建筑工程技术实践报告 PCCP管道阴极保护施工方案.docx
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建筑工程技术实践报告PCCP管道阴极保护施工方案
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PCCP管道阴极保护施工方案
1概述
1.1工程概况
本标段为施工B标段全线长*km。
输水管线设计流量采用*输水设计流量3.25m³/s；输水管道选用单根DN1800mm、0.6MPa抗硫酸盐侵蚀预应力钢筒混凝土管。
为了减小PCCP管道中预应力钢筋和钢筒的腐蚀破坏，延长PCCP管道的使用寿命，采用牺牲阳极阴极保护系统对PCCP管道进行保护。
PCCP管采用带状锌阳极进行阴极保护，管件采用棒状纯锌阳极进行阴极保护。
1.2施工范围
本工程管道安装包括*～*桩号范围内的预应力钢筒砼管、管线钢管件和阀井钢管件的阴极保护。
2执行标准
（1）输水线路阴极保护设计图
（2）GB/T28725-2012埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护
（3）GB/T21448-2008埋地钢质管道阴极保护技术规范；
（4）GB/T21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测试方法；
（5）SY/T0019-97埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范。
3管道沿线土壤电阻率
管道沿线的土壤电阻率测试数据，详见下表：
管道沿线土壤电阻率测试数据表
序号
桩号
测试点
探针间距
m
电阻表读数
Ω
土壤电阻率
Ω.m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4阴极保护要求
平行PCCP管道埋设两条带状锌阳极对PCCP管道内的钢筒和预应力钢筋进行保护，锌带以30m为一个单元，两端通过电缆与对应的管子进行电连接；
PCCP管道采用钢制构件连接，如排气阀井、计量阀井、分水阀井、连通设施、分水口和弯头处，PCCP管与钢构件不进行电连接，单独进行保护。
4.1电连续性要求
根据GB/T28725-2012标准要求，应对PCCP管中预应力钢筋和钢筒进行电连续性连接，本工程所用PCCP管在制造中采用了钢丝下压接两条钢带，并将钢带在PCCP管端与钢筒焊接，保证预应力钢筋和钢筒之间阴极保护电流的电连续性；同时为保证PCCP管之间的电连续性，应对每节PCCP管进行电连续性跨接，本工程所用PCCP管的制作中已将两端的连接钢片安装完毕，施工中钢片应位于3点和9点处。
在PCCP管道保护段，应将所有的PCCP管进行电连续性跨接；但与PCCP管相邻的钢构件管不进行电连续性跨接。
电连接的要求：
每节PCCP管两端钢筋与电缆的连接电阻小于0.03欧姆，电缆间的连接电阻小于0.01欧姆。
钢管一侧立式摆放的棒状锌阳极，通过电缆将阳极与对应的管子进行电连接；当钢管釆用焊接相互连接时，钢管间不需要电跨接；当钢管间釆用承插连接时，如排气阀井、泄水阀井、计量阀井、分水阀井、连通设施时，需要电跨接。
4.2焊点的防腐绝缘
为防止杂散电流的干扰和PCCP管道保护电流的流失，所有跨接片电连接点采用热熔胶做密封防腐处理，待热熔胶固化后，使用双组分聚硫密封膏进行覆盖，所有电缆压接点使用专用电缆保护套进行防腐和密封。
4.3阴极保护准则
根据GB/T28725-2012标准，在PCCP管道阴极保护系统正式投入运行后，管道的极化电位差不应小于100mV；最低负电位不应负于-1000mV（CSE，去IR降）。
钢构件最小保护电位取-750mV（CSE），极化电位差不应小于100mV。
5施工要求
5.1施工程序
材料进场材料验收填包料拌合管道电连接焊接点防腐阳极安装测试点安装（测试盒及测试探头）系统检测。
5.2材料
阴极保护施工所涉及的材料包括：
带状锌阳极、棒状锌阳极、化学填料（石膏粉、工业硫酸钠、膨润土）、铜芯电缆、双组分聚硫密封膏、热熔胶等。
5.3填包料拌合
采用人工配合小型拌和机拌合，根据施工规范采用相应的比例，且加入适量的水。
化学填料成分如下表：
锌阳极化学填料成分
化学成分
石膏粉CaSO42H2O
工业硫酸钠
膨润土
重量百分比%
75
5
20
5.4PCCP管道电连接
管道安装后，PCCP管子间采用XLPE/PVC0.6/1KV1*25mm2铜芯电缆进行电连续性跨接，跨接电缆采用铜焊方式分别焊接在相连的两节PCCP管子的跨接钢片上。
注意焊接电缆方向要与管轴同向。
焊接要求牢固，不能虚焊。
电缆焊接前钢片的焊接部分应打磨除锈致出现金属光泽。
电缆焊接完成后，除去焊点周围的焊渣等杂物，再使用热熔胶对焊点做密封防腐处理，待热熔胶固化后，使用双组分聚硫密封膏对PCCP管道跨接点处进行覆盖和保护，不得有焊接金属和电缆铜芯外露。
5.5焊点的防腐绝缘
为防止杂散电流的干扰和PCCP管道保护电流的流失，所有跨接片电连接点采用双组分聚硫密封膏防腐保护，所有电缆压接点采用热熔胶带加热收缩套绝缘密封。
5.6阳极安装
5.6.1带状锌阳极安装
为充分发挥牺牲阳极的利用率，锌带分别放置在PCCP管子的两侧，锌带应放置在管底位置，管沟的一角。
带状锌阳极的安装应与PCCP主体管道安装同步进行。
当PCCP管沟挖好后，首先根据设计图纸安装PCCP管道底部的带状锌阳极。
阳极周围填充特定组分和尺寸的化学填料，再覆盖一定厚度的土层对安装好的阳极进行保护。
施工时要保证填包料不能混有土块，采用棉布包裹必须保证填包料的用量和纯洁度。
先将填料用水调和成豆腐渣状，在底部放上一半填料，再放入阳极带，阳极带就位后再放另一半填料，填料完成后，上面要覆盖20厘米的细土。
注意管子施工中不要破坏已施工的阳极。
阳极电缆与带状锌阳极采用压接方式进行连接，并采用专用电缆连接套进行连接和防腐。
30米为一个连接单元。
5.6.2钢制管件及JPCCP顶管棒状锌阳极安装
在阀室两侧各安装一支棒状锌阳极，镇墩钢制管件处安装一支棒状锌阳极，顶管两端安装两只（或一只）棒状锌阳极，阳极放置在距管外壁3.0m处，立式摆放，阳极顶部与管顶同高。
其做法如下：
采用钻孔法施工，也可用开挖方法，深3.5米，直径260mm的孔，将预包装的阳极袋直接放入孔中，回填土到地面。
预包装的阳极袋直径200mm，将棒周围填充特定组分的化学填料。
施工中要注意钢管或钢构件上引出阳极电缆，焊接处要重新防腐绝缘。
阳极电缆与棒状阳极电缆釆用压接方式连接并用热熔胶带和热缩套防腐。
5.7测试点的安装
测试点处30米PCCP管成一个单独的单元，该处的阳极出线电缆引入测试盒内，阴极汇流电缆只连接30m内PCCP管，直接引进测试盒内，在盒内通过接线柱与阳极电连接。
该点处埋入2支测试探头，2支探头的导线直接引进测试盒内，一支与管子相连，用于测量极化电位，另一支与管子不相连，用于测量自然电位。
5.7.1测试盒的安装
测试盒安装在阀井的内壁。
为保证测试桩与井壁的牢固连接，首先采用M8的膨胀螺钉在井壁上安装两条镀锌扁钢作为测试桩安装的支架。
再采用镀锌钢箍将测试桩与镀锌扁钢支架连接。
各种电缆经穿线管引入测试盒。
在测试点处，30m的2根锌带1端绝缘，1端电缆直接接入测试盒，不与PCCP管电连接；PCCP管引出两条电缆，接入测试盒。
在测试盒中通过接线柱上跨接铜片，把PCCP管与阳极，PCCP管与探头的一条引线电连接。
5.7.2测试探头的安装
测试探头模拟PCCP管结构制作，中间是一个Φ150×300mm混凝土芯子，芯子一端顶部中间留一小凹槽用于接线，在芯子上两端各缠挠3～4圈预应力钢丝，钢丝与电缆引线焊接，引线焊接处要用环氧树指密封，后在芯子上套上直径200mm的塑料管做外模，浇筑水泥砂浆保护层，脱模后即完成探头制作。
测试探头应距离管道1m埋设。
探头的引线直接引入测试盒；
5.8电缆安装
本工程所使用的电缆均为XLPE/PVC型铜芯电缆，使用方式和原则如下：
（1）XLPE/PVC1*25mm20.6/1kv跨接电缆
（2）XLPE/PVC1*10mm20.6/1kv阳极电缆
（3）XLPE/PVC1*6mm20.6/1kv测试电缆
所有在地面顶部水平敷设的电缆都应埋设在冻土层以下（最小埋设深度为1米），电缆四周填上细土，在电缆上面回填细土后应敷设塑料警示带。
所有埋地电缆应留有足够的余量，避免拉伸应力。
电缆与电缆的连接，电缆与镀锡铜鼻子的连接，以及电缆与锌带的连接主要采用压接方式（铜焊接也可），再使用专用电缆保护套进行防腐和密封。
电连接的要求：
每节PCCP管两端钢筋与电缆的连接电阻应小于0.03Ω，电缆间的连接电阻应小于0.01Ω。
6检测系统
阴极保护的测试，按照检测的时间顺序可分为阴极保护施加前测试、施加期间的测试和后期的维护管理测试。
6.1施加前测试
施加前测试主要包括：
管道沿线土壤电阻率测试、土壤pH值和氯离子含量测试、沿线高压电线干扰情况检测等。
6.2施加期间的测试
管道阴极保护施加期间，应进行原始参数测试，主要有：
每节PCCP管的电阻测试、管道自然电位测试、阳极开路电位测试、阳极地床接地电阻的测试及阳极输出电流的测试等。
6.2.1阳极参数的测试
阴极保护系统施工期间，应当进行牺牲阳极参数的测试。
查看所有安装的阴极保护设施是否合格，所有设备/装置的安装是否与设计图纸相符合，管道的测试电缆与管道连接是否完好，管道与管道之间的电连续是否合格。
主要测试项目有：
牺牲阳极开路电位；牺牲阳极接地电阻；牺牲阳极输出电流。
6.2.2管子电阻、自然电位测试
管道埋地后，由于土壤腐蚀的原因，会在金属表面形成一个腐蚀电位，此电位反映了自然状态下管道的腐蚀情况，并为后续的极化电位提供了基准。
为确保管道极化电位偏移量达到设计要求，应当对管道的自然电位进行精确测量，找出管道电位极化的基准。
为了更好的了解PCCP管道的电连续性，施工中要对每节管子的电阻进行测量。
6.2.3管道保护电位测试
管道自然电位测试完成后，应立即对管道施加牺牲阳极电流进行极化，由于混凝土管道的特殊性，管道的极化时间应在一个月左右。
所以在极化期间，应进行多次极化电位的测试。
6.2.4探头断电测试
探头安装完成，并将探头与管道连接，24小时后便可利用探头进行极化电位的测试，测试采用探头断电法，在与管道连接的钢筋上方，放置一支参比电极，探头钢筋断开后立即测量钢筋的电位，读数应在1秒内完成。
6.2.5土壤电阻率测试
施工期间应在毎一组阳极安装时，都进行土壤电阻率测试，如果土壤电阻率与设计值不一致，应调整阳极数量。
6.3维护与管理
调试结束，管道进入正常运行阶段，为确保阴极保护设施的良好运行，日常检测和维护是必不可少的。
测试时间间隔的要求：
第一个月每周测一次，第二个月起每月一次，第三个月起系统投入正常运行，应每季度测量一次。
测试内容主要包括：
-管道的通电保护电位；
-牺牲阳极的开路电位；
-牺牲阳极的闭路电位；
-牺牲阳极的输出电流；
-管道沿线的自然电位；
-管道的极化电位
所有得到的测试数据，应进行比较，如有不同，应认真分析，找出原因，并及时解决。
7进度计划及进度保障措施
7.1阴极保护施工进度计划
2015年6月15日开工，2015年8月30日完工。
7.2进度保障措施
（1）施工人员由专业劳动人员组成，保证熟练劳动力的投入，保证施工生产进度。
（2）抓住施工的关键线路，施工中合理安排施工顺序，压缩交接班时间，提高施工效率。
（3）施工期间合理布置工作流程，保证施工畅通。
（4）加强监控信息反馈，优化调整施工参数。
结合施工队的作业能力确定时间定额，压缩工序衔接中的间隔时间，不断调整和优化施工参数指标，保证循环作业进度，以循环作业进度保证日进度和分项工程施工进度。
（5）加强对工人质量意识的教育，提高施工人员的责任心，加大施工质量控制力度，严格落实内部三级质量检查制度，下大力抓好工程的一次合格率，一次成优率，确保完成一项，自检验收一项，成优一项，杜绝重大返工，保障工期计划安排的顺利实施。
（6）开展岗位、段组间的劳动竞赛活动，引入竞争机制，对质量好、工效高，提前完成任务的班组和个人予以奖励，相反要受处罚，激励每位职工发挥特长，以保证工期按期和提前完成。
（7）从其他配套措施上保障工期
做好雨季施工的管理和安排，合理调整雨季施工进度，提前做好抵御暴雨，狂风等灾害性天气的各种措施；所有排水设施保证畅通，加强对地表水的疏导，增加抽水设备，抢晴天、战雨天，最大限度的减小天气变化对工期的影响。
8环境保护措施
1）严格按建设单位、监理指定的区域弃土，并对弃土进行合理堆放，以免破坏原有自然景观及长城等文物。
2）保持施工区和生活区的环境卫生，及时清除垃圾和废物，送至指定地点处理。
3）进场的各种材料堆放有序，美观整洁，注意防火、防雨，并按不同规格和用途分别堆放，设牌警告。
4）施工现场四周不得随意乱开临时道路，破坏植被覆盖，以免造成水土流失，保护自然资源。
5）加强对施工人员的教育与管理，自觉保护林草、庄稼及各种自然资源，树立文明工地形象。
9文明施工措施
加强现场文明施工和现场管理：
1）现场文明标志、安全标志、施工责任标志等施工标牌要齐全完整。
驻地管理人员和施工现场管理人员均要持上岗证。
2）生活区修建能保证足够的卫生措施。
3）材料堆放和设备停放整齐有序。
4）施工现场在业主划定范围内设置。
5）材料堆放要注意防火、防雨，并按不同规格和用途分别堆放，设牌警告。
10安全保障措施
1）始终树立安全意识，加强安全教育，建立健全各项安全保证体系。
2）建立保证安全施工的措施
（1）安全目标计划：
本标段工程施工过程中，要做到无重大伤亡事故，力争不发生任何安全事故。
（2）加强安全生产，严格执行安全管理规程，围绕安全目标对整个施工过程进行全民安全管理，建立安全责任制，严格执行《安全工作承包责任书》，同时与施工队鉴订《安全合同》，强化工地全体人员的安全意识，施工现场设置安全标志。
（3）坚持安全规程，实施安全技术措施，坚持做到无安全措施不施工，无安全技术交底不施工，实行安全一票否决制。
（4）强化安全监察机制，对施工生产全过程进行安全监察，做到：
a、明确安监人员有下列临时处置权。
发现违章作业和违章指挥，有权责令停止工作，对违返安全制度的人员有权照章罚款。
b、加强群众性安全监察，对违章指挥或无安全施工技术措施或未经技术交底的项目，施工人员有权拒绝施工，并有权向上级报告，对他人违章有权制止。
c、实行安全责任书和单位工程安全奖办法，使安全与施工人员经济利益有直接挂钩。
（5）定期组织由项目负责人，施工技术负责人，安全员及现场有关施工管理人员参加的安全检查。
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