PCCP管道生产质量控制措施

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摘要：pccp管全称预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe），主要应用于引水管道工程和供水工程，是其中重要的管道材料。因此必须对PCCP管道的生产质量进行严格把关。本文分析了PCCP管道的特性，并针对PCCP管道的生产过程中各环节的质量控制进行了论述，确保PCCP管道在供水工程应用时的安全性和稳定性。

Abstract： PCCP is short for Prestressed Concrete Cylinder Pipe. It is mainly used for water diversion pipeline engineering and water supply project， and is the important pipe material. So the quality of PCCP pipe production must be strictly controlled. This paper analyzes the characteristics of the PCCP pipeline， and discusses the quality control of each link in the production of PCCP pipe， to ensure the security and stability of PCCP pipe in water supply engineering application.

关键词：PCCP管道制造；生产质量；质量控制

Key words： PCCP pipe manufacturing；production quality；quality control

中图分类号：TU528.73 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0039-02

0 引言

PCCP管属于非金属复合管道材料的一种，其由多项材料制作而成，当中包含了水泥砂浆保护层、厚钢板、高强预应力钢丝、混凝土以及薄钢板。PCCP管的生产过程较为复杂，其中钢筒抗渗性能的检验、装配薄钢筒、控制承插口环下料尺寸、养护管芯蒸汽等多道工序均属于制作PCCP管的关键工序，因此过程控制对于控制PCCP管产品的质量而言，十分重要。

1 PCCP管道的概述

1.1 PCCP管的概念 PCCP管全称预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe），是由钢板、预应力钢丝、混凝土和水泥砂浆四种基本原材料在经过钢筒成型、混凝土浇筑、预应力控制技术的施加和保护层喷射等制造工艺后，构成的一种新型复合管材。

1.2 PCCP管道的特性 ①能够承受高内压和高外荷载。PCCP管道的组成中含有混凝土，混凝土具有极强的抗压能力，而PCCP管道又使用了钢筒，同时解决了混凝土会渗水的问题。因此PCCP管道能够承受高内压和高外荷载，最大的承受量在3.0MPa以上。②接头密封好。PCCP管道的接头采用钢质承口圈和插口圈，尺寸精度高（承口和插口工作面直径配合间隙最小0.5mm，最大2mm），承口呈钟形环状，插口是带有凹槽的特制型钢，密封橡胶圈按等断面设计放置在凹槽内。橡胶圈的形变量大且不易滑脱，因此既可以增加PCCP管道接口的密封性，又提高了接口的抗压能力，接头的最大承受量同样在3.0MPa以上。③PCCP管道半刚性接头地基适应性好。PCCP管道的接头又钢制的承口和插口以及橡胶圈组成。钢制的材料保证的接口的结实程度，而橡胶圈确保了接口的柔韧性和可变性，能够转动一定的角度，使管道更好的适应不同形式的地基。④通水能力强。PCCP管道相较于传统的混凝土管道等，其内表面的粗糙程度较小，减小了对水流的阻力，而且防止小颗粒等在PCCP管道内表面形成污垢，阻止水流的流通。因此PCCP管道比传统的管道具有更强的通水能力。也防止了供水管道堵塞的情况。⑤耐腐蚀性好。PCCP以不易生锈的钢料作为主要原料，周围又包裹了紧实的混凝土、水泥和砂浆，而且接口部位钢制的承口和插口圈都做了防腐蚀处理后也被水泥砂浆灌注封口。PCCP的原料形成了高碱性的环境，使得PCCP管内的钢制材料较传统管道更不易腐蚀，增加了管道的安全性。⑥可以通过焊接部分接头以抵抗推力。当施工现场不方便做混凝土支墩抵抗推力，或经比较做混凝土支墩不经济时。在现场可以将一部分转角处的PCCP管道焊接起来，来抵抗推力，加强整体管道结构的坚固性，以便进行下一步的施工。由此看来，PCCP管道应急处理传统管道无法解决的问题。⑦造价低，社会综合效益好。PCCP管道的原料组成主要是钢板、预应力钢丝、混凝土和水泥砂浆，这些原料的成本低，而且制造为直筒型，方便了运输。综合上述几点特性，PCCP管道制造和运输费用都很少，而且结实耐用，社会综合效益好。

2 PCCP管道的生产质量控制

2.1 原材料的质量控制

PCCP管道生产主要应用到的原材料有水泥、水、骨料、承插口型钢、高强钢丝、橡胶圈、防腐材料。要从源头，严格做好对材料质量的监控，确保PCCP管道质量的基础。

①水泥。水泥能够有效的防止PCCP管道的碱性环境被破坏，所以所使用的水泥应是标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，同时碱含量不大于百分之零点六，C3A含量不大于百分之八，水泥强度等级不低于42.5MPa。②骨料。骨料分为粗骨料和细骨料，但是两者都不可以具有碱活性。还要做到坚硬，整洁，级配良好，材质细腻。③预应力钢丝。高强预应力冷拨钢丝应满足美国ASTM A648《预应力钢筒混凝土管用冷拨钢丝标准》，最小的抗拉强度要不小于1470MPa。④胶圈。胶圈的原来要采用聚异戊二烯材料，要优良的抗拉强度和伸长率。而且表面要平滑没有气泡、凹坑等。以免影响使用效果和接口的密封性。⑤防腐蚀材料。PCCP管道要在涂满防腐材料，主要采用的是超厚膜重防腐蚀环氧煤焦沥。而且这种材料要符合相关的规定和PCCP管道的设计要求。

2.2 各个生产环节的质量控制

①承口和插口的焊接。PCCP管道的钢制承口圈和插口圈是决定管道密封与防水的关键部位，同时也是最脆弱的部位。为了保证接口的质量，要控制好承插口的焊接，两者之间的间隙要在0.5mm左右，管道承插口的最大椭圆度偏差控制在0.5%以内。②钢筒的制作。钢筒主要防治管道渗水，因此钢筒的厚度要达到1.5mm，采用搭接直缝焊接。在完成焊接之后还要进行水压测试，使得钢筒在承受高外压的情况下也能保持不渗水。③管芯的成型及养护。将钢筒放在管芯的模具的底座，用搅拌好的混凝土从模具的顶端进行浇筑，整过过程需要一个小时。完成浇筑后，还要将管芯静置一个小时，再进行十二个小时的蒸汽养护，随后停气、静停、脱模，管芯制作完成。这个环节中，要对混凝土的比配，蒸汽养护的温度计时间。

3 案例分析

3.1 工程概况 廊涿干渠保定段长31.185km，采用双排dn2400的PCCP压力管输水，还包括穿越（交叉）建筑物11处、检修阀和控制阀工程3管理所3处，以及管道附属设施、供电、监控和通讯预埋件、消防和附属设施等，工程等级二等。主要建筑物级别为2级。设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。

3.2 控制措施 PCCP管作为重要的管道材料，其质量安全直接关系到整个工程的安全性和稳定性。为此，本文南水北调廊涿干渠保定段采取了以下PCCP管道质量控制措施，以确保整个工程的安全性和稳定性。

3.2.1 原材料的质量控制材料控制 对进场的材料应进行进场检验，检查其材质、厚度、宽度是否符合图纸的要求，有无合格证、材质证明书。根据合同和国家的有关规范要求对进场的材料进行复检，复检必须选择有资质的材料试验室进行试验。

本文南水北调廊涿干渠保定段工程所采购的钢板都是由金鼎重工股份有限公司生产的钢板，在购买钢板时生产厂家提供了钢板的产品质量合格证明书。每批钢板到货后，监理都抽取样品，然后我们送到河北天博建设科技有限公司做试件的检测，检测合格后我们才投入生产。防腐中用到的砂石料也进行了检测，正式的检验报告出来后，才投入生产。对于施焊的材料，我们也是采用有多年合作关系的供应商提供的天津大桥焊材集团有限公司生产的焊条和焊丝，均有产品质量证明书及合格证书，有效的保证了钢管的焊接质量。

3.2.2 防腐的质量控制 混凝土施工完毕后，根据天气，安排专人进行管件防腐的养护工作。暑天，钢管暴晒后可以达到很大的膨胀量，而混凝土没有那么大的膨胀量。这样一来，混凝土容易产生裂纹，所以暑天需要设专人进行管件的浇水作业；如果有条件，可以给管件设置专门的遮阳设施，防止管件暴晒。而冬天，由于天气寒冷，细石混凝土防腐完成后需要给管件进行蒸氧或者制作保温棚，本文南水北调廊涿干渠保定段工程的具体做法是用钢架制作了几个移动保温棚，上面搭上塑料布和草帘子进行保温，大棚内生4-6个蜂窝煤的火炉，使棚内温度达到20度左右，防止管件被冻裂。

3.2.3 PCCP管道生产后的厂内试验管道材料 在PCCP管道制作完成后还要对其质量进行厂内检验。首先要对管道进行压力测试，采用的是三点法荷载试验，测试出管道可以承受的最大外压及在预设的压力下管道的破裂程度。然后进行水内压测试，主要保证管道进行堵塞时，可以承受多大的水内压，并测试在一定压力下，管道是否会出现渗水的现象。最后进行接头的密封和接头的转角试验。接头的密封程度直接影响到管道的稳定性和渗水程度，而转角试验可以测试多少个PCCP管道接口焊接在一起才可以抵挡推力，作为没用混凝土支柱的处理。

3.3 控制措施效果分析 PCCP管是一种性能优良很有发展前景的多用途管材。我国是一个水资源相对缺乏而又分布极不均衡的国家，随着社会经济的快速发展，采用PCCP有压管道输水必将成为发展的趋势和主流，PCCP制作和安装质量控制至关重要。南水北调廊涿干渠（保定段）PCCP管件制造工程通过我们各方面的不懈努力，根据合同的要求顺利的制作完成，质量达到合同的要求，且工程进度提前了一周，为南水北调事业贡献了一份力量。

4 结束语

PCCP管道生产质量保证，不仅需要各个单位（如监理单位、工程验收控制单位、施工单位、工程业主以及设计单位等）的共同努力，其还需要从PCCP管材的多个方面采取控制措施，例如，产品标准制定环节、产品设计环节、产品质量管理环节、施工技术环节、产品检测环节等，从而形成相应的质量管控制度，促进PCCP行业的可持续发展，保障PCCP管产品、管道工程等的安全性与耐久性。

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