一、 概述:
　　預應力鋼筒混凝土管(PrestressedConcreteCylinderPipe,簡稱PCCP)是由預應力鋼絲、鋼筒、混凝土構成的復合管材。這種管材是在帶鋼筒的混凝土管芯上纏繞預應力鋼絲,并施噴水泥砂漿保護層而制成的管材。它既發揮了鋼管的抗滲性能,又利用了混凝土抗壓、耐腐蝕的特點,具有能承受較大的內外荷載、抗滲性能好、水頭損失小、接頭密封性好、經久耐用等優良特性。20世紀90年代我國引進了國外的PCCP管生產工藝，目前已經能夠提供DN600～DN4000、工作壓力最大可達5.0MPa的各種規格管材，國家已制定了相應的標準(GB/T19685-2005)，現在PCCP管已經越來越多應用于給排水、電力等工程。
　　2006年,我公司首次在寧波水環境項目毛家坪水廠出廠管C3標中使用PCCP管，管徑為DN2600，總長約6公里。本工程采用的PCCP管道工作壓力為0.6MPa，鋼筒的厚度為1.5mm，單節管道有效長度為5m，重量約21T，為雙膠圈PCCP管。制作標準為GB/T19685-2005。接口圖如圖1：
　　
　　其中：C=160mm,E=160mm,K=25mm,J=25mm
　　管道安裝后必須逐根在插口鋼環上的兩膠圈之間注水孔處進行接頭密封試驗，試驗壓力為0.9MPa。
　　二、 PCCP管的優缺點：
　　① PCCP管壁厚遠大于鋼管，剛性強，能承受較大的管外荷載，但由于其采用柔性接口連接，對基礎及回填土要求較高；
　　② 管壁混凝土強度不低于C40級，其強度遠大于鋼管內的水泥砂漿保護層，因此管道的耐用性和永久性是很明顯的；
　　③ PCCP管采用鋼制承插口柔性連接，施工中可邊開挖、邊安裝、邊試壓、邊覆土，其方便快捷是鋼管焊接所無法相比的，但由于單節重量大，DN2600的PCCP管每節5m，重21T，所以安裝時對吊裝設備要求高，工作面寬度要求比鋼管寬，且受周邊環境影響較大，不如鋼管安裝靈活；
　　④ PCCP管為工廠加工成型，其內壁表面光滑無瑕，摩阻系數＜0.012，水頭損失小。
　　⑤ PCCP管采用內置的焊接鋼筒，在生產過程中都經過水壓檢驗以確保滴水不漏，因此具有和鋼管一樣的抗滲性。
　　⑥ 相對于鋼管，PCCP管的造價具有明顯的優勢。我公司水環境項目C3標DN2600PCCP管和鋼管每延米工程造價對比如下表。
　　
　　項目 DN2600PCCP管 DN2600鋼管（22mm)
　　管材及安裝 4122.89 9374.00
　　拉森鋼板樁 1200.00 
　　PCCP管墊層、回填石屑 340.29 
　　外防腐（環氧煤瀝清）  440.37
　　內防腐（水泥砂漿）  186.38
　　施工便道 350.96 
　　PCCP管密封膠填口 100.58 
　　合計 6114.72 10000.75
　　總之，PCCP管兼具了鋼管和預應力水泥管的優點，具有抗滲、抗壓、抗腐蝕，安裝速度快等特點，經濟效益也具有明顯的優勢。但其也有對地基特別是地基地質變化段的要求比較高，安裝時受電力通信線纜及其他外部影響比較大等缺點，還有由于其采用柔性接口連接，抗拉性很差，受外力作用時接口容易拉開，所以竣工通水后管理難度和風險比較大，一旦出現問題，修復也比較困難。
　　三、 主要施工工藝及質量控制點
　　主要施工工藝：PCCP管道敷設所處地段大部分位于農田，施工環境較差。管道的運輸需鋪設專門施工便道，管道吊裝采用大型龍門吊，施工作業流程如下：
　　
　　
　　主要質量控制點：
　　1、加強對管材的檢測，嚴把材料質量關：
　　具體監測指標包括：管徑、管材長度、工壓、標記、制管日期、管內外表面質量（應包括平整度，無殘缺、裂縫、空鼓、剝落、浮渣、露石，承插日金屬面防腐良好及光潔、無臟）、砼與鋼筒之間無裂隙現象。
　　砼與水泥砂漿表面出現裂縫是常見的，若管子內表面出現的縱向裂縫寬度小于0.1mm，裂縫軸向長度小于150mm；螺旋狀和環狀裂縫寬度小于0.25mm，距管端300mm以內的環向裂縫寬度小于0.4mm通常是容許的。若管于外表面裂縫寬度小于0.8mm，裂縫軸向長度小于管子周長且小于2m時是允許的。它在管道覆土及通水后會自行愈合，否則應修補；若管子內表面出現的縱向裂縫寬度大于0．5mm時，該管應報廢。
　　2、 溝槽開挖：
　　由于地處寧波軟土地基，地下水位較高，地下土含水率高，表現為松軟、流動性很強，再加上溝槽開挖深度在5米以上，采用普通鋼板樁根本撐不住，泥漿很容易滲透到溝槽里面，鋼板變形厲害。經現場反復試驗，最后改用強度較高的拉森鋼板樁，上部用鋼制圍檔支撐，取得了很好的效果。開挖過程中需做好排水措施，將施工區地下水位降低到溝槽以下。余土堆放離溝槽最少距離不得少于5米，堆放高度不宜超過2米，并應及時做好余土外運工作。
　　3、基礎處理：
　　寧波地處江南水鄉，表層土大多是淤泥狀軟土，再加上雨季較長，地下水位較高，管道基礎需采取加強措施，以保證溝槽整體安全、穩定并滿足抗浮要求，減少安裝后的不均勻沉降。抗浮防涌是質量控制的重點。
　　設計對PCCP管基礎處理采用以下幾種方式：（a）粘土層段：在原狀土上鋪200mm厚砂墊層；（b）淤泥粘土層段：一般采用300mm厚塊石，再鋪200厚礫石砂墊層；（c）含水率較高的淤泥質粘土或局部土質條件較差段可在塊石下鋪一層竹排，再按上述方法處理。
　　4、管道接口、安裝
　　管子吊裝就位后，對準安裝口設拉緊橫檔，內拉鏈桿接連法，同時用洗潔精清洗插口圈的膠圈凹槽及前一根已安裝好管子的承口、并潤滑承插口，經洗潔精浸泡的膠圈經拉伸后套入插口凹槽，并馬上在膠圈與插口圈之間插入螺絲刀繞整個接頭的正、反方向各轉一圈，另一根膠圈同樣做；這樣可防止膠圈安裝不到位而產生扭曲現象，使膠圈均勻地套在插口上，有助于密封。然后緩慢對口，拉動管內手拉葫蘆同時用吊機使管子上、下、左、右微微晃動使管子承插口順利合攏，至內部間隙達到控制后測量軸線標高，至符合設計要求后才允許撤去吊機及管內拉緊葫蘆。
　　5、管道回填
　　管子安裝就位后，需及時進行回填覆土，對安裝管子進行定位，以防安裝下一根管子時對它造成擾動，同時回填土必須滿足要求；管底回填土在安裝管子前必須完成，保證管溝內無水、無石塊，按每層約200mm用平板震動機壓實，保證密實度不小于90%，對兩側及頂部選擇含水量相對小的土壤回填，密實度保證在75%以上。管道基礎驗收合格后下放PCCP管道，由于管子通過大部分地方為軟土地基，原狀土因含水量太大不能用作回填，管道兩側采用砂或碎石回填至胸腔，胸腔以上部分采用開挖土回填，并適當夯實

　　三、在管道安裝過程中存在的問題及措施：
　　1、不均勻性沉降問題：由于管道地處軟土地基，地質條件差異較大，再加上管道自重大，不均勻沉降在安裝過程中普遍存在。從管道安裝完成第一天開始，每周對已敷設管子進行一次沉降觀測，相鄰兩節管子最大沉降量原則上不能超過5cm,否則應重新進行接口打壓試驗。從施工過程來看，過河管橋、倒虹鋼管與PCCP管連接處，過路段，地質條件特別松軟段為不均勻沉降最大的地方，容易產生接口拉開過大甚至脫開的現象。為此我們針對不同情況采取各種措施，最終解決了這個問題，取得了較好的效果。
　　2、施工順序：由于管道施工地段大部分位于農田，距現有的道路較遠，為將管材及其它原材料運輸到施工地點需要修筑臨時道路。開始安裝PCCP管時，為了保證工程進度，安排管道安裝與臨時道路同時進行。但在施工過程中，部分地質條件更差的地段按以上施工及回填方案施工完，并檢測所有管道接口間隙及試壓合格。幾天后再次復測發現管道接口間隙增大超過60m，接口試壓失敗。經現場查勘分析，主要是由于施工運輸車輛往返擾動，使安裝好的管道因單側擠壓發生位移。后改為先修筑臨時道路，再從臨時道路終點反向施工，從而解決了運輸車輛對安裝好的PCCP管的影響。
　　3、通過等級公路：原設計采用開挖橫穿約20米的公路，無特殊處理方案。為不影響交通，施工時采用半幅道路開挖施工措施。當道路一則管道安裝回填好準備進行后半幅施工時，發現前半幅剛施工完成部分兩個接口間隙拉大，并產生下沉的現象。分析原因為來往車輛較多，對PCCP管橫向碾壓使路下PCCP管局部位移，經協商提出加強處理的設計方案：即在管道下加打3米的木樁然后竹排+300mm快石+200mm碎石屑做基礎處理，同時在管道兩側打木樁，管頂木樁上加預制鋼筋混凝土蓋板。采取以上加固措施后，安裝好的PCCP管4個月后再次復查接口沒有變化。
　　4.、直埋管與倒虹連接管段：本工程有四條與PCCP管連接的倒虹管，倒虹管采用DN2600的鋼管。管道安裝后在對全線進行檢測的過程發出，有兩處PCCP管與倒虹連接處出現三到四個PCCP管口間隙增加的問題，其中一處間隙已超過84mm，并有一接口出現滲水現象。分析原因為由于倒虹管在PCCP管施工后安裝，而倒虹管開挖較深，在施工過程中出現對PCCP管的基礎產生擾動引起PCCP管向倒虹管方向側移。另外PCCP管距河道較近，一般在15米左右，根據現場情況計算倒虹管開挖影響距離為：
　　15米+4*5=35米（影響4節管子，每節5米）
　　分析后調整了施工方案，先安裝倒虹管再安裝PCCP管，較少了對PCCP管的擾動，取得了較好效果。也可以適當延長鋼管過渡段以減小倒虹施工對PCCP管的影響。
　　5、管道試壓問題：目前，國家尚無出臺PCCP管試壓相關規范。從PCCP管在無錫、蘇州、杭州、紹興等地使用情況來看，各處試壓有所不同，大致有三種方式試壓方式：1、分段試壓法，試驗范圍為30%抽樣試壓，每段1-2公里進行試壓。試驗壓力為0.8-1MPa；2、整體試壓法：通常將全部PCCP管一次性試壓，試驗壓力取0.5-0.9MPa；3、只進行接口密封試壓，不做整體試壓直接試通水，通過試通水檢驗安裝質量，試通水壓力為工作壓力，通常為0.4Mpa-0.6Mpa。根據不同情況選擇合適的試壓方式，避免試壓對PCCP管造成不必要的破壞。我公司C3標經廣泛調查和協商，采用6公里PCCP管整體試壓方式，試驗壓力取0.8Mpa，一次性通過試壓。
　　三、結論
　　寧波市水環境項目C3標于2008年6月30日通過驗收并正式通水，至目前為止通水情況良好。根據施工過程及運營情況，筆者提出以下結論和建議，供今后類似工程參考：
　　1、 與鋼管等其他管材相比，PCCP管具備比較明顯的經濟優勢，另外也具有安裝方便、造價低、水阻小、壽命長等優點。
　　2、 在設計及施工過程中，應特別注意管線的整體穩定性。在軟弱土質中使用時應慎重考慮地基處理及安裝的方式。在軟弱土質中安裝和使用都存在較大風險，工程的關鍵段不建議使用PCCP管。
　　3、 在施工過程中要注意施工順序，宜采用先深后淺、先遠后近的原則。
　　4、 在過路、魚塘、暗河及地質變化比較復雜地段，不宜采用PCCP管，最好用鋼管替換。
　　5、 在管橋、倒虹處與PCCP管連接的鋼管過渡段宜適當加長，過渡段長度應保證在15D以上。
　　6、 在施工過程中如有接口拉大超出規范允許寬度，不方便返工處理時，在能保證PCCP管整體穩定的情況下，可采用內脹圈封閉接口的方式處理。