[原創(chuàng)]第二屆全國預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)行業(yè)發(fā)展高峰論壇召開
2013年8月17日,第二屆全國預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)行業(yè)發(fā)展高峰論壇在石家莊隆重召開。本次高峰論壇以“創(chuàng)新管理 提升質(zhì)量 服務(wù)國家重點(diǎn)工程”為主題,圍繞PCCP產(chǎn)品制造技術(shù)、生產(chǎn)管理、施工技術(shù)與工程管理等方面展開培訓(xùn)與研討。會議由中國混凝土與水泥制品協(xié)會、河北水務(wù)集團(tuán)、國家水泥混凝土制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、河北省水利學(xué)會主辦,恒潤集團(tuán)有限公司、山東電力管道工程公司承辦。
中國混凝土與水泥制品協(xié)會副會長臧國松代表中國電建集團(tuán)向論壇的成功舉辦表示熱烈祝賀,山東電力管道工程公司是中國電建集團(tuán)的全資子公司。中國電建集團(tuán)是我國唯一提供水利電力工程及基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、勘測設(shè)計(jì)、咨詢監(jiān)理、建設(shè)管理、投資運(yùn)營一體的綜合性建設(shè)集團(tuán)。多年來,山東電力管道工程公司在中國電建集團(tuán)和行業(yè)協(xié)會的正確領(lǐng)導(dǎo)下,爭創(chuàng)“國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流”的具有高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和較強(qiáng)競爭力的現(xiàn)代化裝備制造公司。截止目前,公司今年完成新簽合同額6.3億元,實(shí)現(xiàn)合同存量15億元。
恒潤集團(tuán)有限公司總經(jīng)理宋建華出席會議并講話。恒潤集團(tuán)創(chuàng)建于2001年,是以復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)為主、以科研和農(nóng)業(yè)為輔的大型集團(tuán),主要產(chǎn)品有復(fù)合材料管道、環(huán)保、節(jié)能設(shè)備、綠化苗禾四大系列、20多個(gè)品種。是河北省認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)和國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。公司引進(jìn)的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、開發(fā)的玻璃纖維鋼筒混凝土復(fù)合管和高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合管等大型復(fù)合材料管道,被廣泛應(yīng)用到南水北調(diào)、海水淡化等國家大型工程上。
他表示:我國從80年代末從美國引進(jìn)PCCP的生產(chǎn)技術(shù),進(jìn)入90年以后這項(xiàng)技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展。具有代表性工程(100km以上或口徑大于3米)有:山西萬家寨引黃工程;新疆引額濟(jì)烏衣水工程;哈爾濱磨盤山引水工程;沈陽大伙房引水工程;南水北調(diào)北京段PCCP工程;山西萬家寨引黃二期工程;淮水北調(diào)工程;遼西供水工程。
目前行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平參差不齊,有些企業(yè)的技術(shù)水平已經(jīng)進(jìn)入國際先進(jìn)水平的行列,也有的企業(yè)仍停留在手工作坊式的生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量令人擔(dān)憂。他指出,PCCP生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題:與預(yù)應(yīng)力鋼絲有關(guān)的問題,如纏絲應(yīng)力、錨固強(qiáng)度、鋼絲接頭及運(yùn)輸包裝;與混凝土強(qiáng)度有關(guān)的問題,如配合比、水灰比、養(yǎng)護(hù)、早期強(qiáng)度等;保護(hù)層砂漿的質(zhì)量,如:是否有大粒徑顆粒、密實(shí)度等。
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她表示,預(yù)計(jì)目前全國PCCP獨(dú)立法人企業(yè)數(shù)量70家左右,包括集團(tuán)公司所屬分公司、分場所在內(nèi)的企業(yè)數(shù)量約為120家左右;目前已應(yīng)用的PCCP最大口徑4000mm、最大工作壓力1.6MPa、最大覆土深度已超過10m,大口徑PCCP生產(chǎn)企業(yè)集中地當(dāng)屬遼西北供水工程,7個(gè)PCCPE生產(chǎn)企業(yè),管徑均在3200mm~3800mm之間。從2004年至2013年這十年間,PCCP企業(yè)數(shù)量快速上升,10年數(shù)量翻了一倍多,使其當(dāng)之無愧地成為預(yù)應(yīng)力混凝土輸水管的主力管材。
最后,她總結(jié)到,PCCP產(chǎn)品生產(chǎn)監(jiān)造制度是市場經(jīng)濟(jì)條件下產(chǎn)品質(zhì)量控制的有效模式;在后生產(chǎn)許可時(shí)代,全面推行PCCP生產(chǎn)監(jiān)造制度需要有關(guān)各方共同努力,尤其是工程業(yè)主的強(qiáng)力推動(dòng);工程業(yè)主確定監(jiān)造機(jī)構(gòu)資質(zhì)時(shí),認(rèn)可專業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)/或檢查機(jī)構(gòu)的認(rèn)證認(rèn)可資質(zhì)證書,有利于充分利用社會優(yōu)質(zhì)資源為PCCP工程質(zhì)量安全提供專業(yè)技術(shù)保障;監(jiān)造機(jī)構(gòu)的選擇應(yīng)充分考慮其專業(yè)化水平與被監(jiān)造企業(yè)質(zhì)量控制水平的互補(bǔ)、以長補(bǔ)短,確保降低產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn);監(jiān)造機(jī)構(gòu)明確的、合理的市場定位,有利于避免無序競爭,共同樹立產(chǎn)品監(jiān)造機(jī)構(gòu)的良好形象和公信力。
PCCP管道目前腐蝕破壞原因歸納為:預(yù)應(yīng)力鋼絲質(zhì)量差、水泥砂漿保護(hù)層質(zhì)量差、管頂覆土荷載超出設(shè)計(jì)允許值、埋管地點(diǎn)存在較為嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境。從這幾大原因可以看出,四種腐蝕都可能在PCCP應(yīng)力鋼絲、鋼筒以及承插口等部位發(fā)生,其中應(yīng)力腐蝕破裂最易在鋼絲上發(fā)生。隨著環(huán)境條件的變化,雜散電流腐蝕也極易發(fā)生。在細(xì)菌作用下會形成潛在的酸性環(huán)境。因此,采取必要的防護(hù)保護(hù)措施,對確保PCCP在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)安全運(yùn)行是十分必要的。通過分析PCCP腐蝕的原因,采用有機(jī)涂料保護(hù)PCCP外壁是非常必需的。同時(shí)應(yīng)針對PCCP的結(jié)構(gòu)情況,對PCCP外壁、承插口、管件及配件等采用相對應(yīng)的防腐蝕涂料品種。
他還表示,為保證PCCP外壁有機(jī)防腐蝕涂層的防腐蝕效果經(jīng)濟(jì)有效。應(yīng)做到:防腐蝕材料應(yīng)能有效抵抗管道運(yùn)行環(huán)境條件對材料的侵蝕;采用有效的涂裝方法把選用材料涂敷到管道外壁。
對于PCCP成品管的承插口工作面直徑來說,吳悅?cè)私ㄗh最大承插口工作面直徑差不大于1.6MM,最小不介意為0,這樣可以改善因橢圓度、局部不圓帶來的接口密封不良。不建議用增大膠圈周長或直徑的方法來改善接口密封效果。
他特別指出:PCCP國標(biāo)要求細(xì)骨料“含泥量不得大于1%”,這條含泥量要求有時(shí)當(dāng)?shù)夭牧虾茈y達(dá)到,建議改為2%。理由如下: 根據(jù)GB/T14684-2001第5.2.1條規(guī)定,Ⅰ類砂的含泥量要求<1.0%,Ⅱ類砂的含泥量要求<3.0%,根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)第4.4條規(guī)定,Ⅰ類砂宜用于強(qiáng)度等級大于C60的混凝土,Ⅱ類砂宜用于強(qiáng)度等級C30~C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土;根據(jù)JGJ52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)第3.1.3條規(guī)定,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級≥C60時(shí),含泥量≤2%,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C55~C30時(shí),含泥量≤3%。我們理解國標(biāo)行標(biāo)是最低標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)主有權(quán)提出比國標(biāo)行標(biāo)要求更高的要求,但是當(dāng)當(dāng)?shù)夭牧嫌芯窒扌詴r(shí),將砂的含泥量指標(biāo)定為≤2%、只要混凝土強(qiáng)度等級不大于C55,實(shí)際上已經(jīng)是超出了國標(biāo)行標(biāo)的要求。過高的材料品質(zhì)要求會增加承包商的采購難度和成本,實(shí)際上也就是增加了建設(shè)單位的投資。
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山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)院高工南彥波以《PCCP管道施工安裝質(zhì)量管理》為題做報(bào)告。他從PCCP管道在國內(nèi)目前使用情況、PCCP工程質(zhì)量、安裝工作內(nèi)容(工序)、安裝質(zhì)量目標(biāo)、影響PCCP安裝質(zhì)量因素、PCCP工序安裝質(zhì)量控制、PCCP安裝過程發(fā)生一般質(zhì)量缺陷等方面進(jìn)行了介紹。他表示,PCCP輸水管道工程質(zhì)量主要由設(shè)計(jì)質(zhì)量、施工質(zhì)量、工程安全運(yùn)行操作等方面決定。由于PCCP工程線路長、施工占地寬度大,地基變異性大,因此在正式開挖之前,應(yīng)對擬定線路開挖范圍內(nèi)地下管道、線纜、地下標(biāo)志點(diǎn)及其他構(gòu)筑物進(jìn)行探測,查明同施工有關(guān)的如地下水位、土質(zhì)、既有管線(纜)類型走向、埋深以及同待埋管道的相互關(guān)系等情況,為后續(xù)施工組織設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料。
PCCP工程溝槽開挖時(shí)應(yīng)注意一些問題:管基不允許超挖,發(fā)現(xiàn)局部超挖應(yīng)采用與墊層相同的材料進(jìn)行回填,并夯實(shí)到墊層要求密實(shí)度;巖石基礎(chǔ)應(yīng)開挖至設(shè)計(jì)要求深度,然后再鋪設(shè)墊層,不允許出現(xiàn)欠挖;到軟硬基過渡地段,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)合管道接頭位置進(jìn)行過渡處理;遇到淤泥、流沙(飽和粉細(xì)砂)等異常軟弱土壤時(shí),應(yīng)由設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場勘查提出處理方案;開挖穿越地下管線等管道時(shí),應(yīng)采取有效的保護(hù)措施,確保原有管道穩(wěn)定和安全運(yùn)行,建議在施工組織設(shè)計(jì)時(shí)針對性提出具體方案;溝槽附近有其他建筑物基礎(chǔ)和既有管道時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
他指出:PCCP管道合攏時(shí),由于管道安裝采用分段施工,所以會形成許多現(xiàn)場合攏點(diǎn)?,F(xiàn)場合攏盡量安排在直線段進(jìn)行。通常采用鋼管對接雙面焊合攏。合攏短管均為鋼板制作,總長度一般不應(yīng)小于1.2m,由承口段、插口段和中間湊合短管三部分組成。主要考慮鋼配件的加工、吊裝等因素。特別要注意:合攏配件的設(shè)計(jì)長度,兩端承插口段的安裝間隙可以偏小,為焊接收縮、溫度收縮預(yù)留余量。
據(jù)美國結(jié)構(gòu)工程師的研究,混凝土受拉應(yīng)力應(yīng)變過程可分為三個(gè)區(qū)域,即:未出現(xiàn)裂縫的初始狀態(tài)區(qū),該階段未出現(xiàn)微裂縫;應(yīng)變“軟化”狀態(tài)區(qū),該階段未出現(xiàn)可視裂縫;裂縫狀態(tài)區(qū)。微裂縫是隨機(jī)的、細(xì)微、短小且不連續(xù)的裂縫,只有借助顯微鏡才能看到。它們通常發(fā)生在骨料和膠凝材料的界面處。由于是非貫穿裂縫,故結(jié)構(gòu)仍可承擔(dān)拉應(yīng)力;當(dāng)混凝土拉應(yīng)力下降為0時(shí),即進(jìn)入裂縫狀態(tài)。隨著應(yīng)變的增加,通??梢杂萌庋壑苯涌吹?。Kenllison將其量化為:微裂縫寬度為0.025mm;可見裂縫的起始寬度為0.05mm。為此AWWA/ANSI C304規(guī)范規(guī)定的裂縫寬度是極為嚴(yán)格的,這也是PCCP能夠保持高保證率、長使用壽命的關(guān)鍵所在。
他在混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方面總結(jié)了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):原材料選用是PCCP混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)條件,低堿水泥、低含泥量中砂、高效低堿外加劑、非堿活性骨料等的合理選用,對保證南水北調(diào)工程大直徑PCCP質(zhì)量具有決定性作用; 通過試制試驗(yàn)證明泵送混凝土不適合于PCCP混凝土澆筑工藝,管芯外壁裂縫問題嚴(yán)重; 南水北調(diào)工程PCCP混凝土生產(chǎn)在國內(nèi)首次大規(guī)模采用了摻粉煤灰方案,取得了良好效果,包括成本降低、和易性改善、干縮減少、裂縫減少等,技術(shù)經(jīng)濟(jì)均較合理,值得推廣應(yīng)用;通過混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì),南水北調(diào)工程大直徑PCCP管道外面質(zhì)量好、強(qiáng)度穩(wěn)定、裂縫管道數(shù)量大大減少,混凝土生產(chǎn)取得了良好效果。
最后,他提出對PCCP發(fā)展應(yīng)用的建議為:
1、目前,國內(nèi)工程普遍重視管道生產(chǎn),但對管道安裝關(guān)注不足。換言之,就是管道生產(chǎn)水平相對較高,但管道安裝水平較一般。PCCP制作質(zhì)量管理、研究與監(jiān)理控制普遍得到重視和加強(qiáng),管道結(jié)構(gòu)可靠度較高。反之,對管道安裝質(zhì)量、管道工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的研究和重視程度不夠,建議業(yè)主、設(shè)計(jì)、安裝單位、安裝監(jiān)理應(yīng)增強(qiáng)意識,加強(qiáng)質(zhì)量控制和技術(shù)研究,提升安裝水平。
2、客觀對待工程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題,如插口環(huán)裂問題、管芯外壁裂縫問題等,應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)特性所造成的不可避免性,結(jié)合國外經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)規(guī)定、國內(nèi)生產(chǎn)水平,采取適當(dāng)措施減少頻率,合理明確使用標(biāo)準(zhǔn),減少損失。
3、管線工程不同于其它水利工程,不均勻沉降、接縫漏水、爆管等任何管材、施工、設(shè)計(jì)質(zhì)量問題最終會出現(xiàn)在管線漏水上,必須追求并確保滴水不漏,萬無一失。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),對管材、安裝、設(shè)計(jì)均提出極高要求。建議管線工程參建各方切實(shí)認(rèn)識工程特性、特點(diǎn),各負(fù)其責(zé),共同努力,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程的系統(tǒng)優(yōu)良,建優(yōu)質(zhì)工程、百年工程。
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他強(qiáng)調(diào),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子的土壤環(huán)境中以及架空鋪設(shè)時(shí),應(yīng)按GB50046-1995的規(guī)定對預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土筒的筒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)行評定。
寧夏青龍管業(yè)股份有限公司高工寧靖華以《PCCP原材料選擇與質(zhì)量控制》為主題做報(bào)告。他介紹了PCCP的原材料、原材料的重要性、原材料的選擇、原材料的質(zhì)量控制等幾大方面。他表示,PCCP的原材料材料品種多、用量大,質(zhì)量變異的可能性就大,且任何質(zhì)量波動(dòng)最終都體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)上,甚至出現(xiàn)不合格產(chǎn)品,因此在原材料質(zhì)量控制穩(wěn)定的情況下,保證管道質(zhì)量和加快生產(chǎn)進(jìn)度就有了基礎(chǔ)和可能。PCCP原材料的質(zhì)量控制可通過以下幾個(gè)方面:建立和運(yùn)行全員參與的質(zhì)量管理體系;建立可行的原材料質(zhì)量控制程序;明確的原材料控制指標(biāo)及試驗(yàn)方法。
Pure Technologies (China) Ltd. 教授級高工王五平以《大口徑PCCP檢測、監(jiān)測及管理新技術(shù)》主題做報(bào)告,他介紹了PCCP爆管事故現(xiàn)狀、P-Wave電磁法探測技術(shù)、SoundPrint聲監(jiān)測技術(shù)、工程應(yīng)用實(shí)例。他表示:PCCP在施工及運(yùn)行中,多種原因會造成鋼絲損傷或腐蝕,鋼絲腐蝕到一定程度后斷裂,所在部位管道強(qiáng)度下降。腐蝕進(jìn)一步發(fā)展,同一部位出現(xiàn)更多斷絲,強(qiáng)度顯著降低,最終導(dǎo)致爆管。國外PCCP工程事故統(tǒng)計(jì)表明,斷絲是PCCP爆管的主要事故模式。PCCP爆管具有突發(fā)性、災(zāi)難性,事先沒有征兆。爆管發(fā)生后,并不僅僅限于供水中斷,還會引起交通中斷、環(huán)境衛(wèi)生、財(cái)產(chǎn)損失等問題。PCCP在國內(nèi)使用20多年,爆管事故僅少量見諸公開報(bào)道,但是國外PCCP爆管事故頻發(fā),給我國的PCCP安全運(yùn)行管理敲響了警鐘。
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