探究预应力关于大口径预应力钢筒混凝土管(PCCP管)在我司市政输配水管道安装工程中推广运用

论文导读：
摘要：预应力钢筒混凝土管（简称PCCP管）是90年代初我国引进美国制管工艺技术生产制造的钢筋混凝土管，以其耐腐蚀（最高使用年限可达50年）、低廉，近10多年来在我国逐步得到推广应用。本文结合工程实际，总结了PCCP管在选材、设计、施工等方面的实践经验，以期与同行交流提高，进一步推动PCCP管的广泛应用。
关键词：PCCP管选材应用

东莞市东江水务有限公司是2002年成立的市属国中专生毕业论文www.7ctime.com
有大型供水企业，以东江和东江南支流为供水水源，下辖第二、三、四、五、六五座市级水厂，日供水能力约300万立方米/日。除向莞城、东城、南城、万江等大市区供水外，还向虎门、长安、道滘、麻涌等中西部各镇街及东坑、大朗等部分东部镇街的镇级水厂“批发”供水。形成了以DN1000以上管道为主，最大管径达DN3000的主干供水管网，管材由最初全部采用钢管逐渐改为以预应力钢筒混凝土管（以下简称PCCP管）为主，钢管为辅，两种管材结合使用的大口径供水管管材选择模式。在工程实践中逐渐形成了我司关于大口径PCCP管从设计到施工管理方面的一套做法和经验，现就大口径PCCP管在我司的推广应用做以简要介绍。

一、工程实例

1、2007年开始建设的东莞市水乡片西部干道输水管道工程（以下简称西部干道输水管道工程），管道总长约8.5km，管径为DN2200和DN1600，管材为钢管和PCCP管，其中钢管总长约为5.4km，PCCP总长约为3.1km，除因穿越10条河流过河段总长约

1.7km无法采用PCCP管，PCCP管占直埋段管道总长约46%。

第六水厂松山湖DN1600管道工程，管道总长约11.5km，管径为DN2200和DN1800，管材为钢管和PCCP管，其中钢管总长约为2.8km，PCCP总长约为8.7km，其中，钢管占总长约2

4.4%，PCCP管占管道总长约75.6%。

3、东莞大道延长线供水干管工程，管道总长约8.1km，管径为DN2200和DN2000，管材为钢管和PCCP管，其中钢管总长约为1.75km，PCCP总长约为5.15km，除因穿越3条河流过河段总长约1.2km无法采用PCCP管，PCCP管占直埋管段总长约75%。

二、设计原则

1、管材选择 在市政供水工程中，大口径（一般指DN1600以上）给水管常用的管材一般有钢管、PCCP管和球墨铸铁管。因球墨铸铁管较贵，生产厂家少且较钢管灵活性差，而PCCP管具有较明显的优势。以DN2000口径管道为例，钢管的单价目前约为4600元/米，PCCP管的单价目前约为 3600元/米，故在设计过程中宜尽可能多地采用PCCP管，以降低工程造价。故实践中大口径给水管管材我司首选PCCP管，只有在过河段及弯头处不能或不宜采用PCCP管时选择钢管。
2、PCCP管道弯头的设计PCCP管道设计中管道弯头有两种设计形式：a.PCCP弯头配件（需厂家提供）；b.采用钢制弯头（宜现场制作）。
PCCP弯头配件一般在PCCP管厂制作，为避免弯头处承插口由于侧向推力拉脱，弯头两侧的PCCP管承插口均需采用特制的限制接头，限制接头的个数需根据弯头角度的大小通过计算确定。该种方法因造价较高（一套限制接头的一般是普通承插接头的三倍），缺乏灵活性，故我司在实践中基本不予采用。
在PCCP管转变处我司均以钢管现场制作弯头作为过渡，该种方法最大的优点是具有灵活性，缺点是为避免弯头处钢管与PCCP管接头处承插口拉脱，钢制弯头两侧直埋段需采用较长的钢管，钢制弯头一侧直埋钢管的长度一般为35—40倍D（D为管道直径）（该数据为北京市市政工程设计研究总院提供）。这也是我司PCCP管道工程中钢管所占比例较高的原因之一，如西部干道输水管道工程钢管占直埋段管道总长约54%，PCCP管仅占直埋段管道总长约46%，主要原因是该管道工程位于我市东部水乡片，地质情况复杂，弯头多。
试压时管道端头的处理方式PCCP管的试验压力一般为0.9Mpa，可在管道两端产生巨大的静压力，特别是大口径管道，以DN2000管为例，静压力达到280吨。为满足试压要求，避免两端PCCP管承插口因承受静压力拉脱，PCCP管道试压时两端一般有两种处理方式：
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　a.做混凝土支墩以DN2000管为例混凝土支墩体积约需120m3，尺寸大致为长×宽×高约为6m×5m×4m，因混凝土支墩体积较大，在市政道路下各种管线较多，一般不具备施工条件，且该混凝土支墩捣好后需要大半个月的凝固期，试压完成后该支墩还需拆除，费时费力极为不便，故我司在实践中基本不予采用。
b.用直埋钢管代替混凝土支墩实践中我司一般采用直埋钢管代替混凝土支墩，回填夯实后再试压，直埋管段长度一般为40倍D（D为管道的公称直径）。如果条件允许，也可以直埋钢管与混凝土支墩结合使用，以适当减少直埋钢管的长度。混凝土支墩捣在钢管上试压完成后支墩一般予以保留。
鉴于大口径输配水管道供水范围广，一旦停水社会影响面较大，同时考虑到实践中经常出现排水阀漏水的现象，为减少更换排水阀造成的停水次数及便于正常的阀门维护，实践中我司要求设计单位设计排水阀时串联安装两个阀门，靠近管道的阀门常开（只在检修时使用），平时排水时只开关最外侧的阀门。
因大口径PCCP管漏水、爆管报修时停水时间较长，为减小停水造成的社会影响，设计时如果条件具备宜采用双线输配水的设计方案。
工程管理中需注意的问题
1、厂家的选择 选择大口径PCCP管宜选择距离施工现场较近的管厂，以降低运输成本。订货前需对不少于三家的大型管厂进行实地考察，管厂应具备制作相应大口径PCCP管的模具，口径大于DN1600的PCCP管承插口宜为双胶圈密封，配套的胶圈应具有良好的弹性和耐老化等性能，钢筋、水泥等材料检测手续完备，管道出厂资料齐全。厂家确定后管道出厂前应重点进行内水压试验和裂缝荷载试验、破坏荷载试验。
2、管道施工中经常会遇到地下不明障碍物等一些设计时无法预见的情况，而PCCP管并不具备钢管的灵活性可随时制作弯头，故实践中我司在与厂家签订合同时均注明供货需有20%的增减量。在采购PCCP管与钢管的转换口（钢制承插口）时一般亦应多2-3套，以备不时之需，因为在PCCP管的施工过程中，PCCP管局部变更为钢管的情况比较常见，因此，在管道工程竣工后往往会出现PCCP管减少而钢管增加的现象。PCCP管道竣工通水后每种规格的管材需配备至少2套钢制承插口以应今后抢修之需。

3、PCCP管安装过程中需注意的问题

A.管道安装时PCCP管承口应向着来水方向，管道施工时宜从B点向A点方向安装，特殊情况也可从A点向B点方向安装，如西部干道管道安装工程为满足工期要求采用了多点同时安装。正常情况下一天可安装3—4条管，特殊情况可多点同时安装，如西部干道输水管道工程为配合道路施工工期，采用两点同时安装，创造了我司PCCP管一昼夜安装16条的纪录。
A ────]────]────]────]──── B
水流方向——→
b.大口径PCCP管一般埋设较深，如上述三项工程实例中管沟挖深均达4米，全线管沟均采用6米长拉森钢板桩支护，局部地质条件较差的地段采用9米长拉森钢板桩支护。条件具备时为减少工程造价也可采用放坡开挖。

4、PCCP管的安装方法

a.龙门架法该方法适用于具备大开挖条件的管道安装工程，较吊车法可节省吊车、拉森钢板桩等机械设备成本，但受地形条件限制一般只适用于市效、野外等远距离大型输水管道工程。
b.吊车法该方法适用于不具备大开挖条件或不宜采用大开挖的管道安装工程。因我司的管道安装工程均位于市政道路上，地上地下条件较复杂，一般不具备大开挖条件或不宜采用大开挖，所以我司PCCP管道安装工程均采用吊车法安装，该方法至少需要配备一台50吨以上的吊机和5名熟练的安装人员。
PCCP管的优缺点
1、PCCP管的优点PCCP管耐腐蚀，便宜，如我司第三水厂东莞大道两条DN2000输配水管，始建于1995年，首次选用PCCP管，运行已近20年，至今尚未发生一起因管材质量问题而出现漏水、爆管等事故，基于此次成功经验，近些年我司逐渐推广PCCP管在大口径输配水管道上的应用。
2、PCCP管的缺点a.PCCP管的选择首先受输配水管线地下各种市政管线及障碍物情况的限制。如在市效等较少地下市政管线的地方宜选择PCCP管，因此一些具备大开挖条件，远距离输水的大口径供水管线采用PCCP管具有较明显的优越性。B.在市政道路下的管材选择要视道路情况而定，如在老城区等真正各种市政管线较复杂的区域则不宜采用PCCP管，而在一些新建的市区道路下可选用PCCP管，如我司近年建设的东莞市水乡片西部干道输水管道工程、第六水厂松山湖DN1600管道工程、东莞大道延长线供水干管工程均位于新建的市政道路下。