預應力鋼筒混凝土管使用性能

預應力鋼筒混凝土管是目前世界上廣泛使用的大口徑、高工壓的管材，它是由鋼板、鋼絲、水泥、砂和石子構成的復合管。這種管材具有鋼管的抗拉、抗滲性和混凝土管的抗壓、耐腐蝕性。

1 技術特性

PCCP從型式上可分為兩種：一種是內襯式預應力鋼筒混凝土管（PCCP－L）（圖1），是在鋼筒內部襯以混凝土后在鋼筒外面纏繞預應力鋼絲再輥射砂漿保護層；一種是埋置式預應力鋼筒混凝土管（PCCP-E）（圖2），是將鋼筒埋置在混凝土里面，然后在混凝土管芯上纏繞預應力鋼絲，再輥射保護層。

預應力鋼筒混凝土管的主要技術特性有：

1）設計方法先進、安全

它用綜合分析法將各種內壓力和外荷載組合在一起的方法考慮了管壁的彈性變形和非彈性變形限制了混凝土的抗拉和抗壓應力，極大地提高了管線的經濟性和可靠性。

2）承受高的內壓和外部荷載

因PCCP使用了經水壓檢驗的鋼筒，解決了一般混凝土管存在的滲水問題，所以它可以承受很高的工作壓力，我國產品標準的工作壓力指標為0.4～2.0MPa，國外應用的PCCP工作壓力有的高達3.0MPa以上。由于PCCP在設計上可以充分使用混凝土的抗壓強度，所以較其它管材可承受更大的外荷載。

3）接頭密封好

PCCP接頭采用鋼質承、插口，承、插口工作面直徑配合間隙為0-1.6mm。插口是帶有凹槽的特制型鋼，密封膠圈放在凹槽內，這種結合緊密的接口形式確保接口具有*的水密性。

4）雙膠圈接口

PCCP接口采用雙膠圈接口形式，不僅保證了*的水密性，還可在安裝時即刻檢驗管子接口安裝合格與否。

5）對地基適應性好

PCCP的半剛性接頭使得此種管子有一定的剛性和柔性，能轉一定的角度，適應地基變化的性能較其它管材為好。

6）較高的通水能力

PCCP管內表面非常光滑，不形成瘤節，表面不結垢，使得管線在運行服務期內能保持很高的通水能力。PCCP經水務摩阻試驗測定：離心成型的PCCP-L管，n=0.012，對于立式振動成型的PCCP-E管，n=0.0107，可見PCCP的粗糙率n值是比較小的。

7）耐腐蝕性能好

由于構成PCCP的所有鋼材都被良好密實的混凝土所包裹，經防腐處理的承插口安裝后其外露部位又用砂漿灌注封口，混凝土或砂漿提供的高堿性環境使得構成PCCP內部的鋼材鈍化，從而阻止其腐蝕，故其防腐性能好。

8）可通過焊接部分接頭以抵抗推力

當施工現場不方便做混凝土支墩抵抗推力，或者經比較做混凝土支墩不經濟時，PCCP管可通過在現場將轉角處一定數量管道的鋼質接口焊接起來，以抵抗推力。

9）管道運行經濟安全

PCCP*的復合結構和*的接頭型式，使這種管材不會出現管身滲水，接頭漏水，更不會出現爆管、斷管等現象。輸水管線在長期運行中，管路損失極小，輸水成本低。

10）造價低，壽命長，綜合效益好

PCCP為直筒型，運輸方便，且鋼質接頭使得運輸安裝過程中無損耗。安裝時溝槽開挖寬度窄，接口工作坑較淺，綜合造價較低。國外五十年的運行經驗證明，PCCP的壽命可達五十年以上，其社會綜合效益好。

2 生產工藝簡介

埋置式預應力鋼筒混凝土管的工藝流程簡述如下：

1）承、接口環制作：6-10mm中厚鋼板，承插口異型鋼板經剪板機、開口環卷板機、電焊機、夾具、承口輥壓成型機、承插口漲圓機、砂輪機等分別制作成所需規格的承、插口環。

2）鋼筒制作：1.5mm薄鋼板，經銅筒卷焊機加工后分別與承、插口環焊接制作成鋼筒。

3）將制作好的鋼筒由吊裝設備吊至靜水試壓機上進行水壓試驗，發現漏水經電焊機修補后重新進行試驗，合格鋼筒由吊裝設備運至管芯成型工段。

4）混凝土攪拌：外購的砂、碎石堆放在露天堆場或堆棚內，水泥儲存于水泥儲倉（設有收塵設施），砂、碎石由堆場（棚）經皮帶機、提升機送至攪拌站配料倉，水泥經提升機送至配料倉，三種物料和水按一定配合比由計量裝置定量配料送入混凝土攪拌機，攪拌好的混凝土由運料車送至管芯成型工段澆注斗。

5）管芯成型及養護：將鋼筒裝上水泥管模具，由攪拌站攪拌好的混凝土經澆注斗注入模具內，邊澆注邊由風動振動器振動，澆注好的管芯套上養護罩通入蒸汽進行養護。

6）脫模及表面修整：養護好的管芯經氣動板手進行脫模，表面不合格處進行局部修整。

7）管芯繞絲：管芯經吊裝設備運至立式纏絲機上，Φ5mm高強鋼絲經綁扎機、繞絲機均勻地纏繞在混凝土管芯上，其預應力值根據設計確定。繞絲結束后運至輥射噴漿機制作保護層。

8）保護層制作：繞絲后的管芯由吊裝設備運至輥射工作臺，水泥、砂、水經配料系統配料喂入砂漿攪拌機，攪拌好的水泥砂漿經輥射式噴漿機均勻地噴射在繞絲管芯上，其厚度為25mm，形成鋼絲保護層。

9）成品檢驗及堆放：保護層制作合格經養護后進行外觀檢驗，并對不合格處進行局部修補，合格的產品經龍門吊車運至成品堆場堆放，準備出廠。