预应力钢筒混凝土 PCCP在我国的工程应用 领域占据着很重要的作用 [卜2]。由于受到整体 的技术水平以及恶劣环境 的影响，尤其是在运 输环节与生产过程中，不 良的养护手段 以及生 产工艺设计，会造成 PCCP很容易出现一些安全 性 问题 ，其 中管 道 内衬 混 凝 土 很 容 易产 生 裂缝 问题，对 PCCP安全性能产生很大影响。裂缝问 题 即使通过对 管芯制作流程优化、混凝土选料 与配 比最优，养护等措施处理，但是该 问题也 会 出现 。在 PCCP管 道 的正 常 工作 中 ， 由于受 到 内外载荷的作用，很容易受到 内外挤压 力产生 裂缝 ，当该问题 出现后，会造成钢丝与钢筒发 生腐蚀，整个钢筒的结构承载性能下降，钢筒 的整体寿命下降，很容易发生爆管安全问题。 因此对 预应力钢筒混凝土管裂缝控制机理进行 分析具有重要的工程意义。 1． PPCP裂缝产生的原因与控制标准 1．1．裂缝 成因 分析 对 于 PCCP来 讲， 有两 种 型 式，分 别 为 PCCPE和 PCCPL两种，由于其生产与制作的工艺 的不 同 ，造 成其 裂 缝的形 式 也不 同 。由于 PCCPE 具 有 更 广 泛 的应 用 范 围 ，裂 缝 出现 更为 明显 ， 且后果更加严重，为此本文将对 PCCPE裂缝 的 成 因进 行分 析 。 对于该型号钢筒 内壁裂缝可以分为沿管道 纵轴线呈 l5度内的纵向裂缝与靠近插 口处的环 向裂缝。其 中第一种裂缝主要的成因在于受到 外力 的作用下或者养护方法不合理造成管芯混 凝土性能下降形成裂缝；第二种裂缝成因在于 受 到管 道 缠 丝 后 具有 一 定 的 拉应 力 ， 混凝 土 位 于插 口处厚度不足以及 吊运环节、养护不合理 等原 因造 成 。 1．2．裂缝分类 1．2．L 干 燥 收缩 裂 缝 。此 裂缝 主 要 是 由水 泥石的脱水 收缩造成的，管道在脱模后，水泥 石 的 内部毛 细 孔 表 面 张力 增 大 ， 以及 在 凝胶 孔 隙里 的吸附水被蒸发引起 收缩现象。干缩裂缝 可 以导致贯穿性裂缝和表面性裂缝的发生。 1．2．2．应力裂缝。此裂缝的产生与钢筒卷 制方式有关．因钢筒合缝约束混凝土的收缩， 使采用螺旋焊钢筒 的管芯产生螺旋式裂缝 ，采 58 MachineChine中国机械 用拼接制钢筒的管芯形成纵向裂缝 。 1．2．3．插口裂缝。此裂缝一般产生于钢圈 和钢筒搭接处，一般为横向环状裂缝。在现场 打压试验 中，插 口裂缝会使管道发生串皮，不 利于 管道 的正 常使 用 。 1．3．裂缝的国内外控制标准 目前国内设计、制造及安装 PCCP主要参考 ANSI／AWWA C301和 ANSI／AWWAC304、A1】lrWA M9， 以及 国内 GB／T 19685及 CECS 140等相 关标 准 。 管道在通水后，管芯内表面裂缝发生 自愈 合，这属于混凝土的一种特性。因此，管道 内 表面的环向裂缝只要符合下述条件均能自愈合 ①有充足的水分 ：② 引起环向开裂的作用力消 失 ：③在无渗漏时，裂缝宽度不大于 15mm；有 渗 泄 时 ，裂 缝 宽度 不大 于 0．5mm。PCCPE不 存 在 渗泄，因此裂缝宽度不大于 1．5mm时，同时存 在上述两个条件，此裂缝就可 以自愈合。实际 工程 表 明，裂缝 一 般在通 水 后 卜2个 月 内愈合 ， 正常运行中管道的使用性能与完好管道相同。 2．PCCPE内表面裂缝控制措施 管道 裂 缝 成 因较 复 杂 ，相 关 的 质 量控 制 存 在 争 议 ，要 对 裂缝 实 施 有 效 的控 制 措 施 需要 从 设 计 、原 材 料 控 制 、制 造 工 艺、 后 期 养护 及 装 载运输等各个方面进行 。 2．1．从设计 上进 行设 计控 制 国内生产设计的 PCCP大多采用 ANsI／AwwA C301和 ANSI／AWWAC304及 AWWA M9等 相 关标 准 。因此在 设计 时 ，严格 遵 照相关 规 范的规 定 ， 控制管道开裂。ANsI／AwwAc3O4中有 13条控制 准则，都必须符合准则要求。如果设计采用国 内标准 CECS140：2011，需要对在正常使用状态 下的标准组合和准永久组合进行控制开裂计算， 必须满足裂缝控制要求。 2．2．从原材料上进行控制 合格的原材料是生产 PCCP的基础，同时混 凝土技术又是 PCCP生产的关键技术之一，混凝 土 的 质量 直接 影 响 到 管 道 的质 量 。 因此 ，PCCP 生产前，必须对原材料的质量严格控制，对水泥、 砂石骨料、高强钢丝和钢板、密封胶圈等原材 料的进行严格的检查。 2．3．从生 产工 艺过程 上进 行控 制 PCCP生产工艺过程包括管芯成型、混凝土 拌制、钢筒制作、预应力钢丝缠丝及砂浆保护 层辊射等。对各个生产工艺的过程进行严格 的 控制 ，比如承插 口钢板圈的胀圆尺寸；承插口 钢 圈和钢筒焊接时 的端面倾斜度等。此外，在 管道插 口端内壁混凝土成型过程中，放置适量 的纵 向加 强钢 筋 是 为 了加 强 管 芯 内壁 混 凝 土 抗 拉 区域 的配筋 面积 ，钢 筋长 度为 500 600mm，间 距为 50—1OOmm。 2．4．从后期养护上进行控制 加强混凝土 的浇水养护，比如增加浇水的 次数，延长浇水的时间。对 炎热或干燥等不利 环 境 ，应 采 取综 合 保 护 措 施 ， 比如 砂浆 保 护 层 最 小 的含 水量 为 干 料 总 重 的 7．5％ 在管 道 的外 围 加 养护 罩 以阻 止砂 浆 保 护 层 中 的水 分 蒸 发 ， 养护罩应 为浅色 ：在管外壁涂刷 白色涂料或其 他材料以减少阳光辐射。上述措施可 以单独或 者 组合 应用 ，根 据各 工程 的实 际情 况而 定 。 2．5．从吊装运输上进行控带I』 管芯脱模时，避免吊运造成的冲击破坏和 碰 撞 ， 否 则 表面 会 出现 裂 缝 。搬 运 过程 中， 必 须使 用 尼 龙 带 、宽 帆 布 吊索 、 宽加 垫 叉 斗 以及 经过特殊设计的滑动垫木装车设 备。长途运输 时 ，管 道的承 插 口端要 妥 善包扎 ，以防 滚动 破坏 。 3．结语 对 于 PCCPE来 讲 ， 其 在 生产 与运 行 管 理 的 环节，出现裂缝 问题是不可避 免的，一般来讲 一 定范围内的环形裂缝对钢筒管的性能以及安 全性的影 响较小，且能够对内壁裂缝的自动愈 合 很有利 。为此 ，PCCPE管道 经过 一段 运 行和 回 水 养 护 过 程后 ， 内 壁环 向裂 缝 能 够 愈合 。 通过 从设计、原材料、生产工艺、吊装运输、后期 养 护 等 方 面 ，全 面 的对 管 道 进 行 质量 控 制 ，提 高管道的运行寿命具有重要的作用。 参 考文 献 ： [1] 孙绍 平 ，王 贯 明 ．预 应 力钢 筒 混 凝 土 管的特性 [J]．市政技术，2006，24 (2)：12卜125． [2]张 社荣 ．预应 力钢 筒混凝 土 管 (PCCP) 设 计 方 法 探 讨 [J]．水 利 水 电技 术，2005， (4)：5355． [3] 胡少伟 ． 超大口径预存裂缝的预应力 钢筒混凝土管结构分析与试验研究 [J]．水利学 报 ，2O1O，41(7)：876—881．

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