南水北调中线工程PCCP外防腐设计及其龟裂问题分析处理

通过对南水北调中线工程PCCP埋设土壤环境分析,结合管道特性以及国外已建工程的情况,确定PCCP管道外防腐设计采用环氧煤沥青防腐保护层,并对工程实施过程中,小部分管道的外防腐层局部龟裂现象进行了分析,总结出龟裂的原因,并提出处理方案.     

预应力钢筒混凝土管砂浆保护层防腐性能研究

预应力钢筒混凝土管(PCCP)的水泥砂浆保护层因其高碱性而使管中的预应力钢丝表面产生钝化,在大多数的土壤和地下水环境中,钝化的钢丝具有极高的抗蚀能力,但在某些特定请况下,仅靠钢丝本身的钝化已不足以抵抗腐蚀,需采取附加防腐措施。文章针对中国的具体情况,提出埋地PCCP管道应采取防腐措施的建议。     

预应力钢筒混凝土管阴极保护技术应用介绍

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在国内的供水工程中已得到了广泛认可,应用越来越多,南水北调北京段就采用了DN4000 mm的PCCP管.为防止PCCP管中钢质结构(钢筒和预应力钢丝)的腐蚀,国外对PCCP管道采用了阴极保护技术,成功克服了PCCP管的腐蚀,延长了PCCP管的使用寿命.介绍了利比亚"大人工河"及国际上几个工程中PCCP管道的防腐蚀做法,分析了造成PCCP管腐蚀的机理和应采用的防护方法和标准;并针对南水北调北京段PCCP管的保护,介绍了采用带状锌牺牲阳极进行保护的设计理念和方法.     

浅析不同土质中埋地预应力钢筒混凝土管的腐蚀性及其保护措施

埋地管道的敷设环境和防腐性能对管材的使用寿命会产生较大影响,其中土壤种类(即土质)的影响不可忽视。预应力钢筒混凝土管(简称PCCP管)虽然具有较好的防腐性能,但是在不利情况下,如高氯离子土壤、高硫酸盐土壤等环境下,若不采取有效的防腐保护措施,则可能缩短管道的使用寿命。因此,为了对PCCP管在不同土质环境下的防腐蚀性能进行剖析,从不同土质的形成特点和机理出发,着重探讨了在高氯离子土壤、高硫酸盐含量土壤和土壤中有杂散电流干扰情况下,PCCP管的防腐蚀性能和应对措施。提出了综合的防腐保护措施,为实际工程提供参考。     

PCCP管道外防腐涂料消耗量计算方法的探讨

分析了PCCP管外水泥砂浆保护层的表面形态特点、防腐蚀的重要性、外防腐涂料的设计要求、施工特点和实践经验,以及影响外防腐涂层消耗量的主要因素,提出了合理计算防腐涂料实际用量的方法。     

引汉济渭二期工程北干线土壤对PCCP管腐蚀性评价

引汉济渭二期工程北干线压力管道拟采用预应力钢筒混凝土管道(PCCP),管道存在被土壤腐蚀的可能,对管道沿线进行土壤腐蚀性测试PCCP管腐蚀性进行评价,结果显示,沿线地层对钢结构具腐蚀性,腐蚀等级为微～强腐蚀;管道沿线粗、细粒土对钢结构的腐蚀性等级差别较大。根据评价结果建议采用防腐层外加阴极保护的联合防护措施;设计防护措施时可在确保工程安全运行的前提下,根据管道所处土壤类别分别设计;及早建立PCCP管土壤腐蚀性评价体系。可为管道防腐设计提供依据。     

盐碱地区埋地PCCP外防腐涂料的筛选研究

PCCP在盐碱地区需考虑特别的外防腐处理.盐碱地区土壤环境不仅对钢质管道有腐蚀性,同时还会腐蚀破坏混凝土,结合PCCP管道的特点,通过试验对比了环氧煤沥青涂料、橡胶涂料、聚氨酯涂料、聚脲涂料等,筛选出环氧煤沥青涂料是盐碱地区PCCP外壁防腐的理想材料,选材时应同时考虑材料的柔韧性.     

橡胶改性沥青在引青济秦扩建三期工程中的应用

结合引青济秦扩建三期工程施工实际,对PCCP管道外接口方案进行分析,研究表明橡胶改性沥青可以作为填充材料在PCCP管道外接口中使用,在类似工程中具有借鉴意义。     

PCCP腐蚀与防护浅析

本文结合作者多年来从事PCCP输水管道工程的设计及工程咨询的实践经验,对PCCP的主要腐蚀机理及腐蚀形式进行了介绍,并列举了PCCP的有效防护措施,可供类似PCCP供水工程管道防腐设计参考。     

浅谈阴极保护技术在PCCP管道工程中的应用

南水北调中线北京段PCCP管道工程中首次采用了阴极保护防腐技术,以减轻外部介质对PCCP管道中预应力钢丝和钢筒的腐蚀破坏。文章结合PCCP管道自身结构特点,着重阐述PCCP管道实施阴极保护技术的必要性、阴极保护实施方案、阴极保护技术要求、阴极保护技术施工方法等,为PCCP管道阴极保护技术的推广应用提供借鉴与参考。     

预应力钢筒混凝土管结构变形规律的原型试验研究Ⅰ:内压

为研究预应力钢筒混凝土管在极限内水压作用下的承载能力和破坏机理,对内径2.6 m埋置式预应力钢筒混凝土管原型管进行了内水压试验,试验在国内外首次采用BOTDA和FBG光纤传感技术,并将光纤在PCCP制造过程中植入钢筒表面,在加载过程中连续测试PCCP各层结构的应变响应。通过深入分析测试数据发现,试验管内压在0~1.8 MPa时管道受力均匀,各层结构变形较协调一致并共同抵御内压,内压大于1.8 MPa时砂浆和管芯混凝土发生开裂。钢筒和预应力钢丝在加压过程中的变形规律基本一致,屈服内水压力均为1.8 MPa。钢筒内侧管芯混凝土开裂后通过钢筒传递径向应力,内水压力由预应力钢丝承担。原型试验不但获得了PCCP各层结构在内水压力作用下的受载响应规律,确定了管体各层材料开裂和屈服荷载,而且为PCCP结构深层次的基础理论研究和工程应用提供了宝贵的试验资料。     

大口径PCCP管道接口外缝灌浆施工工艺

预应力钢筒混凝土管道(PCCP)在现场安装完成之后,为了防止管道接口的钢构件受到腐蚀需要在接口的外缝内灌注水泥砂浆。文中介绍了大口径预应力钢筒混凝土管道接口外缝回填灌浆技术及施工工序,包括在管道接口处包以闭孔泡沫板形成包带,水泥砂浆的配制以及利用泵将砂浆灌入外缝等。     

输水钢管水泥砂浆内防腐裂缝研究

分析了输水钢管水泥砂浆内防腐的工作机理及其产生裂缝的原因,从施工工艺、施工管理等方面提出了控制水泥砂浆裂缝产生的方法。并从提高水泥砂浆自身抗裂性能方面提出了添加聚丙烯纤维或聚合物的建议。     

长距离输水工程采用大口径 PCCP 管的安全防护对策

针对输水管道工程中 PCCP 管材爆管事故引发对 PCCP 管耐久性的担忧,对相关管道爆管案例进行了归纳研究,结果表明爆管的主因是预应力钢丝断丝。微观分析可知钢丝断丝是由于快拉拔引起晶格缺陷、阴极保护过负、氢脆等因素导致; 宏观分析其原因是由于砂浆保护层开裂、有效外防护缺失导致钢丝腐蚀破坏。通过对比研究国内外有关规范差异、管材设计考虑的内外服役环境、管芯混凝土和砂浆制造工艺,以及已建工程不同外防护效果等方面,提出了 PCCP 管道安全防护对策如下: ( 1) 标准规范需细化和设计优化; ( 2) 提高管芯质量和改进砂浆工艺; ( 3) 做好有效外防护,如三油两布和适宜厚度的环氧煤沥青涂层措施; ( 4) 慎重选择阴极保护等措施,由此可提高 PCCP 管道的承载力和耐久性。与此同时,还需做好运行监测和检测,并及时进行管道修补及换管工作,从而降低爆管风险。     

预应力钢筒混凝土管（PCCP）保护层设计探讨

保护层对预应力钢筒混凝土管（PCCP）耐久性有关键影响,其质量问题是许多管道引水工程事故的诱因。文中结合工程实践,论述了PCCP保护层设计思路,明确了保护层砂浆主要技术指标。     

预应力钢筒混凝土管结构变形规律的原型试验研究Ⅱ:外压

PCCP是由混凝土管芯、钢筒、预应力钢丝以及砂浆保护层构成的复合结构,不但承受内水荷载,还有外部土荷载、管体自重与水重、活荷载以及临时堆土等外荷载作用,在外荷载作用下PCCP的变形规律与内荷载的变形规律完全不同。为研究PCCP在极限外荷载作用下的变形规律,在国内外首次采用BOTDA和FBG光纤传感技术,并将光纤在PCCP制造过程中植入钢筒表面,采用三点试验法对内径2.6 m埋置式PCCP原型管进行了外荷载试验,在加载过程中连续测试PCCP各层结构的应变响应。通过深入分析测试数据发现,在三点法试验加载过程中,管体结构各层材料的变形与外荷载正比相关,钢筒外侧管芯混凝土与钢丝的变形协调一致,钢筒内侧管芯混凝土与钢筒的变形基本协调一致。管腰处管芯混凝土外侧和钢丝受拉,管腰处管芯混凝土内侧和钢筒受压,管顶和管底则与之相反,但变形协调规律一致。外荷载原型试验获得了PCCP各层结构受载响应规律,为PCCP结构深层次的基础理论研究和工程应用提供了宝贵的试验资料。     

防腐技术在南水北调PCCP工程中的应用

南水北调工程北京段工程沿线地质环境复杂,存在有害介质腐蚀和杂散电流腐蚀危害,必须采取有效的PCCP防腐措施。通过改善混凝土及砂浆性能、进行涂层防腐和阴极保护,可以有效解决南水北调工程北京段PCCP管线的腐蚀问题,提高工程安全和耐久性,为今后PCCP工程积累了宝贵经验。     

大口径PCCP管道安装工艺与方法

PCCP是钢筒型预应力混凝土压力管,也称为包纳管。是一种由内钢筒、混凝土管芯、高强度预应力钢丝和砂浆保护层等组成的复合材料管。具有可承受较高的内压和外部荷载、对地基适应性好、耐腐蚀性能好、通水能力强、管路损失小、输水成本低、使用寿命长、社会综合效益好的优势,被越来越多地用于大口径压力输水管线工程。结合南水北调中线京石段应急供水工程（北京段）PCCP管道工程施工经验,介绍了该工程优选的大型安装起吊设备性能参数,阐述了大口径PCCP管道安装工艺、操作要点和资源配置。     

水泥砂浆新型涂层磨蚀性能试验研究

为研究泥沙特性与磨蚀角度对有、无新型涂层水泥砂浆材料磨蚀的影响及机理,采用超声振动空化装置配合自主研发的泥沙搅拌装置作为水泥砂浆的磨蚀设备,对新型涂层材料进行了磨蚀性能试验,对比分析了相同磨蚀条件下有、无涂层的磨蚀量大小,并探讨了各自的磨蚀机理。研究表明:超声振动空化装置是一种较好的快速模拟磨蚀的试验方法;泥沙特性与磨蚀角度对水泥砂浆材料磨蚀有较大的影响,随泥沙粒径与含沙量的增大,水泥砂浆磨蚀量增大,当水流含沙量逐渐增大并超过100 kg/m3时,水泥砂浆磨蚀量增加趋势变缓;水泥砂浆材料呈现典型的脆性材料的磨蚀特征,当磨蚀角度小于60°时,涂层材料磨蚀量增加速率趋缓,超过60°后增加速率较大。该涂层对水泥砂浆在小粒径、低含沙量以及小角度的挟沙水流中磨蚀防护效果较好。     

碾压砼坝上游面防渗湿喷工艺改进

针对碾压砼坝上游面的防渗，提出了湿法喷涂丙乳砂浆集中防渗的新方案。增设了喷粉辅助机械系统，改进了辅料系统及喷枪结构。改进后的湿喷工艺能缓解稠浆易增，稀浆易淌的缺陷。并已成功地应用于福建省山仔碾压砼坝上游面的防渗等工程。