大口径PCCP管在深圳输水工程中的应用

深圳市西沥至大冲转输泵站输水工程是深圳市东深三期供水配套工程项目之 一，目的是利用西沥水库的库容作为调节水库，调配深圳市东、西部的源水，即用水低谷时通过转输泵站将部分东部源水输送到西沥水库贮蓄，用水高峰时将西沥水库贮蓄的源水利用 重力流输送到大冲水厂，补充源水不足。整条输水管线长4.5 km，管径2 200，在研 究选用什么样管材的问题上，中南市政设计院在取得现场地质勘探资料的情况下，结合国际上近年大口径供水管材的发展趋势，决定在1.2 km长的管线上铺设PCCP管(深圳市大口径供水管首例采用PCCP管)。工程已于1995年6月竣工通水，现就PCCP管在该工程上的应用作一些介绍和总结，以供同行参考。

　　1 PCCP管简介

　　带钢筒的预应力混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简称PCCP管)是目前国际 上使用广泛的大口径、耐高压管材，由嵌埋薄钢筒的管芯、缠在管芯外的预应力钢丝和钢丝 外的水泥砂浆保护层组成。管子的两端分别焊有钢制的承口圈和插口圈，管子的柔性接头采用滑动胶圈密封。在工作状态下，嵌埋在管壁中的薄钢筒具有抗渗功能，缠绕在管芯外的预 应力钢丝及管芯的混凝土壁承受管材的内水压力及外荷载，因此PCCP管是一种将钢管与普通预应力混凝土管的优点相结合的管种。
　　与普通预应力混凝土管相比，PCCP管具有下列优点：
　　①可承受很高的内压，最高可达2.5 MPa；
　　②接头对接准确，密封性好；
　　③铺设方便。
　　与钢管相比，PCCP管具有下列优点：
　　①管内壁光滑，水流阻力小；
　　②接头自动对中，安装方便；
　　③接头转角大，最大可达1.5°；
　　④耐腐蚀性好，寿命长，一般可达60a以上；
　　⑤管线综合造价和维修费用低；
　　⑥可节约钢材40%～70%。

　　2 PCCP管沟槽的开挖

　　沟宽应有足够的空间安设管座及便于操作和回填作业，承插口接合处的沟槽宽度应适当加宽500cm。管子不能直接铺在沟底的石块上，沟底应平坦，遇岩质土层时铺垫15～20cm厚的中、粗砂缓冲垫层。

　　3 PCCP管的安装

　　3.1 胶圈的安放
　　管子放入沟内之前，应在其插口圈的胶圈凹槽及前一根已安装好管子的承口圈上涂润滑剂 ，此时应确保润滑剂中无污物或灰土。经润滑剂浸泡的胶圈经拉伸后套入插口凹槽，并马上 在胶圈和插口圈之间插入一根棒(如螺丝刀之类)，绕整个接头的正、反方向各转一圈，这样 可使胶圈均匀地套在插口上，有助于确保密封。
　　3.2接头的连接
　　一般用吊车将PCCP管吊下沟内，沟底的工人将吊下管子的插口与已安装好的管子承口对中， 使插口正对承口，然后利用吊车和人工外力配合，将插口滑入已安装好管子的承口，PCCP管 标准接头如图1。



图1 标准接头型式

　　3.3 检查胶圈
　　在连接管道接头前，应有一名工人进入已就位的管内，在管端两侧各塞入一挡块，使两根管 子分隔15 mm，然后利用测隙规检查胶圈就位情况，在铺管作业中这是重要的一环。
　　操作工将测隙规插入插口凸台与承口表面的间隙，将测隙规绕接缝转一圈，以确保在接头的 整个一圈都能触到胶圈。如果接头完好，就可拿掉挡块，将管子推拢到位。
　　如果在某一部位触不到胶圈，就要拉开接头，仔细检查胶圈有无切口、凹穴或其他损伤。如 有问题，要重换一只，并重新连接，检查方法如图2。



图2 检查胶圈示意图

　　3.4 坡度变化和管线转向的限制
　　将管子对中连接后，才可将接头拉开间隙，以形成一定的坡度或管线转向，其接头间隙和转角限制见表1。

表1 接头间隙和转角限制

管径(mm) 接头最大缝隙(mm) 最大转角 最大偏距(mm) 最小曲率 半径(m)
1 600 27 0°55′ 95 380
2 000 33 0°53′ 93 390
2 200 39 0°58′ 101 360
2 400 45 1°01′ 106 345
3 000 64 1°18′ 95 247

　　3.5 接头外部灌浆
　　为保护管子接头，要求采用厂商配套产品棉纸状织物灌浆带绕接头一周作模，取灰砂比1∶3 ，掺适量水搅拌成能自由流动的砂浆，浇灌砂浆保护圈。对大口径管灌浆时，每次应仅浇灌 灌浆带的1/3，让砂浆在下一次灌浆前凝结，或在灌浆带底部1/3处加填土，以便在整条灌浆 带灌满砂浆时起支撑作用。
　　3.6管沟的回填土
　　PCCP管的回填土与钢管、球墨铸铁管等的回填土要求不同，不受类似钢管的变形影响，所以要求较低，管腔部分回填土的密实度可＜90%，同钢管相比节省了回填土的工程造价。

　　4 其他技术要素

　　4.1 止推方法