(山东电力建设第三工程有限公司266100)
摘要:随着技术的进步,PCCP管在国内电力建设工程中使用广泛,PCCP管的安装方法值得探讨。本文对“内拉法”安装PCCP管件进行叙述。
关键字:PCCP管件、安装、内拉法;
1.内拉法与外拉法简介
预应力钢筒混凝土管(PrestressedConcreteCylinderPipe,简写PCCP)综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能,具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。PCCP管在国内工程安装中多次使用,安装方法分为内拉法及外拉法。PCCP管直径不大,可采用钢丝绳外捆绑在PCCP管外部,然后用手拉葫芦在外侧对PCCP管进行拖拽、安装,简称“外拉法”。但对于大管径的PCCP管外部捆绑不便,无法满足大直径PCCP管的安装。可采用一个自制扁担在已安装完毕的PCCP管内,另一个在需安装PCCP管外端,以自制扁担作为支撑,手拉葫芦及钢丝绳连接两个自制扁担,从而对PCCP管进行拖拽、安装的方法,此方法简称“内拉法”。
2.施工准备
本文以神华国华寿光电厂2×1000MW机组工程项目为例,对PCCP管的“内拉法”进行详细的阐述。
神华国华寿光项目1#机、2#机循环水管均采用预应力钢筒PCCP管,管件外径4.2m,内径3.6m,长5m,单件重47.5t。
主吊机具选择:
2.1吊装机械
日立KH700/150t履带吊。选择工况:主臂45m,工作半径9m,额定负荷为57t。加上吊索具,实际负荷48.5t,负荷率85.1%,符合吊装需求。
2.2工器具、材料准备
一对Φ39mm,6×37+1麻芯,长18m的主吊钢丝绳;自制扁担一对;5t葫芦两个;一对Φ20mm,6×37+1麻芯,长16m;一对Φ20mm,6×37+1麻芯,长6m;管件密封胶圈若干;润滑油若干;
3.PCCP管的吊装
3.1现场施工条件
确定安装位置的坐标点并测量地面标高和中心线,并与土建进行管沟基础的交接。吊车吊装场地平坦、坚实。
管沟基础的处理:为保证PCCP管在悬吊的状态下移动对接,对接的PCCP管下方的沙子要低5CM,以减少PCCP管对接时管底和沙子之间的摩擦力。
3.2橡胶密封圈安装及润滑油的涂刷
首先将两对接的承口和插口进行清理,如有飞边毛刺应进行处理,以防划损橡胶密封圈,同时清除管内杂物;检查管外防腐层是否有损坏,若发现破损,在检查报告单上做详细记录,然后根据实际情况按规定修补。安装密封橡胶圈时,一人站在PCCP管顶部,PCCP管两侧各站一人,站在PCCP管上部人员先将橡胶圈套入PCCP管上部,然后按好,两侧人员往下拉,随着胶圈的伸长直到下部胶圈入槽。然后使用一根圆钢插入橡胶圈,绕整个接头转一圈,将胶圈的粗细调匀,且无扭曲、翻转现象,从而保证安装管件的气密性。
对承插口工作面涂刷食品级植物类润滑油,减少安装阻力,同时保护胶圈。
3.3PCCP管直管段的吊装
起重人员指挥起重机械将安装管件与被安装管件对接,当两处管件距离较近,调整管件之间距离时,要在管件之间垫长木条。待插口端对准承口端时,采用扁担手拉葫芦内拉法牵引就位。两个扁担PCCP管内外各一套(管件外侧的扁担与管件接触面要加橡胶垫进行成品保护),先将内部用的扁担插入前面安装完毕的接缝内部。在扁担两侧的吊耳上,一端吊耳直接连接Φ20mm,6×37+1麻芯钢丝绳,另一端吊耳连接5t手拉葫芦。然后,在安装管件的一端放置另一扁担,在两侧分别连接Φ20mm,6×37+1麻芯钢丝绳与5t手拉葫芦,使两个手拉葫芦交错分布在PCCP管两侧(为施工人员拉紧葫芦提供空间)。一切就绪后,两端人员一起拉葫芦,一人站在管件接头处,观察管件接头的缝隙大小进行指挥,使管件均匀就位(为方便就位可适当让起重机械点动),拉葫芦期间,用卷尺根据管子旁边的定位线进行定位,同时用手拉对管件的轴线进行调整。观察PCCP管上端间隙约为0.5CM,下端间隙约为4CM时,停止拉葫芦。施工人员将管子底部垫好沙,并用方木捣实。捣实后将吊钩松至不受力状态,然后用水准仪确认标高,让未安装端比安装端高出2CM即为正好。确认标高无误,将手拉葫芦松至不受力,进行水压试验。水压试验合格后,将主吊钢丝绳抽出,将葫芦和扁担取下,准备下一根管件的吊装。
内拉法安装图片
3.4PCCP管弯头段的吊装
弯头安装与直管段安装过程大体相似,不同之处在于弯头段要在安装之前就要对管件进行找平。吊装使用一对Φ39mm,6×37+1麻芯,长18m的钢丝绳,选择单股吊装方法进行起吊,使用17.5t卡环进行捆绑。
将管件放置在坚硬平整的地面上,两侧用以方木将管件垫起,用水平尺找出管件两端最低点,然后水准仪在最低点分别打出管件两端的标高,通过调整钢丝绳距管件两端的距离将管件找平。用线锤对管口朝向进行检查,通过沿管件轴线为轴旋转钢丝绳将管件朝向调整正确。
4总结
采用扁担手拉葫芦内拉法相比钢丝绳外捆绑法,更加省时、省力。内拉法不用捆绑循环水管,避免了钢丝绳破坏外部保护层。相对于钢丝绳而言,自制扁担属于刚性连接,在受力时的变形小,使对接精度也更容易掌握。
弯管段找平图片
附件一:主吊钢丝绳受力校核
主吊钢丝绳选用一对Φ39mm,6×37+1麻芯,长18m的钢丝绳。根据换算公式,6倍安全系数下,Φ39mm钢丝绳单头起重量为:12.675T,使用一对钢丝绳将管道兜吊捆绑方法,钢丝绳允许负荷为:12.675*4=T>50.700T。主吊钢丝绳满足工作需要。
附件二:自制扁担的制作与校核
扁担是采用直径168mm的无缝钢管制作而成,扁担长度为3.6米,安装位置为距循环水管下沿1.2米处,钢管的材质为45#无缝钢管(如下图)。
自制扁担三维图
扁担钢管受力校核:
一节循环水管的质量为m=47500kg循环水管的重力为:
G_循环水管=mg=475000N
循环水管与地面的摩擦系数f=0.45
循环水管与地面的摩擦力为:
F_摩=f×G_循环水管=213750N
45#无缝钢管承受的拉力
F=B×2×σ/(D×S)
壁厚:B=20mm
45#无缝钢管的抗拉强度:σ=590MPa
钢管外径:D=168mm
系数:S=6
F=234127N
由于:F>F_摩
所以45#无缝钢管可满足要求;
参考文献:
[1]预应力钢筒混凝土管(PCCP)的设计、生产、施工及数值分析张社荣,张彩秀,顾岩等著
[2]浅谈PCCP管道安装方法郑惠芬著
[3]电力建设施工质量验收及评价规程第1部分:土建工程