PCCP安装质量控制、管理2013.1.12

PCCP管道施工安装质量管理交流材料南彦波2013.11、PCCP管道在国内目前使用情况2、PCCP工程质量3、PCCP安装工作内容（工序）4、PCCP安装质量目标5、影响PCCP安装质量因素6、PCCP工序安装质量控制7、PCCP安装过程发生一般质量缺陷

交流内容一、PCCP管道在国内目前的使用情况

PCCP管材90年代进入我国，先后在国内多个大项目上得到成功的应用，目前来看工程质量和运行状态良好，使其得到很好的推广使用。

山西万家寨引黄工程太原联接段使用直径3.0m，长度43km，工程2000年开工建设，工程2002年投入运行至今一直比较稳定，未出现质量问题；北干线PCCP长度约110km，去年投入运行，质量也很好。

南水北调中线北京段惠南庄~大宁双线直径4.0m，长度约110km，2005年开工建设，2008年试运行质量很好；辽宁大伙房供水工程PCCP管线约400km，最大直径3.2m，采用双排和单排布置，2010年下半年开始运行至今，质量很稳定。广州西江引水工程，PCCP直径3.6m，双排，总长度约70km，2010年亚运会前投入运行至今，运行情况良好。

一、PCCP管道在国内目前的使用情况PCCP规范标准的使用

PCCP进入国内初期设计、制造、安装均没有对应的国内规范标准，工程设计、制造均采用了美国的AWWAC304设计标准、AWWAC301制造标准、混凝土压力管M9手册，安装基本上参照国内《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的相关要求，针对性不够强，原材料差异、项目管理不同。

为此2005年编制了我国《预应力钢筒混凝土管》（GB/T19685）制造规范，2011年完善修编了CECS140《给水排水工程埋地预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管道结构设计规程》，目前我国《预应力钢筒混凝土管道技术规范》已经编制完成，正在审核修改，内容已全面包括PCCP结构设计、安装、水压检验等相关标准，用以指导PCCP管道工程设计、安装、验收。将会进一步规范和提高国内PCCP工程质量。

二、PCCP输水工程质量保证PCCP输水管道工程质量主要由以下几方面决定：

1、设计质量：管线及建筑物合理布置（排气阀、检修阀、镇墩等）

设计参数合理确定、正确的水力过度计算（管道输水主要考虑水击压力）

管线建筑物结构安全、稳定设计

PCCP结构设计等。2、施工质量：PCCP生产质量

PCCP安装质量

沿线建筑物施工质量（阀室、镇墩、穿越工程等钢筋混凝土工程）

水力机械设备制造、安装质量（空气阀、排水阀、检修阀等）3、工程安全运行操作。

制定严格的操作管理制度。

忽视哪一方面都将对工程造成质量隐患或出现质量事故。

三、PCCP安装工作内容

PCCP安装工作内容包括标准PCCP管道安装和为实现管线连接所用的钢制管配件（弯头、三通等）的安装。钢制配件是指以厚钢板作为主要结构材料并在钢板的内外侧包覆钢筋（丝）网水泥砂浆制成的管件。

PCCP安装工序

：（包括明挖沟槽PCCP安装和洞内PCCP安装）

开工

线路复测与勘探

沟槽开挖

地基处理与垫层

铺设

PCCP管道安装

沟槽回填

现场管道合拢

管道内部清扫管道水压试验

三、PCCP安装工作内容线路复测与勘探

：沟槽开挖前，应当对线路进行复核性测量；如有问题，应及时反馈给设计单位。控制测量完成后，按规定进行管线测量放线。PCCP工程线路长、施工占地宽度大，地基变异性大，因此在正式开挖之前，应对拟定线路开挖范围内地下管道、线缆、地下标志点及其他构筑物进行探测，查明同施工有关的如地下水位、土质、既有管线（缆）类型走向、埋深以及同待埋管道的相互关系等情况。为后续施工组织设计提供基础资料。

沟槽开挖

：常规施工、针对PCCP工程特点应注意一下问题：

（1）管基不允许超挖，发现局部超挖应采用与垫层相同的材料进行回填，并夯实到垫层要求密实度。

（2）岩石基础应开挖至设计要求深度，然后再铺设垫层，不允许出现欠挖。

（3）遇到软硬基过渡地段，应根据设计要求结合管道接头位置进行过渡处理。

（4）遇到淤泥、流沙（饱和粉细砂）等异常软弱土壤时，应由设计单位现场勘查提出处理方案。

（5）开挖穿越地下管线等管道时，应采取有效的保护措施，确保原有管道稳定和安全运行，建议在施工组织设计时针对性提出具体方案。

（6）沟槽附近有其他建筑物基础和既有管道时，应采取相应的保护措施。（板桩支护）

三、PCCP安装工作内容地基处理与垫层铺设

：

对于管道基础承载力满足设计要求的均匀土基础，沟槽开挖后可不做垫层，也可以设垫层。若采用开弧法直接铺设PCCP管道，开弧深度应满足120°要求，开弧顶部开口尺寸应小于管道外径40mm。

对于管道基础承载力不满足要求或刚性基础的，基础按照设计要求处理完成，一般采用填弧法铺设管道，首先应铺设一层厚度不小于150mm的管基垫层，管基垫层管底以下宽度1/2~1/3D为松散垫层，管道安装就位后，在腋角区垫层回填压实时，连同松散垫层一起压实。主要时考虑管道120°支撑部位紧密结合，受力条件均匀。

目前国内已完成的PCCP管道工程安装都是采用填弧法施工。

PCCP管道安装：

安装止水橡胶圈——PCCP就位——对接——接头打压检查——外缝包带灌浆——内勾缝。

管配件安装也是ＰＣＣＰ安装的重要组成部分，安装应注意角度和固定。

沟槽回填：

沟槽回填应分区进行（因为每层的压实度要求不同），一般分管基垫层区、管下腋角垫层区、管侧回填区、管顶以上回填区、复耕区。

三、PCCP安装工作内容现场管道合拢：

由于管道安装采用分段施工，所以会形成许多现场合拢点。现场合拢尽量安排在直线段进行。通常采用钢管对接双面焊合拢。合拢短管均为钢板制作，总长度一般不应小于1.2m，由承口段、插口段和中间凑合短管三部分组成。主要考虑钢配件的加工、吊装等因素。管道内部清扫：

施工过程中，应重视对管道的保护，包括保持管道内部清洁，特别是接头处的清洁。施工完成前，应当进行一次系统检查，防止施工工器具和工程、生活垃圾等遗留在管道内。完成检查后，应对管道进行一次系统消毒，也可结合静水压试验进行管道冲洗。

四、PCCP安装质量目标1、认识掌握PCCP性能、特点

（１）PCCP结构：带有钢筒的混凝土管芯，外侧缠绕环向预应力钢丝，再喷射水泥砂浆作保护层。钢筒抗渗、管芯抗外压、预应力钢丝抗内压、砂浆保护层对钢丝防腐保护。（２）PCCP工厂化生产，产量大、质量相对稳定，

但作为安装和监理不能忽视PCCP移交时的外观、承插口尺寸检查。否则将会影响安装质量，并留下质量隐患。

（要求重视现场PCCP交接验收、安装后的外观破损检查）（３）PCCP为混凝土预制产品，尺寸大、重量大、易碰损，且现场损伤后修补困难，修补质量难以保证。尽量避免磕碰、刮伤，否则隐患较多。（要求重视安装方法、安装保护措施）（４）抗内压2.0MPa和外压能力强10m，但是抗剪能力很差。（要求重视过渡基础处理，管线建筑物衔接施工）（５）承插口连接，接头密封性好，便于安装。

（要求重视承插口的尺寸检查、胶圈的质量检查）

四、PCCP安装质量目标2、PCCP安装的关键质量控制项目

（1）沟槽与地基处理。管基原状土不得扰动，承载力符合设计要求，基础处理压实度、厚度满足设计要求；垫层材料、厚度符合设计要求。（2）沟槽回填。回填材料、回填压实度符合设计要求，最重要是PCCP管道腋角区的回填质量；（3）PCCP安装。PCCP、配件及止水胶圈符合质量要求，安装止水胶圈位置正确、均匀无扭曲外露现象；PCCP承插口接缝间隙均匀尺寸满足设计要求，无损伤、开裂掉块；接头水压检验合格；管道内外缝处理均匀饱满平顺；（4）管道铺设。埋设深度、轴线位置满足设计要求，PCCP内壁无结构性裂缝和明显缺陷，PCCP就位后必须稳固，安装轴向偏差控制在30mm以内；

其他需要检查的一般项目，也应严格按照规范要求检查，不能忽视。3、PCCP安装质量目标

关键质量控制项目合格率为100%。其他一般项目合格率可控制在80%以上，但不得出现严重缺陷。质量检查验收应严格按照规范要求做好相关记录，对于缺陷处理应做好备案记录。

五、影响PCCP安装质量的因素1、人的因素对质量的影响：通过培训使现场技术人员、检验人员能够理解掌握PCCP产品技术质量指标（包括承插口公差尺寸、椭圆度、局部圆度、止水胶圈尺寸），在PCCP现场交接验收第一道环节把好质量关，接收了不合格或存在质量隐患的产品，无论如何也不会安装出合格的管道。

通过设计交底充分理解设计意图，如PCCP管道安装接口尺寸控制，接头不能设在建筑物内部。

通过设计交底，明确设计平面、纵断图和配管图如何联合使用。通常情况配管图设计是由PCCP制造厂家按照标准PCCP长度尺寸及配件的设计制造要求结合平面图进行排管配管布置而完成的，是具体指导现场安装使用的，由于排管图在编制的过程中考虑标准管实际长度尺寸，线路长度及折点位置，可以对排气阀、排水阀、检修阀等建筑物进行局部调整，对于小角度弯头配件，在地形允许的条件下，还可采用标准PCCP借转来实现转弯，这样在沟槽开挖过程中应充分掌握排管图的实际情况，否则会造成建筑物开挖位置、沟槽开挖位置出现偏差，造成重复开挖工作。

五、影响PCCP安装质量的因素2、安装方法和设备因素对质量的影响开挖和回填均为常规方法。

安装方法目前常用的有两种：（1）直径大于2.4m的PCCP，由于重量较大，经技术经济比较，通常采用吊车设在沟槽上部负责卸管、槽内布管，沟内采用龙门吊进行PCCP管道集中安装的方法。

优点：PCCP运输通常是集中运输，吊车可以集中卸管，若一个标段设置多个工作面，1台吊车可兼顾多个工作面卸管任务，吊车利用率较高。槽内安装龙门吊移动平稳、多（4）点起吊，PCCP就位微调相对吊车单点稳定，易于接头对接，不易造成接口碰伤，安全风险也小。最适用于双排多排管道安装。南水北调北京段工程双线4.0m直径的PCCP，单节管道最大重量约80t，安装如采用吊车安装，吊车需要300t，设备采购、租赁都很困难，安装方法出现了多种形式。（2）直径小于2.4m的PCCP通常采用吊车直接卸管，就位安装。

主要原因是PCCP单节重量较小，所需吊车吨位小，相对易于操作。也适用于单排管道安装。

PCCP接头对接就位方法：通常有内拉法和外拉法两种，内拉法适用于直径大于1.8m，外拉法适用于直径小于1.8m。利比亚采用顶推法。不论采用哪种方法，建议采用液压或千斤顶借用拉杆或钢丝绳操作，这样工作环境好，拉力易控制，不易对管道造成损伤破坏出现质量问题。

五、影响PCCP安装质量的因素3、施工组织设计对质量的影响（1）工作面的设置按照合同工期要求、充分分析PCCP供应强度、安装强度、合理设置安装工作面，这样将会在施工组织设计时合理安排资源配置，不会因造成资源配置欠缺，抢进度而忽视质量。（2）结合具体PCCP项目，确定安装方法和设备配置。

吊车的吨位选择要结合沟槽宽度、吊距等实际情况确定，尽量有足够的余量，因为管线工程线路长现场实际情况复杂多变，否则会造成质量安全事故。龙门架的刚度、尺寸应根据管道重量合理设计。

（3）施工三检制度健全、人员配置合理

PCCP安装施工工序繁多，每道工序施工周期相对较短，工序检查验收工作量大，上道工序质量都会影响到下一道工序的质量。如管道安装接头打压试验，一般完成5节左右就进行第二次打压检验。需要建立严格的三检制度。

（4）合格原材料的选用

PCCP工程垫层料通常情况采用粗砂或砂砾料，使用量较大，料场的储量、供应强度等将直接影响供料质量，建议在施工组织设计重点考虑。（5）现场试验（回填压实度、管道水压试验）回填压实度试验充分考虑不同季节、不同开挖土层含水量，合理堆土利用，否则将会影响回填质量。管道水压试验在施工组织设计时结合合同要求，考虑水源、排水、堵头靠背等实际条件，在施工组织设计中合理安排。

（6）其他方面内容同常规水利工程相同。

六、PCCP安装工序质量控制1、土方开挖、基础处理质量控制（1）施工控制网及施工放样的控制监理对施工单位的施工控制网及导线点进行复测，保证测量放样的正确性和精度，并对原地形进行联合测量。开挖前应进行表土剥离工作，表土厚度为50cm（合同规定），开挖出的表土要单独堆放，以便于将表土回填原处，满足复耕条件。在沟槽开挖时要及时检查施工开挖断面，避免出现严重的超欠挖。（2）施工排水控制地下水出露或地下水位较高的地段，要做好施工降排水措施，按照批准的施工降排水措施进行施工，保证将地下水位降在开挖基础面20~50㎝以下，不得浸泡基础面。

六、PCCP安装工序质量控制（3）基础处理的控制当开挖到沟槽建基面发现与原设计未勘测到的基础缺陷，需要进行地基处理时，由发包人、监理人、设代、施工地质和承包人进行联合验收，确定基础处理方案，承包人按照确定的方案施工，设代尽快把设计变更通知单通过发包人发给监理人，监理人转发承包人。对承包人换基料按设计要求进行控制，原材料、铺层厚度、碾压遍数，换填达到设计管道安装底高程，满槽换填，密实度检测满足设计和合同要求。对于不需开挖进行地基处理，仅铺设中粗砂垫层的区段，要在垫层铺设完成，达到合同规定的压实度，高程误差在±2cm后进行管道安装。镇墩受力侧的边坡开挖应注意机械开挖预留一定的厚度20cm，在镇墩混凝土施工前再进行修边处理，确保镇墩受力条件。

六、PCCP安装工序质量控制2、管道接收质量控制（1）PCCP主要检查内容：·外保护层砂浆是否有空鼓、裂缝、脱落、损伤、露钢丝、防腐涂层是否均匀完好·承、插口端面是否修整平整·承、插口椭圆度是否满足设计要求，≤0.5%D和12.7mm两者的小值；局部椭圆度是否满足设计要求，一般根据管径由制造单位计算确定。·管芯内表面不应出现直径和深度大于5mm的空洞或凹坑以及蜂窝麻面等缺陷·管芯内表面出现的环向裂缝或螺旋裂缝不应大于0.5mm，据管芯插口端300mm范围内出现的环向裂缝，宽度不应大于1mm·成品管内表面沿管壁纵轴线15°夹角范围内不允许出现长度大于150mm的纵向可见裂纹（2）其他质量检查内容：·用于起吊PCCP钢丝绳表面应加防护设施·支撑管道底部不能有石块等坚硬杂物·止水橡胶密封圈应检查合格

PCCP移动过程不能滚动、拖动，只能起吊移动

六、PCCP安装工序质量控制3、管道安装施工质量控制（1）按照配管图核实所安装PCCP工况等是否满足设计要求；（2）检查管道安装时橡胶圈安放正确，承、插口清理干净，并涂无毒的天然油脂进行润滑；（3）测量管道安装轴线、高程是否在设计允许偏差范围内；（4）检查接头密封是否满足合同要求；第一次打压应在管道安装完成后立即进行，如打压不合格应退掉重新安装；第二次打压应在管道安装多节、固定好后进行，一般约5节左右，如出现打压不合格，也应退掉重新安装。二次接头打压应在监理人见证下完成，确保接缝打压符合设计要求；（5）检查管道安装接缝宽度是否满足设计要求。（6）外接缝灌浆砂浆配合是否符合设计要求（用砂浆搅拌机搅拌，且计量准确）；管道接缝清理干净，不得有杂物、油圬等；外缝要求使用1：2或1：3流态水泥砂浆进行灌缝；砂浆灌注密实无空洞；外封灌浆包带强度应满足使用要求，为确保灌浆密实可提前在接缝内放置一条细铁丝，灌浆过程随时上下拉动，以便接缝灌浆密实。（7）有防腐要求的PCCP外接缝在砂浆灌注完成，拆掉包带后，应仔细清扫表面，并按技术要求进行接缝防腐处理。注意底部涂刷到位，不允许漏涂。无防腐要求的可以不拆包带。

六、PCCP安装工序质量控制4、土方填筑工程质量控制（1）腋角垫层区（支撑角）回填

120°腋角垫层区回填，一般采用中、粗砂、级配砂砾料回填或者设计要求材料，严格控制原材料使用，不能有杂物、硬块，碾压应密实，压实度满足合同要求。压实度一般控制不小于0.90或0.95。（根据管基条件和管道直径由设计确定确定）（2）回填Ⅰ区回填一区对于大口径管道一般指120°腋角区到管中心线，小口径管道指腋角区到管顶以上50cm，回填时两侧填土均匀上升，分层厚度不大于30㎝，根据碾压试验成果控制碾压遍数，压实度满足合同要求。压实度一般为0.90。（3）回填Ⅱ区回填二区管中心线到管顶以上50cm回填区域，回填分层厚度不大于30㎝，压实度满足合同要求，管顶以上相当于约1000mm范围内不应碾压。压实度一般为0.85。

六、PCCP安装工序质量控制（4）一般回填区管顶1000㎜以上可以使用大型机械施工，压实度满足合同要求。压实度一般为控制不小于0.85。（5）表层耕植土恢复使用开挖时另行堆放的表层耕植土进行回填，施工时应虚填并高出原地面20㎝以便沉降。（6）重点注意事项在管道回填前,应对管道外表面进行一次彻底的检查，检查承插口端部砂浆保护层是否存在挤压损伤、掉皮、露筋，检查表面是否存在吊装磨损、露筋，对于防腐管道要对防腐层是否破损、龟裂进行检查,如果发现质量问题应及时通知相关单位进行修复,确保已安装的PCCP质量。回填过程严禁机械设备接触PCCP外壁。

六、PCCP安装工序质量控制5、其他质量控制（1）混凝土镇墩受力侧不应安装模板。（2）混凝土镇墩底部施工过程时，应从一侧浇筑待另一侧出料后，再两侧同时浇筑。避免底部形成空洞，影响刚配件防腐质量。（3）管配件安装后不应该及时拆除支撑架，应在回填或混凝土浇筑后再拆除。（4）弯头管配件安装应严格控制安装角度满足配管要求。（5）设备安装注意检查现场法兰焊接变形的质量控制，最好在设备采购时提出要求。（6）现场闭合管安装时应注意焊接收缩变形，造成接缝宽度超标。（7）回填过程严禁机械设备接触PCCP外壁。（8）接缝聚硫密封胶施工质量，设计通常2道。接缝应清洗干净、烘烤干燥。

六、PCCP安装工序质量控制6、冬季PCCP安装质量控制（1）检查沟槽基础不能冻胀。（2）橡胶止水胶圈需要保温桶保温。（3）接缝灌浆需要防冻处理。（4）回填不允许采用冻土。

七、PCCP安装过程发生的质量缺陷不合理对接就位方法造成承插口质量缺陷

七、PCCP安装过程发生的质量缺陷对PCCP特性认识不够、责任心不强造成缺陷管道移交、安装到现场，这样的防腐管道使用寿命将会大打折扣

七、PCCP安装过程发生的质量缺陷安装过程对保护层造成的质量隐患，必须加强回填前管道的质量检查