赵翼行

（辽宁省水资源管理集团有限责任公司，辽宁沈阳 110003）

1 PCCP管道的施工技术要点

由于受到了一定的限制，所以在使用超大口径的PCCP管道的时候，管道设计以及管道生产都需要参考国外的一些标准。美国在PCCP管道上的研究比较成熟，并且所确定的标准都和真实材料质量水平、试验方法以及生产水平检测有着紧密的联系。由于南水北调工程中，所使用的管道直径是4 m，这比以往的管道直径要大，因此对于管道提出了更多的要求，为了解决所存在的问题，就需要增强对于超大口径PCCP管道结构安全以及质量控制进行了详细的分析。

1.1 安装管道

在安装PCCP管道沟槽开挖完成施工之后，需要确保这些沟槽能够满足设计的要求，接着就是需要增强对于管道安装的重视，在安装之前，要仔细地检查管道的实际情况，要防止管道存在破损的情况，并且在承插口处不可以存在破损的情况。只有确保各个检查结构能够满足各项要求才可以正式开展安装工作。在安装过程中，承口端的方向要和安装的方向保持一致，能够借助调查把管道吊起来，接着就是移接到承接口处，并且在这个上面涂上一定的植物润滑油，确保插口端和承口端保持在同一个方向，之后把管道缓慢下降，一直到规定的安装间隙。在安装完成之后，需要测量管道的平面位置和坡度，并且需要校对管道的轴线以及标高，准确地记录所得的数据，使得在开展接下来的管道安装工作的时候，可以及时的找到测量记录。

1.2 安装检测

在安装管道的过程中，需要使用专业的测量工具来测量管道的开口度，通俗的来说，需要把开口度保持在15到30 mm之间。假如管道的基础不是特别均匀，就需要把间隙控制在25 cm。在安装工作完成之后，要及时的开展接头打压工作，确保接口的密封性。借助经过率定的专用加压泵进行排气，等到气被排完之后，把螺栓拧紧，之后增加一定的压力，确保气压保持不变，在等到工作压恢复之后再继续进行因此上叙工作，假如两次都可以确保在五分钟之内压力不下降，就可以说明这个接头打压工作合格。如果没有完成三节管道安装工作，就需要对于其中的第一节管道进行重复的打压，一直等到管顶回填完毕。

1.3 管道回填

安装完毕的管道不可以长期暴露在外边，特别是在雨季以及冬季，要是长时间暴露在外边，就会影响到管道使用，因此在管道安装工作完毕，就需要立刻进行管道回填，总的来说，每次安装二十到四十节管道之后就能够进行回填。在进行回填的时候，需要进行沟槽清除工作，之后需要按照一定的规则进行回填。在管道的两侧到管道的顶部需要进行分层夯实，每一层的铺设厚度不能够超出30 cm，接着就是两侧的高度不可以超过对应层厚度，在回填完毕，有关的部门需要测量管道的轴线以及管道的高程，保障管道不会出现沉降以及变形的情况。

2 PCCP质量控制标准

2.1 对于承接口的研究

承接口构造对于管材设计来说是比较重要的，并且对于管线来说需要有着较好的密封性，而且需要尽最大可能适应地基所发生的变形，这样可以更加便捷的进行管线安装工作。在南水北调工程里面涉及到了对于承接口的研究。并且在承接口处增加了止水胶圈，这样的一种方法能够有效地防止出现渗水的情况，现阶段我们国家对于这种止水胶圈进行了广泛的使用，通过分析可以看出承接口配合尺寸控制和外国产品存在的差异，见表1。

表1 承插口配合尺寸控制及与国外产品对比mm

2.2 PCCP阴极保护以及钢丝锚固

钢丝锚固和预应力钢丝的缠丝质量是密切相关的，并且钢件构造对于阴极保护来说是比较重要的，因此需要增强对于钢件构造的重视，如此可以给之后的试验提供更加健全的组件。通过使用新型的锚固件可以有效地解决构建所存在的问题，并且可以解决所存在的安装问题以及生产问题。需要注意的是要保障钢丝锚固的可靠性，如此也能够确保构件所存在的电连续性。

2.3 PCCP外壁防腐涂层机械化自动喷涂工艺

在经过PCCP外壁防腐涂装工艺的一系列室内试验和现场实验研究之后，在我们国家首创性的实现了和PCCP喷浆机结合的PCCP外壁防腐涂层机械化自动喷涂工艺，这个工艺所使用的是涂料有着较高的绝缘性质以及防腐蚀介质渗透功能，能够在粗糙的水泥砂浆和混凝土表面进行一次涂装就能够达到所需厚度吗，并且厚度比较均匀；涂层和水泥砂浆以及混凝土有着较好的附着力，能够直接在初凝的水泥砂浆和混凝土表面进行涂装。PCCP砂浆保护层制作和环氧煤沥青防腐层涂装，有着共同的工作平台，干喷工艺需要将制作好保护层的PCCP吊下工作台，在经过堆放之后在哦重新进行涂装，这样的一种工作工序比较复杂，工作效率比较低，并且需要有较大的周转场地，喷湿工艺在制作完毕保护层之后需要进行防腐涂装。使用机械化湿态喷涂工艺，这样的一种工作工艺，工作效率比较高。

2.4 PCCP管芯使用高性能混凝土配比研制

南水北调工程所采取的是PCCP管芯混凝土，混凝土总碱含量不会超过2.5 kg/m3，并且管芯脱模之后就可以达到缠丝强度，在蒸养的时候温度不能高于五十二度，塌落度需要确保在5～8 cm之间，管芯之间不能够有裂痕，并且需要确保管芯混凝土强度的保证率达到百分之百。借助优化配合比，能够确定出四个季节的管芯混凝土配合比，使用这个配合比制成的管芯混凝土工作性比较好，总碱含量以及塌落度都在控制范围之中，这样就能够有效地满足塌落度损失、泌水性、和易性以及强度等要求。

2.5 制造质量控制标准

对于制造质量控制标准的研究所参考的研究标准就是在国务院南水北调工程建设委员会、南水北调中线干线工程管理局以及南水北调工程质量监督站所发布的各个标准，通过对于各种技术要求的分析，联系工程建设实践经验来增强研究力度，进而确定出一套比较合适的控制标准。

3 保障安全性的关键技术

3.1 PCCP仿真分析系统

PCCP仿真系统会在各种结构的受载响应分析中得到了广泛的使用，并且在结构力学计算方法里面，使用极限状态设计方法会遇到一定的问题，并且分析系统能够有效地解决所存在的问题。PCCP分析系统能够充分地分析在各种外荷作用中管道结构的受力性和发展的情况，而且分析系统可以模拟结构应力变形的分布情况，分析系统所提供的专业软件平台功能比较强，并且方便进行操作。

3.2 辅助设计系统

这样的一个系统软件借助有关的规范设计得到的，能够计算混凝土压力管设计，而且可以进行校验计算，对于各种材料的使用情况进行统计，进而得到工程的整体造价。而且这样的一种软件可以计算覆土荷载以及汽车荷载，能够提供较多的覆土埋置选择形式。系统的最终计算结果会借助word文档的形式来进行展示，是比较方便的。在设计管子的时候，所有的参数还能够借助国际单位制或者是美国单位制，这两种都会使得我们国家的管道生产更加规范。

3.3 对于缠丝模型的数据计算

在开展施加在钢丝上的预应力计算的时候，由于没有合适的结构有限元分析模型，因此计算结果会存在一定的不足。文中所提出的缠丝模型借助环形预应力的机理，在这个基础上对于钢丝收拉情况进行假设，把钢丝和混凝土管芯之间的相互作用加入到了假设里面。由于预应力钢丝比较离散，并且模型里面不会存在较多的限制自由，因此不能进行持续搜索，并且也很难及时的更换钢丝以及改变混凝土之间的解除。不过这种模型能够进行简化，并且可以有效地突显出动力的计算形式，不过模型的合理性需要进行验证。

4 PCCP管道水力特性参数

文中借助室内壁面粗糙度测量结合理论分析能够得到λ与雷诺数 Re之间的关系，不过不是直接的开展室内水力学试验，这样能够防止原型管道水力学试验的不可行性。在进行测试多组PCCP管道避免绝对粗糙度λs，得到了绘制管道沿程阻力系数λ与相对粗糙度 ks/d（d为管径）之间的曲线关系,接着就是得到了理论公式，通过不同的解决方式来得到PCCP管径下的沿程阻力系数λ，接着就是联系已经建立好的工程现场水头损失实测值，对于所得到的理论结果进行修正，给工程设计提供比较准确的水头损失计算方法，而且通过实际研究可以得到准确的PCCP管道糙率值。

创新点：得到反映PCCP管材糙率系数n值的取值范围，之后得到沿程阻力系数特性曲线图，通过计算能够得到南水北调4 m直径PCCP管的沿程阻力系数，这样能够给之后的南水北调PCCP管道设计提供更多的参考，这样也给之后的国内PCCP管的使用通过更多的保障。

5 结语

现阶段超大口径PCCP管道结构安全和质量控制研究，被加入到了十一五科技研究计划里面。这样可以看出超大口径PCCP管道结构安全和质量控制，对于我们国家的经济发展以及科技发展来说是比较重要的，这就需要增强更多的人力物力投入。因此在进行研究的时候，需要明确我们国家的实际情况，并且需要得到符合我们国家实际轻快的成果，这样使得我们国家超大口径的PCCP管道结构安全和质量控制得到更好的发展。