大口径PCCP管在软土地基中的应用

张迪士1，张德跃2，张自然1，王建军1，黄礼共3，邱伟军3?
(1.温州市污水处理厂工程建设指挥部，浙江温州　325000；2.中国市政工程华北设计研究院，天津300074；
3.温州市城建设计院，浙江温州325000)

　　摘　要：温州市污水处理厂排江管工程大口径预应力钢筒混凝土管道(PCCP)的安装成功和顺利投入使用后，几年来的运行情况良好，且管道的水头损失小、安全可靠、经济合理。实践证明只要工程措施得当、管理科学，大口径PCCP管道完全可以在软土地区安全可靠地使用。?
　　关键词： PCCP管； 软土地基；施工?
　　中图分类号：TU991.36
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)04-0088-02

　　预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简称PCCP)是目前世界上广泛使用的大口径、高工压的优质管材，同时兼具钢管的良好抗拉、抗渗性能和混凝土管的良好抗压、耐腐蚀等诸多优点。20世纪90年代我国引进了国外的PCCP管生产工艺，已经能够提供DN600～DN4000、工作压力最大可达5.0MPa的各种规格管材，国家建筑材料工业局已制定了相应的标准(JC625—1996)，现在PCCP管已越来越多地用于给排水、电力等工程。?
　　人们普遍认为大口径PCCP管因质量大而在软土地区施工难、基础处理费用高，实际上在温州市污水处理厂排江管工程中应用?DN2200的PCCP管达1700m以上，管线所经过地区大部分地耐力为2～4t/m²的超软土地段，其工程总造价为1058万元，并不比钢管造价高。

1 　PCCP管材优势

1.1 与钢管相比
　　① PCCP管壁厚远大于钢管，因此它刚性强，能承受较大的管外荷载，对基础及回填土要求不高；?
　　② 管壁混凝土强度不低于C40级，其强度远大于钢管内的水泥砂浆保护层，因此管道的耐用性和永久性是很明显的；?
　　③ PCCP管采用钢制承插口柔性连接，施工中可边开挖、边安装、边试压、边覆土，其方便快捷，是钢管焊接所无法相比的；　　　④ PCCP管有1°～3°的借转角，这在一定程度上适应了软土地区由于基础处理不均匀而产生的不均匀沉降；?
　　⑤ PCCP管为工厂加工成型，其内壁表面光滑无瑕，摩阻系数＜0.012，水头损失小。?
1.2 与普通预应力混凝土管相比
　　① PCCP管的抗渗性能是由内置的焊接钢筒保证，在生产过程中都经过水压检验以确保滴水不漏，而普通预应力混凝土管的抗渗能力则完全取决于混凝土的密实性，抗渗性能不及钢筒；?
　　② PCCP管采用钢制承插口，由专用设备加工成型以保证工作面间隙差≤1.6mm，而普通预应力混凝土管的水泥承插口工作面间隙差≤12mm，其水密性和耐久性都不如PCCP管；
　　③ 在管道施工中还可以充分利用其钢制承插口而采用多种形式的限制性接头或现场焊接接头，这样可减少管线因需平衡推力而设置止推挡墩所增加的施工难度及费用，对某些条件有限而无法设置挡墩的地段(如软土地区)尤为有利。?
1.3 与其他管道相比
　　PCCP管价格低、口径范围大、刚性好、抗地基沉降能力强、管体抗浮能力好，这些是球墨铸铁管和其他有机非金属管所不能相比的。
　　一些公司在行业标准的基础上还生产出双橡胶圈接口管材并制定了相应的企业标准，这样每安装一根管道即可进行水压试验，这是其他管材无法做到的。
　　PCCP管结构见图1。

2 　沉降问题

　　PCCP管质量较大，投入使用后会不会发生管线沉降呢
　　DN2200的PCCP管重量为3.97t/m，通水后的重量为7.77t/m；管道外径为2.56m，安装它被占去的土重为8.23t/m，故实际不是沉降而是上浮，因此在工程设计和施工过程中仍要注意覆土的厚度。

3 管道基础

　　针对软土地区在沟槽开挖时和管道覆土后需要严格控制和把握抗浮防涌问题，在管道安装和投入运行以后的主要矛盾是控制管道系统的均匀性沉降。
　　具体施工措施为：基槽开挖时在沟槽两侧设置10～12m的钢板桩，并适当加设支撑以保证沟槽开挖过程中的稳定和施工过程中的安全；在沟槽开挖完成后，先敷设一层CE131土工网并搭接，再敷设厚度为300～500mm的矿渣或沙子石以保证沟槽整体安全、稳定并满足抗浮要求；管道基础验收合格后下放工程管道，管道两侧采用砂或沙子石回填，胸腔及上部采用开挖土回填，并适当夯实；由于大口径PCCP管在生产厂已经试压完毕，又为双胶圈密封，现场只需要对接口部分进行局部水压试验就能满足规范中的试压要求，施工中试压过程简单方便、时间短、质量高，试压后即可覆土，从而根本解决了试压周期长、空槽时间长、水源解决困难等诸多弊端，极大地适应了软土地基的特性和要求。?

4 　结论

　　 大口径预应力钢筒混凝土管道在温州、绍兴等典型软土地基中的成功使用，表明在大口径管道输水工程中PCCP管是最合适的管材之一，它具有质量高、性能稳定、抗渗防漏性好、试压简单、水头损失小、施工安装方便、工程周期短、工程造价适中的特点，应在工程实践中推广应用。?

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　　电　话：(0577)86525608?
　　收稿日期：2002-01-30