1 PCCP管的特點(diǎn)
1.1 PCCP管可承受高的內(nèi)壓和外部荷載
PCCP管屬于工廠化生產(chǎn)，鋼板卷成管狀，經(jīng)過打壓試驗(yàn)，可保證其不滲漏，保證管身的不透水性能。管件接口采用鋼環(huán)承插口，鋼環(huán)與管身鋼管焊接。鋼環(huán)承插口的加工精度較高，承插口嵌入橡膠圈，可防止?jié)B漏。
1.2 PCCP管對(duì)地基適應(yīng)性好
由于PCCP管的半剛性接頭使管道既有一定的剛性，又有一定的柔性，使其能轉(zhuǎn)一定的角度。所以適應(yīng)地基變化的性能比其它管材為好，也就是適應(yīng)不均勻沉降能力高。
1.3 PCCP管耐腐蝕性能好
由于構(gòu)成PCCP管的所有鋼材都被良好密實(shí)的混凝土所包裹，經(jīng)防腐處理的承插口安裝后其外露部位又用砂漿灌注封口，混凝土或砂漿提供的高堿性環(huán)境使得構(gòu)成PCCP管內(nèi)部的鋼材鈍化，從而防止其腐蝕，故其防腐性能比較好。
1.4 PCCP管通水能力強(qiáng)，社會(huì)綜合效益好
PCCP管屬于工廠化生產(chǎn)，內(nèi)表面非常光滑，不形成瘤節(jié)，表面不結(jié)垢，使得管線在運(yùn)行服務(wù)期內(nèi)保持較高的通水能力。PCCP管有其獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的接頭形式，又采用橡膠圈受壓反彈密封機(jī)制，產(chǎn)品在工廠中質(zhì)量得到控制，建成的管線又經(jīng)泵壓試驗(yàn)等檢驗(yàn)，管線的性能有保證。既不會(huì)出現(xiàn)管身滲水，接頭漏水現(xiàn)象;更不會(huì)出現(xiàn)爆管、斷管等事故。該種輸水管線在長期運(yùn)行中，管路損失極小，輸水成本低，使用壽命長，其社會(huì)綜合效益好。
2 大口徑輸水工程中管材的選用
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般的給水工程，其輸配水工程投資約占工程總投資的50%～60%，長距離輸水的給水工程占的比例就更大些。因此，在整體布局合理的前提下研究輸水管材的經(jīng)濟(jì)性和可靠性就顯得十分必要。現(xiàn)在，常用的大口徑輸水管道有球墨鑄鐵管、鋼管、預(yù)應(yīng)力混凝土管、PCCP管、玻璃鋼復(fù)合管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土暗渠等。
管材的比選，我們認(rèn)為要從以下幾個(gè)因素考慮：
第一，管材的安全可靠性。
大口徑的輸水管線，均為城市或企業(yè)的生命線。國內(nèi)引水工程多為單條管線，雖然引水工程中有蓄水設(shè)施，但蓄水量均有限，允許管線搶修時(shí)間都很短，因而不允許管線出現(xiàn)爆管，發(fā)生大量漏損事故，所以管材質(zhì)量應(yīng)作為第一比選因素。
天津的引灤工程，上海的黃埔江上游引水工程都是采用長寬尺寸在3m以上的方形現(xiàn)澆鋼筋混凝土暗渠。渠道的施工難度較大，在渠道的沉降縫之間必須慎重處理，防止因沉降不均引起止水帶漏水。這兩個(gè)大型暗渠引水工程都發(fā)生多次漏水事故，且維修都相當(dāng)困難。另外，渠道的施工周期較長，投資也較高。因此，能夠采用管道的工程，最好不要采用暗渠，要優(yōu)先考慮采用成品管。
預(yù)應(yīng)力混凝土管在國內(nèi)輸水工程中已使用多年，生產(chǎn)廠家大多采用振動(dòng)擠壓成型，管體中存在空鼓或出現(xiàn)裂縫引起滲漏問題，也出現(xiàn)過承口為不規(guī)則圓形引起的接口不嚴(yán)問題。在已建管線中出現(xiàn)的爆管事故和漏水情況屢見不鮮，因此，對(duì)于安全性要求而言，大口徑的輸水工程不能采用該類管道。
鋼材有極好的機(jī)械強(qiáng)度，鋼板制成的管道可以承受極高的內(nèi)壓和外壓;且可以加工成各種管件，在穿越障礙較多，地形復(fù)雜的地段時(shí)，鋼管有很強(qiáng)的適用性。輸水管徑大于1.2m以上的管道，應(yīng)大量采用鋼管。
第二，管材的價(jià)格、施工費(fèi)用。
管材的價(jià)格要綜合考慮，鋼管費(fèi)用要計(jì)入其防腐費(fèi)用，預(yù)制的混凝土管要計(jì)入運(yùn)輸費(fèi)。施工費(fèi)中土方費(fèi)幾種管材相差不多;運(yùn)輸費(fèi)和吊裝費(fèi)，預(yù)制的混凝土管較多，電費(fèi)、排水費(fèi)，鋼管較多。
球墨鑄鐵管和玻璃鋼復(fù)合管的防腐、運(yùn)輸、吊裝管性能均很好，但管徑大于1.5m的管道其價(jià)格昂貴，且需要從國外進(jìn)口。PCCP管自重較大，運(yùn)輸、吊裝費(fèi)用較高，但綜合所有建設(shè)費(fèi)用，PCCP管并不比其它管材的建設(shè)費(fèi)用高。
第三，管道運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)管理費(fèi)用。
用鋼管作為輸水管道必須做好管內(nèi)、管外的防腐蝕，鋼管的外防腐一般采用涂層保護(hù)和電化學(xué)保護(hù)的作法。由于操作技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)條件、材料質(zhì)量等因素影響，僅采用涂層保護(hù)方法其接口處現(xiàn)場(chǎng)防腐質(zhì)量難于保證，通常還得采用陰極保護(hù)(外加電流陰極保護(hù)或犧牲陽極保護(hù))等電化學(xué)防腐方法。電化學(xué)保護(hù)要增加鋼管敷設(shè)的投資，增加管理維護(hù)費(fèi)用和工作量。在現(xiàn)場(chǎng)焊接以及接縫處的內(nèi)外防腐及檢驗(yàn)，均要求有電源，也增加了排水時(shí)間。因此，鋼管在現(xiàn)場(chǎng)的工作量也要大一些。
經(jīng)過多方面因素的比較，在較大型輸水工程中，應(yīng)把PCCP管作為首選管材，在過河、過鐵路及多障礙等工程難點(diǎn)區(qū)段采用鋼管。
3 PCCP管的敷設(shè)
下面以直徑4 000mm的PCCP管為例闡述PC CP管敷設(shè)過程中的注意事項(xiàng)和基本方法，以便于今后在PCCP管敷設(shè)過程中對(duì)其管理和進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。
3.1 墊層的回填和修整
(1) 墊層材料要求沒有有機(jī)物質(zhì)和有害物質(zhì)，也不準(zhǔn)有施工廢渣，最大的材料尺寸為50.8mm。填用之前，墊層材料還要求做濕度檢查，以確保夯實(shí)后達(dá)到所需要的密度;如果需要，在填用材料上還要灑一些水。
(2) 填用的墊層材料用推土機(jī)、液壓挖掘裝載機(jī)、篩選機(jī)等配合均勻地散布到管道溝槽內(nèi)，然后使用振搗壓路機(jī)壓實(shí)。
(3) 墊層的最小厚度為450mm，同時(shí)要求不超過500mm夯實(shí)一次，最小相對(duì)密度為70%。
(4) 夯實(shí)后的墊層還要做修整成形，以適應(yīng)管件的弧度，達(dá)到最好的受力狀態(tài)。成形的高度為300mm，在管道下的墊層最小厚度為150mm，所修整的圓弧直徑要求比管件的外部直徑小40mm。成形墊層的尺寸略小于管件的實(shí)際尺寸的目的是使兩者之間接觸更緊密，受力更均勻。有時(shí)需要對(duì)成形墊層進(jìn)行修補(bǔ)，但擾動(dòng)深度要求不大于40mm，成形后的墊層還要取樣作相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)。同時(shí)注意修整成形的墊層的工作量要有一定的限制，不準(zhǔn)超過300m長，也不準(zhǔn)超過一天的管道敷設(shè)能力。
3.2 密封圈安裝
(1) 潤滑油和密封圈應(yīng)避免受陽光直射的影響，并且防止接觸灰塵、水和其它有害物。
(2) 徹底清掃管件插口的卡環(huán)后再放置潤滑油。
(3) 安裝密封圈：把密封圈先置放到管件的上部卡環(huán)內(nèi)，然后在密封圈的下邊插入一根棒子，用力向下拉曳它，使環(huán)繞在卡環(huán)槽內(nèi)的密封圈伸展均衡。
(4) 在每根安裝好的密封圈的外表面擦一層潤滑油。
3.3 管件鋪設(shè)
(1) 一般以管件承口端作為鋪設(shè)管道的引導(dǎo)端，接下來的管件插口端放置在前面管件承口的端頭，前面管件承口的端頭朝向逆流還是順流取決于管路的鋪設(shè)方向。當(dāng)鋪設(shè)管道的坡度大于1.5%時(shí)，管道以升坡方向鋪設(shè)。當(dāng)鋪設(shè)的管道不再進(jìn)行時(shí)，應(yīng)把開口端封堵上。
(2) 對(duì)于在管道垂直或水平方向轉(zhuǎn)彎處需設(shè)置止推支墩，同時(shí)把PCCP管的鋼質(zhì)接口在現(xiàn)場(chǎng)焊接起來，以抵抗推力。
(3) 管溝回填在管道驗(yàn)收合格后，應(yīng)抓緊進(jìn)行管溝回填工作，這樣有利于保護(hù)管道的正常位置，也有利于管道的附屬部分不被損壞。另外，可減少突發(fā)性大雨而造成管道傾浮的危險(xiǎn)。
(4) 管溝回填工作與管道安裝同等重要，應(yīng)正確地選擇管區(qū)回填材料，正確地進(jìn)行管區(qū)回填和夯實(shí)，為確保管道的施工質(zhì)量，應(yīng)特別注意管道底部?jī)啥巳菂^(qū)的回填和夯實(shí)。回填土前應(yīng)清除管溝內(nèi)雜物，并排出積水，不得在有積水情況下回填。管區(qū)應(yīng)對(duì)稱分層回填夯實(shí)，嚴(yán)禁單側(cè)回填。每次回填厚度應(yīng)根據(jù)回填材料、回填部位及回填的方法等確定。
3.4 靠近附屬構(gòu)筑物的管道敷設(shè)
(1) 附屬構(gòu)筑物包括流量計(jì)量室、分流閥室、截流閥室、管道的止推基座、溢流構(gòu)筑物等。
(2) 構(gòu)筑物的開挖一般要求與輸水管線的管溝開挖同步進(jìn)行，在開挖的過程中，測(cè)量和放線工作要緊密配合，以盡量減少過量的開挖和對(duì)其它原有設(shè)施的破壞或影響。
(3) 開挖的程度及挖深正常的基礎(chǔ)處理：
對(duì)于土壤地段：機(jī)械開挖完成后，在基礎(chǔ)底平面上留下150mm的不動(dòng)原土層，該層在墊層回填施工前或做管支撐施工前時(shí)清除。
對(duì)于砂石、礫石、淤砂等地段：開挖后夯實(shí)，如果需要，在夯實(shí)前，用水加濕基礎(chǔ)表面。在澆灌混凝土墊層前，厚200mm的夯實(shí)層相對(duì)密實(shí)度要求為80%。
對(duì)于粘土、巖石、泥石墊層的地段：可以在新開挖的干凈表面上直接澆灌混凝土。
在設(shè)計(jì)的開挖水平面上，有露出材料作為基礎(chǔ)是不行的，要通過加深開挖的方法清除露出了的材料，以適合管件安裝的輪廓。
(4) 過量開挖管道基礎(chǔ)處理：
對(duì)于巖石地段：由于爆破而引起的超挖，采用圖1所示的處理方法，用C15混凝土作為管支撐。注意只有在第一個(gè)管件下面的基礎(chǔ)要求采用做混凝土拱腋。
圖1 巖石層地段超挖長度的處理
對(duì)于軟土地段：如果過量開挖的范圍在一根標(biāo)準(zhǔn)管件以內(nèi)，可采用圖2的施工方法，C15混凝土作為管支撐。第一段的混凝土為第一根管件提供剛性的支撐，第一個(gè)管件下面的基礎(chǔ)要求采用做混凝土拱腋，注意第一個(gè)管道接縫要有旋轉(zhuǎn)孔隙。
圖2 軟土層地段超挖的長度小于一根標(biāo)準(zhǔn)管長度時(shí)的處理
對(duì)于軟土地段：如果過量開挖的范圍在一根標(biāo)準(zhǔn)管長度以外，可采用圖3的施工方法，用C15混凝土作為管支撐。第一段的混凝土為第一根管件提供剛性支撐，第一個(gè)管件下面的基礎(chǔ)要求做混凝土拱腋，注意第一個(gè)管道接縫要有旋轉(zhuǎn)孔隙。為了達(dá)到從堅(jiān)硬的支撐到軟弱的夯實(shí)回填的階梯過渡，第一個(gè)管接縫與第二段管的1 000mm之間最小的夯實(shí)回填厚度為300mm，且要求回填材料為0%～25%的細(xì)砂，同時(shí)還要求回填混凝土的邊坡比坡降不小于1/4，或者分階梯澆筑混凝土，這樣有利于回填土的夯實(shí)工作。
圖3 軟土層地段超挖的長度大于一根標(biāo)準(zhǔn)管長度時(shí)的處理
對(duì)于特殊大規(guī)模的和不正常的過量開挖，現(xiàn)場(chǎng)工程師把超挖的詳細(xì)測(cè)量記錄寫成書面材料承送給有關(guān)主管部門，這些書面材料要包括開挖的輪廓。構(gòu)筑物的簡(jiǎn)圖和靠近構(gòu)筑物的管道外形等，然后由主管部門負(fù)責(zé)召集有關(guān)技術(shù)人員一起研究解決。
3.5 管道的敷設(shè)
管道的基礎(chǔ)滿足設(shè)計(jì)要求后，其它的有關(guān)管道敷設(shè)工序部分同一般開闊地段的管道敷設(shè)。
