产用主要原材料主要有：水泥、水、骨料、高强钢丝、制筒用薄钢板及制圈用型钢。基本要求如下：1水泥。用于管芯混凝土及保护层砂浆的水泥应为由大型回转窑生产的强度等级不低于42.5MPa，满足中国标准GB175的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，且碱含量不大于0.6%，C3A（3CaOAl2O3）含量不大于8%。2水。用于混凝土、水泥砂浆生产和养护管材的用水除应满足混凝土拌和用水标准JGJ63-89的规定外，且要求其pH值大于6

5、.5，氯离子含量小于100mg/L，硫酸根离子含量小于350mg/L。3骨料。细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好的天然砂或人工砂。管芯混凝土用砂采用细度模数Mx为3.22.3的中粗砂；水泥砂浆保护层采用细度模数Mx为2.21.6的细砂，其质量技术要求应符合GB/T14684-2001规范规定，比重不得低于2.6，含泥量不得大于1%，不得采用碱活性骨料。禁止使用海砂。制管混凝土用的粗骨料应采用质地坚硬、清洁、级配良好的人工碎石或卵石。碎石质量要求应符合GB/T14685的规定，比重不得小于2.6，含泥量不得大于0.5%，不得采用碱活性骨料。粗骨料碎石采用连续级配，最大粒径不超过30mm，且不得大于

6、内外芯层厚度的2/5。其针片状颗粒含量、超逊径含量、质量技术要求应符合GB/T14685-2001规范规定。4预应力钢丝。缠绕于管芯的预应力钢丝应满足预应力混凝土管用冷拔钢丝的标准ASTMA648及GB/T5223规定的力学性能，且不应高于ASTM A648中级钢丝要求。5钢筒用薄钢板。制作钢筒用薄钢板应采用热轧薄钢板（也可以采用冷轧薄钢板，但需要配备专用设备，采用低碱性清洗液进行清洗，并按照GB/T13312钢铁件涂装前除油程度检验方法检验合格），应符合GB700、GB912的规定，薄钢板公称厚度不应小于1.5mm、最小屈服强度不应低于235MPa，标准长度50mm时的断裂伸长率不应小于21

7、%。6承插口用型钢。制造承插口接头钢圈所用的承口钢板和插口型钢应符合GB/T699、GB/T700、GB3274的规定。钢材的最小屈服强度应不小于207MPa，标准长度50mm时的最小伸长率应为20%。工序质量控制主要包括承插口钢圈制作质量控制、钢筒制作质量控制、管芯混凝土成型及养护质量控制、缠丝质量控制和砂浆保护层质量控制。工序资料控制主要包括对原材料试验资料、工序生产原始记录和工序检验报告的质量控制。3、PCCP生产中关键控制点PCCP监造中监理的职责之一就是确保产品的质量，对生产中的关键点进行适时监控，一方面可保证产品质量，另一方面可帮助承包商正常生产，以确保能够及时提供施工合格的管材。

8、3.1原材料质量控制合格的原材料是保证产品质量的基础。从上面的叙述可看出，PCCP在生产中所用原材料量大，其性能指标要求严，且有些指标检测所需时间长，有的需要长达一个月，如何在保证质量的同时又能保证生产正常进行，是监理工作安排的关键。一般来讲，原材料质量控制应采取如下步骤：首先对承包人所报供货商资质进行严格审查，所有的供应商都要提供相应的合格资质、相关材料的检验合格证明；必要时由监理见证在原材料生产厂取样进行检测。督促承包商在生产前完成供货商的选择，选择两个以上合格的材料供应商，一个作为主供应商，其他作为备用，备用原材料供应商可解决原材料市场大起大落造成的影响；其次督促承包人对所有进场原材料按

9、批次进行检验，同时监理按一定比例安排有资质的第三方试验单位对原材料进行抽检，对所有实验指标不合格的原材料清除出场，只有实验指标合格的原材料方可用于生产。3.2工序质量控制承插口钢圈制作质量控制主要包括每个钢圈不允许超过两个接头，且接头焊缝间距不应小于500mm。接头应对接平整，错边不应大于0.5 mm，采用双面熔透焊接，并打光磨平。同时钢圈尺寸及公差要满足设计要求。钢筒制作质量控制上，钢筒水压试验为关键工序，在PCCP监造中是一个停工待检点，设为旁站点，每一节钢筒进行水压试验时必须在监理在场时进行。同时钢筒尺寸及公差要满足设计要求。管芯混凝土成型及养护质量控制，包括混凝土质量控制和养护质量控制

10、，混凝土质量控制与其他水利工程要求基本一样，笔者在这不多加累述，主要叙述一下养护质量控制，采用蒸汽养护时，加速养护期间的升温速度不得超过22/h，养护罩内温度应保持在3252之间，最高温度不应超过60。缠丝质量控制上，缠丝工序为关键工序，在承包人检验合格后，现场值班监理对缠丝后的质量进行全面检验，主要指标包括接头数量、接头位置、应力值、应力波动值等进行逐一检查，其他如蝉丝螺距、水泥净浆水灰比、端部密缠等按照10%-20%的频率进行抽检。砂浆保护层质量控制主要为吸水率的质量控制，吸水率不合格的管材需要凿除保护层重新进行喷浆处理。其他指标如保护层厚度等按照10%-20%的频率进行抽检。对隐蔽结构可

11、能产生的不能直观的缺陷，采用监理旁站方式，以免重复检验，如钢筒水压试验，需要100%试压，而重复检验浪费时间，耽误生产，因此，采用旁站可为一个最好的监督方法；而对于有自动记录系统的工序，可采用查阅自动记录，以验证工序立品的质量。当然，现场监理要对记录系统按合同规定的频率进行检测并校对，以保证记录数据的准确。如混凝土配料系统和缠丝系统就可采用此种方法。除相关形式检验要求项目及合同规定的项目按批次检验外，对出厂产品的承插口应采用100%检验。因PCCP产品体积大而笨重，从产品出厂到安装和接头水压，一旦接头有问题要浪费大量人力、物力及时间，降低施工速度。当然，PCCP接口环在制作之初的下料及涨圆过程

12、中，其相关尺寸应考虑在制筒焊接、管芯成型及缠丝等环节中对接口环尺寸产生的影响，接口环在加工时要留出相应的余量。对于一个稳定的生产工艺，其接口环的几何尺寸应该是稳定的。3.3工序资料质量控制工序资料控制主要包括对原材料试验资料、工序生产原始记录和工序检验报告的质量控制。原材料试验资料、工序生产原始记录和工序检验报告要及时准确。任何一节管道出现问题，都可通过资料追溯到每个试验、生产环节。对产品质量的评定可说是大有裨益。以上是笔者通过工程实践总结的PCCP在监造过程中的一些经验，希望能对PCCP的监造工作和PCCP的生产起到一定的参考作用。作者简介：陈瑞国，男，1979年生，2004年毕业于辽宁石油化工大学，助理工程师。收稿日期：2009-03-05，修回日期：2009-03-16Controlling the Key Points of Supervising the Manufacture of PCCPCHEN Rui-guoAbstract: Through the engineering practice, the author summarizes the su