中国PCCP发展现状和存在的问题及对策(下篇)
文章根据孟晋忠先生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”上所作主题报告整理,经作者本人2024年8月审核并局部修改定稿,作者同意在本号上发表以供技术交流之用。
全文共分四部分,分三篇刊登:
下篇:三、针对存在问题的对策;四、PCCP工程常见问题及处理。
欢迎读者阅读。
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。退休前一直在山西省水利水电勘测设计研究院从事工程设计工作,先后任设计组长、水工专业负责人、设计室主任、院副总工程师、副院长等。具有国家注册土木工程师和注册监理工程师执业资格,全国钢标准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输水工程咨询专家和国务院南水北调评标委员会专家。近30年主要从事供水管道工程设计和咨询工作,曾主持了山西省万家寨引黄、广州市西江引水、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供水管道工程的技术咨询工作。获山西省优秀工程设计一等奖2项;水利部优秀工程设计铜质奖1项;山西省科技进步一等奖、三等奖各1项。山西省百佳勘察设计工程师,2009年和2019年分别获 “PCCP行业发展20周年特殊贡献奖”和 “PCCP产业发展30周年终身贡献奖”荣誉称号。
中国PCCP发展现状、存在的问题及对策
主要从几方面着手:充分发挥行业协会作用,加强PCCP质量监管;严格控制PCCP质量;PCCP敷设与质量控制;管道系统水压试验。
充分发挥行业协会作用,加强PCCP质量监管
1、PCCP制管企业应共同维护其行业的发展和产品质量,建议 PCCP质量创新工作委员会每年对加入PCCP质量创新工作委员会的制管企业进行质量检查、评定,定期向全社会公布质量排名靠前几名的企业。让生产质量差甚至生产不合格PCCP的企业无市场。
2、要求制管企业做到主要生产工序和设备的数字化控制,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制管企业设立一定门槛,规定最低要求主要技术人员数量、制管设备、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。
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念存在误区,认为在原状土体上开出弧状沟槽就是开弧法。实际上是不正确的。真正开弧法有好多优点,但大部分工程不具备开弧法的条件,所以,一般采用填弧法施工。
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有经验的管道敷设
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缺乏经验的管道敷设
主要问题:左右弯曲对使用影响不大,关键问题是上下起伏,改变了管线的纵坡,从而改变了排气阀设置的合理性,问题严重。
3、管道接头借转
PCCP管线转弯一般采用配件或标准PCCP接头借转方式来实现:
利用配件,可以实现任意角度的转角。
利用异型管中的斜口管、半斜口管可以实现4°和2°的转角(但目前国内设备不具备生产斜口管、半斜口管能力)。
对于较小角度转折,可以利用标准PCCP接头借转实现。但应考虑预留足够的接头变形余度,不能全部利用。比如说,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发生地震时接头变形。
4、PCCP水泥砂浆保护层损坏的修复
规范吊装-带保护吊装绳
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安装承包人用裸钢丝绳吊装损坏PCCP表面环氧煤沥青涂层
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「」
不规范吊装
安装承包人在PCCP运输和安装过程损坏水泥砂浆保护层的修复,最好在招标文件中规定由制管承包人修补。如果合同规定由安装承包人完成,应该规定按制管承包人的作业指导书进行修补,否则修复不规范会留下安全隐患,影响管道寿命。
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某工程安装承包人修补后的PCCP实例
5、沟槽回填
a、回填压实标准
针对不同回填材料规定压实指标,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),在多项工程中混淆。
b、管基垫层
影响安装、管道结构受力。
c、分层回填及压实
现场监理和承包人一定要根据合同技术条款规定,严格分层回填,特别是管基垫层区,本身回填压实难度大,但尽管压实难度大,就越要严格要求。
靠近管周回填料粒径要求(特别有外防腐涂层的管材)。
管道两侧对称回填,防止挤偏管道。
规范的PCCP管沟回填
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不规范的PCCP管沟回填
a、检验管材承受内能力;
b、检验安装完成的管道承插口接头在承受试验压力下是否合格;管道焊接接口是否合格;设备接口是否漏水等;
c、检验止推设计及施工质量。
a、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268
b、《预应力钢筒混凝土管道技术规范》SL 702
c、《水电水利工程压力钢管制作安装及验收规范》GB 50766
按GB 50268 9.1.9规定:“管道的试验长度除本规范规定和设计另有要求外,压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0km;无压力管道的闭水试验,条件允许时可一次试验不超过5个连续井段;对于无法分段试验的管道,应由工程有关方面根据工程具体情况确定。”
这个规定不切合实际。
大部分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、死板教条地执行GB 50268,给后期带来很多麻烦。
《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268规定,水压试验合格标准分为:允许压力降值和允许渗漏量值。GB 50268是在市政给排水标准基础上形成的,不适用现在的PCCP接口型式。
GB 50268第9章管道功能性试验:
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允许渗漏量值法及存在的问题:
a、认为每个接口沿管径均匀渗漏,渗漏量与管径有关。
b、认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。
从前面我们对SP、PCCP等各种管材材质、接口型式等分析可以看出:以上这两条假定或者说前提条件都不正确,导致计算出允许渗漏量偏大。
PCCP工程常见问题:接头漏水;阀件法兰接口漏水;止推发生位移导致接口拉开;PCCP接头安装不合格漏水;一条管线中含有两种以上管材如何进行水压试验;易发生接头漏水或管道结构破坏的情况;弯管接头与镇墩(或止推墩)浇筑;排气阀设计或安装不到位的情况处理;管道埋深;安装过程漂管;已装完成后的管道接头后期打压不合格问题。
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)
阀件法兰接口漏水
有些工程发生蝶阀与伸缩节法兰接口严重漏水,漏水原因大部分为安装问题,少数为法兰盘强度、刚度不满足。对于安装问题可松开全部螺栓,重新均匀紧固;法兰盘强度、刚度不满足属于设计或制作缺陷。但下图中某工程接头漏水的处理方式不可取。
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某工程接头漏水的不可取处理方式
止推发生位移导致接口拉开
1)某输水管道工程试压过程中上凸弯头脱落;
2)某PCCP输水工程止推墩发生较大位移,导致接口漏水;属于工程缺陷,应针对性地进行处理。
PCCP接头安装不合格漏水
国内PCCP接头水压试验不合格的实例很多,如,某工程小口径PCCP输水工程,其中一个接口两道胶圈安装均不到位,已出现严重漏水现象。但管道整体水压试验时,按允许渗漏量标准判定合格,按允许压力降标准判定不合格。
一条管线中含有两种以上管材如何进行水压试验
按GB 50268中9.1.8 规定执行。
1)穿河段;
2)穿铁路、高等级公路;
3)水平定向钻、顶管或沉管。
GB 50268 9.1.8管道采用两种(或两种以上)管材时,宜按不同管材分别进行试验;不具备分别试验的条件必须组合试验,且设计无具体要求时,应采用不同管材的管段中试验控制最严的标准进行试验。
建议分不同情况进行实施,如沉管、水平定向钻拖管和顶套管内穿管,应在实施前进行水压试验。
易发生接头漏水或管道结构破坏的情况
1)软硬岩变化处;应做好过渡段设计与施工。
2)岩基敷设管道且未设垫层或垫层设置不合
理。
3)管基、管侧回填质量差。
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,导致后期管道失事。
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不正确的镇墩浇筑
排气阀设计或安装不到位的情况处理
排气阀设置事关工程安全运行,发现后应及时增设。
管道埋深
某工程管线穿过一片麦田,由于测量错误将管线整体抬高50cm,导致管道埋深由原设计的2.0m减少到1.5m,考虑已经满足了冻土深度,故业主为了施工进度,决定就按1.5m埋深安装。建成后对工程安全运行没影响,但农民每年都找管理单位的麻烦。所以,原设计2.0m是有道理的。
安装过程漂管
高地下水区域或雨季常发生。
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雨季或高地下水区漂管
安装完成后的管道接头后期打压不合格问题
国内有多项工程发生过管道接头后期打压不合格问题,原因也是多方面的,处理措施应针对实际情况进行区别对待。
总之,设计、制作、安装、回填都把好质量关,相信PCCP行业在我国会更加健康地发展。
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