在河南省南水北调配套工程中,共需敷设各类输水管道
942.74km,其中管径大于等于1.4m、压力高于0.8 MPa的管子,一般选用预应力钢筒混凝土管(PCCP)。据初步统计,在
河南省南水北调配套工程中,PCCP总长度达669km,占输水
管道总长的71%。
2012年下半年,南水北调中线河南段管道配套招标项目
基本完成,山东龙泉管道工程股份有限公司、宁夏青龙管业股
份有限公司、浙江巨龙管业股份有限公司、北京韩建河山管业
股份有限公司、洛阳富兴管业有限公司、天津常天管道有限公
司、山东山水水泥集团有限公司和南阳市御龙管道有限公司
等8家单位中标,并生产、提供所需的PCCP。
河南省南水北调配套工程开工以来,发现PCCP 在生产
运输、停放和安装期间管芯内层混凝土表面出现裂缝的现象
较为普遍。
尽管国标《预应力钢筒混凝土管》(GB/T 19685-2005)
在“成品质量”一节、河南省南水北调中线工程建设管理局颁布的“河南省南水北调受水区供水配套工程PCCP采购指南”
中“成品管检验”一章、河南省南水北调中线工程建设领导小
组办公室颁布的“河南省南水北调配套工程PCCP管道工程质量评定办法”中“PCCP制造”一节等都对埋置式PCCP管芯
内层混凝土表面不同部位裂缝宽度及长度提出了要求,但生
产、监理和验收单位对PCCP为什么会出现裂缝、裂缝宽度如
·1·
何控制、裂缝能否自愈等问题不是很清楚,对标准或评定办法
提出的要求的合理性存在疑虑。
在美国ANSI/AWWA C 304设计标准中,规定了三种极
限状态设计准则:正常使用极限状态设计准则、弹性极限状态
设计准则和强度极限状态设计准则。在工作极限状态设计
凝土内、外表面的拉应变仅为1.5με;而保护层砂浆由于未受时,混凝土管芯和保护层的拉应变控制是比较严格的,管芯混
预应力作用,允许的拉应变为6.4 με,但仍不会出现可视裂
缝;实际上,PCCP在生产过程中基本都会出现裂缝,因此在
ANSI/AWWA C 301制造与验收标准中,又对裂缝宽度提出了
要求。这实际上是一个不衔接、有间断区的设计与制造配套
标准。要使二者连结起来,弥补上间断区,必须增加管芯混凝
土裂缝及管子带裂缝工作等方面的分析内容与研究。深人开展PCCP管芯内层混凝土裂缝的研究,搞清楚裂
缝产生的机理、裂缝的性质;提供如何减少裂缝数目及减小裂
缝宽度的意见;对哪些裂缝需要修补,哪些裂缝不需要修补,
需要修补的裂缝如何修补等提出建议,对贯彻有关标准及评定办法、保证南水北调配套工程质量具有十分重要的意义。
2013年8月,课题组开展了“预应力钢筒混凝土管
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