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中国PCCP发展示状和存在的问题及对策(下篇)

编者按


文章凭据孟晋忠先生2023年7月25日在中国水利学会组织的“PCCP管线安全提升学术沙龙”上所作主题汇报整顿, ,,,,,经作者自己2024年8月审核并部门批改定稿, ,,,,,作者赞成在本号上颁发以供技术互换之用。。。。。 。。

全文共分四部门, ,,,,,分三篇登载:

上篇:一、中国PCCP发展示状;;;;; ;;

中篇:二、PCCP发展中存在的问题;;;;; ;;

下篇:三、针对存在问题的对策;;;;; ;;四、PCCP工程常见问题及处置。。。。。 。。

迎接读者阅读。。。。。 。。

作者简介

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孟晋忠, ,,,,,男, ,,,,,汉族, ,,,,,中共党员, ,,,,,教授级高级工程师。。。。。 。。退休前一向在山西省水利水电勘测设计钻研院从事工程设计工作, ,,,,,先后任设计组长、水工专业掌管人、设计室主任、院副总工程师、副院长等。。。。。 。。拥有国度注册土木工程师和注册监理工程师执业资格, ,,,,,全国钢尺度化技术委员会铸铁管分技术委员会委员。。。。。 。。2004年受聘南水北调中线PCCP输水工程征询专家和国务院南水北调评标委员会专家。。。。。 。。近30年重要从事供水管路工程设计和征询工作, ,,,,,曾主持了山西省万家寨引黄、昭通市西江引水、山西省辛安泉供水改扩建等10余项大中型引调水工程的设计工作;;;;; ;;主持了南水北调中线京石段应急供水、辽宁大伙房二期、河北省南水北调配套、淮水北调等20余项PCCP供水管路工程的技术征询工作。。。。。 。;;;;; ;;裆轿魇∮帕脊こ躺杓埔坏冉2项;;;;; ;;水利部优良工程设计铜质奖1项;;;;; ;;山西省科技进取一等奖、三等奖各1项。。。。。 。。山西省百佳勘测设计工程师, ,,,,,2009年和2019年别离获中国混凝土与水泥制品协会“PCCP行业发展20周年特殊贡献奖”和 “PCCP产业发展30周年平生贡献奖”荣誉称号。。。。。 。。

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中国PCCP发展示状、存在的问题及对策

(本期阅读功夫约莫14分钟)

三、针对存在问题的对策

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重要从几方面着手:充分阐扬行业协会作用, ,,,,,加强PCCP质量监管;;;;; ;;严格节造PCCP质量;;;;; ;;PCCP敷设与质量节造;;;;; ;;管路系统水压试验。。。。。 。。

1

充分阐扬行业协会作用, ,,,,,加强PCCP质量监管

1


PCCP造管企业应共同守护其行业的发展和产品质量, ,,,,,建议中国混凝土与水泥制品协会PCCP质量创新工作委员会每年对参与PCCP质量创新工作委员会的造管企业进行质量查抄、评定, ,,,,,定期向全社会颁布质量排名靠前几名的企业。。。。。 。。让出产质量差甚至出产不合格PCCP的企业无市场。。。。。 。。

2


要求造管企业做到重要出产工序和设备的数字化节造, ,,,,,最好是全过程数控, ,,,,,每节PCCP均植入RFID芯片。。。。。 。。

3


建议PCCP质量创新工作委员会对造管企业设立肯定门槛, ,,,,,划定最低要求重要技术人员数量、造管设备、检测设备、试验设备等。。。。。 。。

4


不定期对PCCP质量创新工作委员会成员的产品进行质量抽检。。。。。 。。



2

严格节造PCCP质量

1

从重要原资料质量节造抓起

(a)粗、细骨料:该把稳碱活性和化学成分, ,,,,,罗致某工程细骨料氯离子含量超标的教训。。。。。 。。

(b)钢材:严格节造高强钢丝质量(主题原资料), ,,,,,除必须满足GB/T 5223 “压力管路用冷拉钢丝”划定指标表, ,,,,,严格节造旋转试验和钢丝氢脆敏感性应力侵蚀试验。。。。。 。。从源头轧钢厂盘条化学成分、物理机能节造做起;;;;; ;;严格节造拔丝速度和温度。。。。。 。。

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旋转试验合格的钢丝

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旋转试验不合格的钢丝

承插口型钢:除钢材物理化学机能指标表, ,,,,,要把稳承插口型钢(出格是插口受模具损耗影响)的尺寸, ,,,,,影响接口密封。。。。。 。。

配件用厚钢板:应选取C、D级, ,,,,,预防使用A、B 级钢。。。。。 。。

2

加强造管质量节造

(a)钢筒造作

  通常有两种工艺:螺旋焊、拼缝焊。。。。。 。。

拼缝焊优弊端

利益:出产速度快, ,,,,,统一条出产线可同时出产多种管径。。。。。 。。

弊端:占用场地大, ,,,,,必要人员多, ,,,,,焊补缀焊多, ,,,,,出产出的钢筒刚度相对。。。。。 。。 ,,,,,规整度差。。。。。 。。

螺旋焊优弊端

利益:出产出的钢筒刚度相对大、较规整, ,,,,,焊缝质量不变、占用场地。。。。。 。。 ,,,,,必要人员少。。。。。 。。

弊端:出产速度慢, ,,,,,统一条出产线对分歧直径适应性差(需更换芯模)。。。。。 。。

钢筒车间水压试验后钢筒

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(b)缠丝

缠丝过程监理当该把稳的问题:     

◆管芯混凝土要达到缠丝前“合同划定的最低强度”;;;;; ;;

◆缠丝初始压应力≤缠丝时混凝土抗压强度的55%;;;;; ;;

◆管芯表表平坦度;;;;; ;;

◆缠丝时喷涂水泥净浆;;;;; ;;

◆管芯两端部钢丝锚固;;;;; ;;

◆钢丝应力不变, ,,,,,应力颠簸值≤±5%;;;;; ;;

◆丝距(均匀性);;;;; ;;

◆多层缠丝、辊射, ,,,,,建议尽量削减或不用多层缠丝。。。。。 。。

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不合格的缠丝

(c)水泥砂护浆保层

水泥砂浆;;;;; ;;げ阌美幢;;;;; ;;CCP的主题部门——高强钢丝, ,,,,,其质量极度沉要, ,,,,,有好多工程中的PCCP使用的原资料质量、造作工艺和质量都没问题, ,,,,,但就是水泥砂浆;;;;; ;;げ忝蛔龊茫 ,,,,,好比存在“空鼓、裂缝、分层及剥落”等问题之一或这些问题都存在, ,,,,,都有可能导致断丝, ,,,,,随着断丝数量的增长, ,,,,,就有产生爆管的风险。。。。。 。。

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造作PCCP水泥砂浆;;;;; ;;げ

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管表壁;;;;; ;;げ憧展


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某工程PCCP处于侵蚀性环境运行7年后

做好水泥砂浆;;;;; ;;げ阌Ω冒盐鹊奈侍猓

◆砂的质量(严格过筛, ,,,,,不允许含有幼砾石, ,,,,,其风险性有三方面);;;;; ;;

◆水泥砂浆配比;;;;; ;;

◆;;;;; ;;げ愎跎浠埽ǜ咚俟跎洹⒕炔槐洹⒓哟蠊跎渎种本叮;;;;; ;;

◆喷涂水泥净浆工艺(把稳辊射时同时向管芯喷涂一层水泥净浆);;;;; ;;

◆;;;;; ;;げ愎跎浠肪澄露取⒀ぃ ,,,,,质量检验:

强度:(取样步骤:随现实管子取样或仿照管取样);;;;; ;;

吸水率:(从统一班拌造的砂浆中至少抽取三个样品, ,,,,,其吸水率均匀值不应大于9%, ,,,,,单个样品不大于10%, ,,,,, 节造在7% 左近最好。。。。。 。。)

砂浆安谧性:(用锤子敲击查抄空鼓, ,,,,,粉碎后的砂浆块状)

◆辊射后的水泥砂浆;;;;; ;;げ闾烊谎せ蛟谘ふ帜谘。。。。。 。。

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;;;;; ;;げ阌蒙爸泻写罄那榭

3

PCCP敷设与质量节造

管路敷设及质量节造, ,,,,,涉及沟槽开挖、管路装置、沟槽回填、水压试验等诸多内容。。。。。 。。

1

沟槽开挖

正确理解开弧法与填弧法:

国内有些技术人员对开弧法的概想存在误区, ,,,,,以为在原状土体上开出弧状沟槽就是开弧法。。。。。 。。现实上是不正确的。。。。。 。。真正开弧法有好多利益, ,,,,,但大部门工程不具备开弧法的前提, ,,,,,所以, ,,,,,通常选取填弧法施工。。。。。 。。

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开弧法施工示意图

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开弧法装置PCCP

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开弧法装置PCCP

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填弧法装置PCCP

两种型式的区别和优弊端:

一样点:都是开挖同样的沟槽。。。。。 。。

分歧点:

开弧法是在沟槽120°角高度领域内先回填、压实(方便大型设备行走, ,,,,,保障压内容量), ,,,,,而后再开弧、装置管路, ,,,,,再按压实尺度分层回填以上部门。。。。。 。。

填弧法是先在沟槽内铺设一层厚度不幼于0.3m疏松垫层, ,,,,,宽度为管路表径的2/3, ,,,,,而后装置管路, ,,,,,回填中心角120°管基垫层, ,,,,,再按压实尺度分层回填以上部门。。。。。 。。

2

管路装置

管路装置凭据口径大幼、承包人纯熟水正常用几种步骤:用吊装设备直接顶进、专用设备辅助顶进、用牵引设备内拉或表拉。。。。。 。。大口径管路装置多选取内拉法和专用设备辅助顶进。。。。。 。。

要尽量使装置接缝宽度均匀, ,,,,,以削减累积长度误差。。。。。 。。

对于高工压大口径管路, ,,,,,管芯厚度通常偏大, ,,,,,导致承插口端部刚度偏大, ,,,,,装置设备不相宜容易败坏插口管芯混凝土。。。。。 。。

对于僵硬地基设计无砂砾或碎石垫层情况, ,,,,,管路装置时难题, ,,,,,后期会使PCCP产生裂缝。。。。。 。。

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有经验的管路敷设




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不足经验的管路敷设

重要问题:左右弯曲对使用影响不大, ,,,,,关键问题是高低升沉, ,,,,,扭转了管线的纵坡, ,,,,,从而扭转了排气阀设置的合理性, ,,,,,问题严沉。。。。。 。。

3

管路接头借转

PCCP管线转弯通常选取配件或尺度PCCP接头借转方式来实现:

利用配件, ,,,,,能够实现肆意角度的转角。。。。。 。。

利用异型管中的斜口管、半斜口管能够实现4°和2°的转角(但目前国内设备不具备出产斜口管、半斜口管能力)。。。。。 。。

对于较幼角度转折, ,,,,,能够利用尺度PCCP接头借转实现。。。。。 。。但应试虑预留足够的接头变形余度, ,,,,,不能全数利用。。。。。 。。好比说, ,,,,,PCCP最大允许转角度数为1.0°, ,,,,,但最大借转角也不宜大于0.6°或者0.5°。。。。。 。。留出地基不均匀沉陷变形或产生地震时接头变形。。。。。 。。

4

PCCP水泥砂浆;;;;; ;;げ惆芑档慕ǜ

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规范吊装-带;;;;; ;;さ踝吧

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装置承包人用裸钢丝绳吊装败坏PCCP表表环氧煤沥青涂层



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「」

不规范吊装

装置承包人在PCCP运输和装置过程败坏水泥砂浆;;;;; ;;げ愕慕ǜ矗 ,,,,,最好在招标文件中划定由造管承包人建补。。。。。 。。若是合同划定由装置承包人实现, ,,,,,应该划定按造管承包人的作业领导书进行建补, ,,,,,不然建复不规范会留下安全隐患, ,,,,,影响管路寿命。。。。。 。。

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某工程装置承包人建补后的PCCP事俘

5

沟槽回填

a、回填压实尺度

针对分歧回填资料划定压实指标, ,,,,,如压实度和相对密度, ,,,,,前者针对黏性土, ,,,,,后者针对无黏性土(砂砾石或砂), ,,,,,在多项工程中混合。。。。。 。。

b、管基垫层

影响装置、管路结构受力。。。。。 。。     

c、分层回填及压实

现场监理和承包人肯定要凭据合同技术条款划定, ,,,,,严格分层回填, ,,,,,出格是管基垫层区, ,,,,,自身回填压实难度大, ,,,,,但只管压实难度大, ,,,,,就越要严格要求。。。。。 。。

靠近管周回填料粒径要求(出格有表防腐涂层的管材)。。。。。 。。

管路两侧对称回填, ,,,,,预防挤偏管路。。。。。 。。

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规范的PCCP管沟回填

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不规范的PCCP管沟回填



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不规范的PCCP沟槽回填

4

管路系统水压试验

1

试验主张


a、检验管材接受内能力;;;;; ;;

b、检验装置实现的管路承插口接头在接受试验压力下是否合格;;;;; ;;管路焊接接口是否合格;;;;; ;;设备接口是否漏水等;;;;; ;;

c、检验止推设计及施工质量。。。。。 。。


2

试验遵循的尺度


a、《给水排水管路工程施工及验收规范》GB 50268

b、《预应力钢筒混凝土管路技术规范》SL 702

c、《水电水利工程压力钢管造作装置及验收规范》GB 50766


3

管路水压试验分段


按GB 50268   9.1.9划定“管路的试验长度除本规范划定和设计还有要求表, ,,,,,压力管路水压试验的管段长度不宜大于1.0km;;;;; ;;无压力管路的关水试验, ,,,,,前提允许时可一次试验不超过5个陆续井段;;;;; ;;对于无法分段试验的管路, ,,,,,应由工程有关方面凭据工程具体情况确定。。。。。 。。”

这个划定不切合现实。。。。。 。。

大部门工程都不执行或者说没法执行;;;;; ;;

有些工程在招标阶段盲目地、枯燥教条地执行GB 50268, ,,,,,给后期带来好多麻烦。。。。。 。。


建议结合管路管线地形、压力、水源等前提确定, ,,,,,招标文件肯定载明“由设计确定” 。。。。。 。。

那么, ,,,,,设计若何确定呢???? ??

a)应结合地形前提;;;;; ;;

b)应结合管材及工压;;;;; ;;

c)应结合管路工程止推系统设计;;;;; ;;

d)应结合水压试验选取的堵头前提、是否利用检建阀、是否已在管线系统中装置了水压试验管;;;;; ;;

e)应结合水压试验水源前提;;;;; ;;


   综合分析了以上各类前提后合理地进行。。。。。 。。

4

合格尺度


《给水排水管路工程施工及验收规范》GB   50268划定, ,,,,,水压试验合格尺度分为:允许压力降值和允许渗漏量值。。。。。 。。GB 50268是在市政给排水尺度基础上形成的, ,,,,,不合用此刻的PCCP接口型式。。。。。 。。


GB 50268第9章管路职能性试验:

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允许渗漏量值法及存在的问题:


a、以为每个接口沿管径均匀渗漏, ,,,,,渗漏量与管径有关。。。。。 。。

b、以为每个接口沿管径均匀渗漏, ,,,,,且渗漏量与接口数量成正比, ,,,,,与试验段长度成正比。。。。。 。。


早年面我们对SP、PCCP等各类管材材质、接口型式等分析能够看出:以上这两条假定或者说前提前提都不正确, ,,,,,导致推算出允许渗漏量偏大。。。。。 。。

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四、PCCP工程常见问题及处置

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PCCP工程常见问题:接头漏水;;;;; ;;阀件法兰接口漏水;;;;; ;;止推产生位移导致接口拉开;;;;; ;;PCCP接头装置不合格漏水;;;;; ;;一条管线中含有两种以上管材若何进行水压试验;;;;; ;;易产生接头漏水或管路结构粉碎的情况;;;;; ;;弯管接头与镇墩(或止推墩)浇筑;;;;; ;;排气阀设计或装置不到位的情况处置;;;;; ;;管路埋深;;;;; ;;装置过程漂管;;;;; ;;已装实现后的管路接头后期打压不合格问题。。。。。 。。

1

接头漏水

南水北调某配套工程PCCP接口漏水(地基变形、试验压力偏大导致)

2

阀件法兰接口漏水

有些工程产生蝶阀与伸缩节法兰接口严沉漏水, ,,,,,漏水原因大部门为装置问题, ,,,,,少数为法兰盘强度、刚度不满足。。。。。 。。对于装置问题可放松全数螺栓, ,,,,,沉新均匀紧固;;;;; ;;法兰盘强度、刚度不满足属于设计或造作缺点。。。。。 。。但下图中某工程接头漏水的处置方式不成取。。。。。 。。

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某工程接头漏水的不成取处置方式

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止推产生位移导致接口拉开

1)某输水管路工程试压过程中上凸弯头脱落;;;;; ;;

2)某PCCP输水工程止推墩产生较大位移, ,,,,,导致接口漏水;;;;; ;;属于工程缺点, ,,,,,应针对性地进行处置。。。。。 。。

4

PCCP接头装置不合格漏水

国内PCCP接头水压试验不合格的事俘好多, ,,,,,如, ,,,,,某工程幼口径PCCP输水工程, ,,,,,其中一个接口两路胶圈装置均不到位, ,,,,,已出现严沉漏水景象。。。。。 。。但管路整体水压试验时, ,,,,,按允许渗漏量尺度判定合格, ,,,,,按允许压力降尺度判定不合格。。。。。 。。

5

一条管线中含有两种以上管材若何进行水压试验

按GB 50268中9.1.8 划定执行。。。。。 。。

1)穿河段;;;;; ;;

2)穿铁路、高档级公路;;;;; ;;

3)水平定向钻、顶管或沉管。。。。。 。。

GB 50268 9.1.8管路选取两种(或两种以上)管材时, ,,,,,宜按分歧管材别离进行试验;;;;; ;;不具备别离试验的前提必须组合试验, ,,,,,且设计无具体要求时, ,,,,,应选取分歧管材的管段中试验节造最严的尺度进行试验。。。。。 。。

建议分分歧情况进行执行, ,,,,,如沉管、水平定向钻拖管和顶套管内穿管, ,,,,,应在执行前进行水压试验。。。。。 。。

6

易产生接头漏水或管路结构粉碎的情况

1)软硬岩变动处;;;;; ;;应做好过渡段设计与施工。。。。。 。。

2)岩基敷设管路且未设垫层或垫层设置不合

理。。。。。 。。

3)管基、管侧回填质量差。。。。。 。。

7

弯管接头与镇墩(或止推墩)浇筑

某工程镇墩浇筑未按设计图纸浇筑, ,,,,,导致后期管路出事。。。。。 。。

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不正确的镇墩浇筑

8

排气阀设计或装置不到位的情况处置

排气阀设置事关工程安全运行, ,,,,,发现后应实时增设。。。。。 。。

9

管路埋深

某工程管线穿过一片麦田, ,,,,,由于丈量谬误将管线整体抬高50cm, ,,,,,导致管路埋深由原设计的2.0m削减到1.5m, ,,,,,思考已经满足了冻土深度, ,,,,,故业主为了施工进度, ,,,,,决定就按1.5m埋深装置。。。。。 。。建成后对工程安全运行没影响, ,,,,,但农夫每年都找治理单元的麻烦。。。。。 。。所以, ,,,,,原设计2.0m是有路理的。。。。。 。。

10

装置过程漂管

高地下水区域或雨季常产生。。。。。 。。

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雨季或高地下水区漂管

11

装置实现后的管路接头后期打压不合格问题

国内有多项工程产生过管路接头后期打压不合格问题, ,,,,,原因也是多方面的, ,,,,,处置措施应针对现实情况进行区别对待。。。。。 。。

总之, ,,,,,设计、造作、装置、回填都把好质量关, ,,,,,相信PCCP行业在我国会越发健全地发展。。。。。 。。

起源:PCCP质量创新工作委员会(公家号)

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