大伙房水库输水应急入连工程PCCP管道的铺设

徐 锋 ，蔡 新 ，王 俊

（1.辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁 沈阳 110006；2.大连市供水有限公司，辽宁 大连 116011）

1 工程概况

大伙房水库输水应急入连工程以碧流河水库为界，分为碧流河水库北段工程和碧流河水库南段工程，线路总长201.31 km。碧流河水库北段工程鞍山加压泵站至隧洞入口采取压力管线输水，一级加压泵站设在鞍山，二级加压泵站设在隧洞进口处。经一二级加压泵站加压后，通过123.21 km的输水管线送至隧洞进口，输水管采用PCCP，管径2.8 m。隧洞采用无压洞，洞长14.11 km。隧洞出口与碧流河水库之间用27.75 km的输水管线连接，送至碧流河水库，管径2.4 m，采用PCCP。

碧流河水库南段工程输水线路包括输水管线36.24 km，其工程基本设计内容为：对双塔泵站进行拆除重建，使其设计扬程达到102.5 m，一次加压将0.85亿m3水送至花房沟隧洞进口。从花房沟隧洞出口铺设新管线，并在乐甲乡建设乐甲加压泵站（扬程45.50 m）一座、再途经四平镇、得利寺镇、太阳升乡送至东风水库附近高位水池，新建线路总长度36.24 km，其中DN1800钢管管线长度28.80 km，DN1600钢管管线长度7.44 km。

2 施工工艺及要点

2.1 施工准备

修筑施工道路，现场布置应满足土建施工和PCCP安装施工(运输管道、吊装和安装管道等)的要求。

2.2 沟槽开挖

依据开挖深度、宽度及现场地质条件对开挖作业面进行规划，进行现场测量放线，采用液压反铲进行明沟槽开挖，沟槽底部依据设计高程进行平整，超挖部分须依据有关要求进行处理。沟槽的底宽应满足管道的铺设和地下水排出的需要，沟底宽度般为：管外径+2×800 mm。

2.3 管道垫层铺设

根据设计要求铺设管道垫层料。管道垫层料为松散颗粒材料，铺设厚度一般不小于20 cm，管道垫层根据设计要求进行压实。

2.4 管道运输、验收、堆放

管道运输主要以公路运输为主，现场安装运输一般采用平板拖车。管道接收前，应首先检查管道出厂证明书及检验合格证，查看管道是否有细小裂纹、裂缝等，承口和插口部位是否碰损、圆度是否变形、砂浆保护层有无脱落等现象。管道可按型号、规格分类储存在管道临时堆放厂，条件允许时可直接运至沟槽一侧堆放，但其摆放位置应不妨碍沟槽的土方施工及大型吊装设备的通过，施工中应尽最避免管道的二次倒运。

2.5 管道吊入沟槽

该工程PCCP每节长6 m，重约30 t。根据管道重量选择合适的吊装设备，吊装设备的吊装能力应留有一定的富裕度。管道吊装采用2根钢丝绳兜身吊，严禁穿心起吊，为避免损坏管道及砂浆保扩层，吊装时应采用有利材料保护的吊索。管道下入沟槽时，应避免碰撞其它管道。

2.6 龙门吊就位

管道安装采用自制的可移动式龙门吊，包括底梁、立柱、顶梁、横梁、连接支撑等，各部件间采用高强度螺栓连接。首先在沟槽底部铺设枕木安装轨道，然后在轨道上安装龙门吊。龙门吊组装完成后，移至待装管道处。

2.7 橡胶密封圈安装

橡胶密封圈安装前对其进行外观检查，将合格的橡胶密封圈涂抹植物油，并轻轻拉套到PCCP插口凹槽内，在橡胶圈插入管道制造商推荐的工具沿管道插口的周边环向移动一周，橡胶圈不允许扭曲、翻转。

2.8 管道安装

根据业主移交的水准控制点进行管道安装，用龙门吊及上面4个手拉葫芦将管道吊运至安装位置，依据以下方法调整、稳固需安装的管道。

1）确定管道中心线。采用一根长度略小于管道内径，且已标示出中心位置的角铁置于待安装的管道内，角铁中心位置处挂一垂球，将不小于50 cm的水平尺放在角铁上，用水平尺调整水平，垂球垂线位置即为管道中心线。

2）调整管道中心。使用安装在龙门吊两侧的千斤顶，慢慢顶压调整管道，使管道内角铁中心垂线位置和经纬仪十字线位置重合，此方法校正的误差在0.5 mm内。

3）调整管道标高。用水准仪观测，通过调整龙门吊上的4个手拉葫芦，可将管道调整到设计高程。

4）稳固管道。用管道垫层料将校正好的管道下部和周围填塞稳固，卸去龙门吊上手拉葫芦和两侧千斤顶，复测管道高程与中心线无误后，第一节管道即安装完毕。

5）后续管道安装时，应平稳移动，当距离已装管的承口10～20 cm时，用木衬块把两管隔开，以防承插口撞坏。采用第一节管道的调整方法调整后续安装的管道，使之处于设计高程及中心线上。

6）该工程管道安装对接采用内拉加外拉法。内拉法：在已安装完成后的管道内部，架设一斜梁，斜梁垂止长度略大于管道内径，斜梁上端焊接一钢板，钢板厚度略小于管道安装后的最小允许间隙，以能插入前后两节管道顶端问缝内为宜。斜梁下端位于已安装的后一节管道内，在待安装的管道外端口架设横梁，用钢丝绳和手拉胡芦将两梁连接，逐渐收短手拉葫芦主链，靠前节管道与地面摩擦力制约，拉近待安装的管道最终将两节管道对接。

7）对接完成后，精确调整管道标高及中心线，并采用前述管道的稳固方法对后续安装的管道进行稳固。复测无误后，即可进行以后的工序。

2.9 管道接头打压

管道对接安装完成后，应及时进行接头打压试验。将管端打压孔螺栓拧下，将液压泵接口与管道打压孔对接，然后手动升压达到规定压力值+0.3 MPa，目视压力表值有无变化，检查管道环向对接缝面处无渗漏水现象，持续时间5 min以上，压力表读数变化在设计规定范围时即为合格，可继续下道工序，否则须拔出管道更换胶圈重新进行安装及接头打压。

2.10 管道接头灌浆

管道打压试验合格后，需对外部管道接头用水泥砂浆灌浆，内部管道接头的缝隙用水泥砂浆勾嵌。管道外部接头灌浆采用接头包带包裹，并用钢片将包带箍紧在管道上。配制的灌浆和勾嵌缝隙的水泥砂浆，应无收缩性或具有微小膨胀性，且无渗水，离析现象。砂浆应具有稠奶油的稠度，能从管顶缠带开口处灌入，并绕接头全程流动，从另一端溢出。管道内部接头的缝隙应在每个工作日结束前完成勾嵌。

2.11 沟槽回填

接头外部灌浆完成至少养护l h，管道安装一定数量并完成以上工序后，验收合格即可进行回填。首先清除沟槽内杂物，并排除积水。管道两侧至管顶的回填料依据规范或设计要求进行选取，分管道垫层回填、管侧垫层回填、沟槽带回填及一般回填。回填厚度和压实指标依据设计要求进行。管道两侧应对称下料、分层夯实，均匀上升。

3 施工安全注意事项

明挖沟槽中PCCP安装是在沟槽内进行的，故沟槽开挖施工必须具备较好的沟槽安全系统；地下水和地面水也是影响沟槽安全的重要因素，因此必须设置地下水和地面水控制系统；管道在装卸和运输过程中应始终保持轻装、轻放的原则，在运输时应有防止震动、碰撞、滑移的措施，运输车辆必须有可靠的防滑措施；为了防止PCCP在运输过程中滑动，应在运输车上设置弧形支座或在枕木上加木楔子以稳固，并用手拉葫芦与车体绑扎牢固；PCCP吊 卸和运输均采用较大型设备，一定要遵守设备的操作规程；各种设备在沟槽两侧施工作业时，必须注意安全距离，且一定要派专人观测沟槽稳定情况，防止沟槽塌方引起设备倾覆。

4 结语

辽宁省大伙房水库输水应急入连工程多处穿越地下管线、桥梁、公路等各类建筑物，在大口径、长距离PCCP安装工程中，采用大型吊卸设备下槽，槽内采用龙门吊安装施工，与直接采用大型起重设备进行安装相比，具有操作灵活，安装便利等特点，且可根据施工工期要求多开展工作面，大大加快施工进度，便于充分发挥大型吊卸设备施工效率。同时在一些复杂地段，无法满足大型吊卸设备施工时，采用龙门吊沟槽内运输、安装，大大降低了大型吊卸设备对施工场地的苛刻要求，这与输水工程施工线路长，施工环境复杂非常相宜。采用合适的PCCP施工方法大大提高了输水管线施工效率，且节约了大量资金。

［1］辽宁省水利水电勘测设计研究院.大伙房水库输水应急入连工程可行性研究报告［R］.2006.

［2］辽宁省水利水电勘测设计研究院.大伙房水库输水应急入连工程初步设计报告［R］.2008.

［3］GB50286-2008，给水排水管道工程施工及验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.