試論預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性(安全性)的必要措施和手段
一、前言
我國(guó)自上世紀(jì)八十年代未從美國(guó)阿美隆公司引進(jìn)DN2600關(guān)鍵設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)形成預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(簡(jiǎn)稱PCCP)生產(chǎn)能力以后,特別最近十年預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管已成為發(fā)展最快的水泥制品之一。由于預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管作為中等工程造價(jià)非金屬?gòu)?fù)合管材同時(shí)具有高抗?jié)B、高密封性和高強(qiáng)度的“三高”特征,使其逐漸成為輸引水管道工程尤其是大口徑、高工壓、深覆土鋪設(shè)使用條件的首選管道材料。目前,國(guó)內(nèi)建成的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管專業(yè)制造廠家已超過(guò)50家,擁有各種規(guī)格的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管生產(chǎn)線近百條,以每條生產(chǎn)線平均年產(chǎn)30公里計(jì)算,國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力已達(dá)3000公里。從管子規(guī)格工況來(lái)看,最小規(guī)格為DN400,最大規(guī)格為DN4000;管子長(zhǎng)度為5m和6m;最大使用工作壓力為1.6MPa;最大使用覆土深度為10m,個(gè)別工程要求達(dá)20m。近十年來(lái)已鋪設(shè)使用的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管已達(dá)數(shù)千公里,盡管國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管發(fā)展迅速,但預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程的耐久性問(wèn)題同時(shí)也困擾著預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管行業(yè)的正常發(fā)展,國(guó)內(nèi)的相關(guān)科研單位、生產(chǎn)企業(yè)、使用部門(mén)也開(kāi)展了大量研究工作和應(yīng)用實(shí)踐。蘇州混凝土水泥制品研究院也就此開(kāi)展了大量的研究和相關(guān)工作,筆者從十多年的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管相關(guān)工作經(jīng)歷,提出一些相關(guān)措施,供大家參考。
一、為保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性應(yīng)采用的具體措施和手段分述如下:
1、許可證管理是行業(yè)準(zhǔn)入的最好方式
對(duì)混凝土壓力管包括預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管實(shí)施許可證管理是我國(guó)的傳統(tǒng)做法,應(yīng)該說(shuō)這一做法為我國(guó)的壓力管行業(yè)正常發(fā)展起到了重要作用。實(shí)施許可證管理的本意是要求企業(yè)必需具備一定的條件才能生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品。輸水管許可證實(shí)施細(xì)則規(guī)定了七個(gè)大項(xiàng),四十個(gè)小項(xiàng),內(nèi)容從企業(yè)管理者質(zhì)量意識(shí)、生產(chǎn)條件及生產(chǎn)裝備、檢測(cè)設(shè)備的配備、技術(shù)人員及生產(chǎn)操作人員的基本要求、企業(yè)技術(shù)文件的管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)及生產(chǎn)安全方面進(jìn)行控制,控制內(nèi)容齊全,可操作性較強(qiáng)。本人參加過(guò)許多企業(yè)的許可證實(shí)地核查,發(fā)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)條件、裝備條件基本都具備,但部分企業(yè)管理者質(zhì)量意識(shí)、技術(shù)人員和檢驗(yàn)人員技術(shù)水平、生產(chǎn)過(guò)程控制等方面存在欠缺,這方面還需要各企業(yè)管理者引起足夠重視,能否拿到許可證是企業(yè)準(zhǔn)入的最好方式,關(guān)鍵是我們的審查人員、管理部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),切切實(shí)實(shí)做好許可證管理的各項(xiàng)工作。生產(chǎn)企業(yè)無(wú)論規(guī)模大小、背景如何,只要嚴(yán)格執(zhí)行許可證管管理、認(rèn)真對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量負(fù)責(zé),就能為行業(yè)良性發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。最近聽(tīng)說(shuō)國(guó)務(wù)院要取消行政許可制度,肯定會(huì)涉及到壓力管的許可證管理,個(gè)人感覺(jué)壓力管這一塊涉及到國(guó)內(nèi)的重要輸引水工程、涉及到民生問(wèn)題,應(yīng)該予以保留。如果保留不住,那就應(yīng)該參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn),由行業(yè)協(xié)會(huì)或相應(yīng)組織承擔(dān)起企業(yè)準(zhǔn)入工作,確保行業(yè)正常發(fā)展。
2、招投標(biāo)企業(yè)工程合理報(bào)價(jià),力避最低價(jià)中標(biāo)
采用招投標(biāo)方式選擇工程建設(shè)單位及管道制造單位在國(guó)內(nèi)重要輸引水工程中已成為最普遍的一種方式,如黑龍江磨盤(pán)山引水工程、南水北調(diào)中線北京段輸水工程、沈陽(yáng)大伙房引水工程、遼寧阜新引白工程、廣州西江引水工程等等都采用了全國(guó)招投標(biāo)的方式確定管道承包商,招投標(biāo)制度的優(yōu)越性不在本文討論之列。本文要強(qiáng)調(diào)的是我們的投標(biāo)單位應(yīng)根據(jù)自身具備的各種條件、生產(chǎn)控制水平、成本控制能力、合理的盈利水平,在確保管材質(zhì)量的前提下提出合理報(bào)價(jià),公平參與競(jìng)爭(zhēng)。為了拿到工程,以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量、偷工減料為前提的報(bào)價(jià)方式是不可取的,會(huì)嚴(yán)重影響到管道工程的耐久性或安全性。作為工程業(yè)主單位也應(yīng)重視管道工程質(zhì)量,力避最低價(jià)中標(biāo)的承包商選擇模式。為此,工程業(yè)主單位應(yīng)該積極做好工程前期工作,選擇合適的合作單位做好管道工程基本造價(jià),堅(jiān)決放棄遠(yuǎn)低于基本造價(jià)的承包商參與工程招投標(biāo)。確保從工程經(jīng)費(fèi)上滿足承包商生產(chǎn)提供的合格管道產(chǎn)品,從而保證管道工程的耐久性和安全性。[Page]
3、PCCP生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)摒棄了我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)做法,在總結(jié)以前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,特別強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性,標(biāo)準(zhǔn)第6章第6.1節(jié)給出了具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,提出生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)招標(biāo)文件規(guī)定的管道實(shí)際鋪設(shè)使用條件開(kāi)展產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并提交業(yè)主單位審核,制造廠再根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果組織生產(chǎn),并要求在做合格成品標(biāo)記時(shí)清楚標(biāo)明管子規(guī)格、適用的工作壓力和覆土深度,以免用錯(cuò)使用場(chǎng)合。以前的一階段管和三階段管經(jīng)常出現(xiàn)爆管的原因除了制造廠偷工減料以外,施工時(shí)用錯(cuò)使用場(chǎng)合也是主要原因之一。筆者就曾赴現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)一起三階段管爆管事故,覆土深度為2m的管子鋪設(shè)在覆土深度將近3.5m-4.0m的使用場(chǎng)合,結(jié)果造成了管子爆管,工程業(yè)主方還抱怨制管廠產(chǎn)品質(zhì)量有問(wèn)題。因此GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)條款的規(guī)定就能有效避免上述管道事故的發(fā)生。無(wú)論是采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AWWA C304設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還是GB50332及CECS140設(shè)計(jì)規(guī)程,都是采用內(nèi)外壓組合荷載開(kāi)展管子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)計(jì)算采用的管道參數(shù)、鋪設(shè)使用條件、工作壓力及覆土深度都將作為使用上限,安裝鋪設(shè)使用運(yùn)行都是不能超過(guò)計(jì)算采用的相應(yīng)數(shù)值的。這一點(diǎn)是決定管道工程耐久性及安全性的主要因數(shù),需要特別注意。
4、工程業(yè)主需進(jìn)行的資料審查工作
與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AWWA C301基本要求相一致,GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)同樣要求工程業(yè)主方對(duì)承包商提出的設(shè)計(jì)文件和圖紙進(jìn)行必要的審核工作。審核的內(nèi)容主要包括承包商開(kāi)展了管子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是否準(zhǔn)確?采用的管道鋪設(shè)使用條件是否符合招標(biāo)文件的要求?采用的管道參數(shù)是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)規(guī)范的要求?管子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果是否合理?與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法計(jì)算所得的結(jié)果差異是否合適?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖紙是否準(zhǔn)確等等。通常工程業(yè)主方不一定具備管子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件及產(chǎn)品圖紙的審核能力,工程業(yè)主方可以通過(guò)委托第三方來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)資料審核。蘇州混凝土水泥制品研究院為此作了大量審核工作,先后為新疆引額濟(jì)烏工程、黑龍江磨盤(pán)山引水一期二期工程、沈陽(yáng)大伙房引水工程、遼寧阜新引白工程、長(zhǎng)春引水二期、廣州西江引水工程及保定廊坊廊涿引水工程等工程進(jìn)行設(shè)計(jì)審核并提出審核報(bào)告,為工程的順利建成、安全運(yùn)行提供基礎(chǔ)性保障,同時(shí)也為管道工程的安全性和耐久性提供了基本保障。
5、重要PCCP管道工程管道制造的過(guò)程控制與監(jiān)造
總所周知,預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是集合了厚鋼板、薄鋼板、混凝土、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、水泥砂漿保護(hù)層等材料制成的非金屬?gòu)?fù)合管道材料,生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜,關(guān)鍵工序多如承插口環(huán)的下料尺寸控制、承插口工作面尺寸脹圓控制、薄鋼筒裝配、鋼筒抗?jié)B性檢驗(yàn)、原材料計(jì)量及混凝土成型、管芯蒸汽養(yǎng)護(hù)、環(huán)向預(yù)應(yīng)力纏絲及水泥砂漿保護(hù)層厚度控制等,因此過(guò)程控制就成了預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管生產(chǎn)質(zhì)量控制的關(guān)鍵因數(shù)。GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于制造的規(guī)定及許可證實(shí)施細(xì)則就為生產(chǎn)過(guò)程控制提供了關(guān)鍵性依據(jù),因此產(chǎn)品監(jiān)造的概念因運(yùn)而生。新疆引額濟(jì)烏工程、南水北調(diào)中線北京段工程、沈陽(yáng)大伙房引水工程、莆田金鐘引水配套工程及保定廊坊廊涿引水工程等重要工程業(yè)主方都委托了監(jiān)造單位對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的生產(chǎn)實(shí)施全過(guò)程監(jiān)造。目前,蘇州混凝土水泥制品研究院質(zhì)檢中心正在為莆田金鐘引水配套工程用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管實(shí)施全過(guò)程監(jiān)造。產(chǎn)品監(jiān)造的效果標(biāo)明,依靠管道制造廠家特別是中小企業(yè)或私人企業(yè)實(shí)現(xiàn)自控質(zhì)量確實(shí)存在諸多不確定因數(shù),要保證產(chǎn)品質(zhì)量有一定難度。因此,筆者覺(jué)得產(chǎn)品監(jiān)造應(yīng)該成為一種制度,實(shí)施監(jiān)造有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量,從而達(dá)到保證管道工程安全性和耐久性的目的。
6、腐蝕條件下應(yīng)采取的必要措施和方法
GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第6.3.7.2條規(guī)定:當(dāng)管子用于輸送具有腐蝕性的污水或海水、或用于含有腐蝕性介質(zhì)的土壤環(huán)境中以及架空鋪設(shè)時(shí),應(yīng)按GB50046-1995的規(guī)定對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的管體混凝土或水泥砂漿保護(hù)層進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)。涂覆防腐材料時(shí)應(yīng)遵循GB50212的規(guī)定,防腐施工的質(zhì)量應(yīng)按GB50224-1995的規(guī)定進(jìn)行評(píng)定。此條規(guī)定意味著按照GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的管道產(chǎn)品是不可以在腐蝕條件下鋪設(shè)安裝使用的。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管與傳統(tǒng)的三階段管(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB5696)相類似,環(huán)向預(yù)應(yīng)力的完整性是該品種管道的薄弱環(huán)節(jié),環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲的配筋面積或纏絲應(yīng)力不能保證的話,管道就有爆管的危險(xiǎn),盡管GB/T19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥砂漿保護(hù)層及水泥凈漿的施工方法和性能進(jìn)行了規(guī)定,但仍不足以抵抗存在腐蝕的環(huán)境條件。因此,針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的實(shí)際鋪設(shè)使用條件,工程業(yè)主方首先應(yīng)對(duì)鋪設(shè)使用條件的腐蝕情況及腐蝕級(jí)別進(jìn)行勘測(cè)和評(píng)估,以確認(rèn)所需要采用的防腐蝕措施。目前的防腐蝕措施主要包括陰極保護(hù)法、防腐涂層法兩種,如需采用陰極保護(hù)法,則應(yīng)在招標(biāo)文件中加以說(shuō)明,制造廠家會(huì)在預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管管體預(yù)埋導(dǎo)通件,以便于安裝鋪設(shè)以后聯(lián)通預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的所有金屬部件,實(shí)施陰極保護(hù);如需采用涂層防腐法則應(yīng)對(duì)具體的防腐要求和施工方法加以說(shuō)明,以便于制造廠開(kāi)展防腐涂層施工。
三、結(jié)語(yǔ)
本文從六個(gè)方面對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量及管道工程耐久性(安全性)的必要措施和手段進(jìn)行論述,好的產(chǎn)品必須要有好的標(biāo)準(zhǔn)、好的設(shè)計(jì)、好的管理、好的施工、好的產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù),才能有效保證管道的性能及管道工程的安全性和耐久性。國(guó)內(nèi)的一階段管和三階段管的發(fā)展歷史警示我們,預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管絕對(duì)不能再走老路,必需要從新的思路、新的視野、新的辦法、新的實(shí)踐出發(fā)才能有效保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管行業(yè)的良性發(fā)展,才能有效保證預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的產(chǎn)品質(zhì)量和管道工程的安全性和耐久性。
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