一、PCCP管脱管的现象与危害

 

PCCPPrestressed Concrete Cylinder Pipe)由钢筒、预应力钢丝、混凝土芯管和砂浆保护层组成,采用承插式橡胶圈密封。在 DN1600 大口径工程中,脱管(即插口从承口中完全或部分脱出)属于 严重结构失效,常见原因包括:

 

- 地基不均匀沉降或管床掏空

- 水锤或压力骤变产生的轴向推力

- 弯头或三通处未设置足够的止推墩

- 安装时承插深度不足或回填不当

 

脱管后,橡胶密封圈失效,管内水(尤其是高压输水)会大量喷涌,造成 停水、道路塌陷、二次灾害。快速修复的关键是 在不停水或短时停水条件下,使用机械式抢修节恢复密封。

 

 

 

 二、DN1600 PCCP脱管后的快速解决步骤

 

 1. 现场紧急处置

- 降压限流:若无法完全停水,可临时降低运行压力至 0.2~0.3MPa 以下。

- 排水与清淤:在脱管处开挖作业坑,排除积水,清理管外壁泥土。

- 测量偏移量:使用激光测距仪或钢尺精确测量以下两个关键参数:

 

 参数

 定义

 测量方法

 轴向脱开距离 L

 插口端面与承口底部之间的距离

 拉线或直尺测量

 径向错位 Δr

 插口与承口的中心线偏差

 测量管壁相对位移,取最大值

 

 2. 判断能否使用碳钢定制抢修节

 

碳钢抢修节(哈夫节)是一种对开式管道修补器,通过螺栓紧固使橡胶密封圈压紧管道外壁。其对 偏移量的适应能力有限,超出范围则无法有效密封,甚至损坏 PCCP 管表面。

 

推荐允许偏移量范围(基于工程实践与行业标准):

 

- 轴向脱开距离 L ≤ 80mm  

  在此范围内,定制抢修节可通过 加长壳体 台阶式密封结构 同时覆盖承口与插口的外壁,并压紧原有密封区域。

  

- 径向错位 Δr ≤ 20mm  

  即约等于 DN1600 管外径(约 1930mm)的 1%。超出此值,抢修节的密封圈无法均匀贴合两侧管壁,会出现渗漏点。

 

- 角度偏转(轴线夹角)≤ 1.5°  

  若脱管同时伴随转角,上述径向错位限值等效控制。

 

> ✅ 结论:当 L ≤ 80mm Δr ≤ 20mm 时,可直接使用碳钢材质定制抢修节进行快速修复。

 

 3. 超出允许范围的处理方式

 

若偏移量超出限值,不可强行安装抢修节,否则会:

- 导致碳钢壳体变形或螺栓断裂

- 压裂 PCCP 管混凝土保护层

- 密封失效后反复漏水

 

正确做法:

- 先使用 液压千斤顶、倒链或顶管设备 将管道轴向回拉,使脱开距离缩小至 80mm 以内。

- 对径向错位,可通过 管侧垫层调整或局部开挖纠偏 将管位校正。

- 待偏移量进入允许范围后,再安装定制抢修节。

 

 4. 定制碳钢抢修节的设计与安装

 

- 材质:壳体采用 Q235B 碳钢(外防腐可做环氧煤沥青或热镀锌),螺栓为 8.8 级高强度螺栓。

- 内衬密封:内衬天然橡胶或 EPDM,根据输送介质(水或污水)选择。

- 长度设计:应覆盖脱开区域,通常比原承插口长度长 150~200mm

- 安装步骤:

  1. 将上下两半壳体扣在管道脱开处;

  2. 对正螺栓孔,交替拧紧螺母(扭矩按设计值,一般 150~200N·m);

  3. 缓慢升压至工作压力的 1.5 倍,稳压检查无渗漏;

  4. 回填作业坑,注意保护壳体防腐层。

 

 

 

 三、为什么是碳钢材质?—— 成本与性能平衡

 

对于大口径(DN1600)临时或永久抢修,碳钢相比不锈钢、球墨铸铁具有以下优势:

 

 对比项

 碳钢(Q235B

 不锈钢(304

 球墨铸铁

 成本

 

 

 中等

 加工周期

 7~10 天(定制)

 10~15

 15~20

 强度

 足够(屈服≥235MPa

 更高

 相当

 防腐要求

 需做外防腐涂层

 不需

 需涂层

 适用场景

 输水、排水,非强腐蚀介质

 海水、化工

 给水工程

 

对于一般输水 PCCP 管道,碳钢抢修节性价比最高,且可快速定制生产。

 

 

 

 四、实际案例参考(典型数据)

 

某引水工程 DN1600 PCCP 管因地基沉降导致承插口脱开:

- 轴向脱开:65mm

- 径向错位:12mm

- 工作压力:1.0MPa

 

采用 碳钢定制抢修节(长度 800mm,内衬 EPDM,壳体厚度 12mm)进行安装,从测量到完成安装耗时 6 小时,试压合格后恢复通水,至今运行两年无泄漏。

 

 

 

 五、预防脱管的建议

 

- PCCP 管弯头、三通、阀门处 设置混凝土止推墩。

- 回填时严格控制管底压实度,避免局部空洞。

- 定期进行管道内窥检测,关注接口位移情况。

- 储备 1~2 套适应常见偏移量的定制抢修节 作为应急物资。

 

 

 

 六、总结

 

DN1600 PCCP 管脱管漏水是紧急事故,但通过 准确测量轴向脱开与径向错位量,判断其是否在允许范围内(轴向 ≤ 80mm,径向 ≤ 20mm),即可采用 碳钢材质定制抢修节 实现快速、可靠的修复。超出限值时,应先纠偏再安装。工程单位应将此方案纳入应急预案,并提前预制备件,大幅缩短停水时间。

 

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