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南水北调中线PCCP管道工程安全监测分析

【摘要】本文介绍了南水北调中线京石段PCCP管道工程的监测方法，如

土压力计、三向测缝计等仪器的安装埋设，着重分析该段管道镇墩部位的温度、

位移变化，监测成果论证了结构的安全性和管道设计的合理性，并介绍了监测过

程中的一些施工经验。

【关键字】南水北调中线PCCP管道安全监测位移变化

引言

随着科技的发展和工程的需求，监测技术越来越广泛地应用于各个领域，

如岩土工程、大坝安全等，如今，大中型甚至小型工程都要进行安全监测。南水

北调中线调水工程是当今在建的世界上规模最大的调水工程。南水北调中线京石

段应急供水工程PCCP管道工程上接惠南庄泵站，下接大宁调压池，输水管线起

点距渠首约2.3Km，输水管线末端距总干渠终点颐和园团城湖约21.4Km,PCCP

管道输水干线全长56.359Km.

仪器的布置与埋设

PCCP管道结构与特性

南水北调中线京石段应急供水工程PCCP管道工程分成六个施工标段，

其中PCCP管道工程第六标段全长7.562Km。主体工程由预应力钢筒混凝土管(简

称PCCP)连接组成。转弯连接部位为内置压力钢管，外面浇筑钢筋混凝土包封的

镇墩。PCCP是由预应力钢丝、钢筒、混凝土构成的复合管材，是预应力钢筒混

凝土管（PRESTRESSEDCONCRETECYLINDERPIPE）的英文缩写。这种管材

是在带钢筒的混凝土管芯上，环向缠绕预应力钢丝，最后在管外部施喷水泥砂浆

保护层而制成的。高强度混凝土管芯是管道的主要结构部分，可提供光滑的内表

面以利水流。该管芯内的钢筒起防渗作用和提供纵向抗拉强度，并可增加环向强

度。冷拉预应力钢丝以一定的拉应力螺旋式缠绕在管芯上，在管芯上产生均匀的

预压应力以抵偿由内压和外荷载产生的拉应力。管外的密实的水泥砂浆保护层保

护高强度钢丝和管芯，使之免受物理损坏和外界腐蚀。PCCP具有承受高的内压

和外荷载，良好的抗渗性及耐久性，安装速度快，抗震能力强，较高的通水能力

以及工程造价和维护费用低等优点，现在广泛应用于国内外大中小各型引水工

程。

仪器的布置

为了保证应急供水工程能够顺利输水，在主体工程关键部位布置了钢筋

计、应变计等多种仪器进行长期安全监测。PCCP管道工程施工六标在管身水平

段及转弯部位等一些重点部位布置了PG00101至PG00111共11个监测断面,各

监测断面布置的仪器数量具体见表1。监测仪器有应力应变监测的钢筋计、应变

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计、无应力计、土压力计，位移观测的三向测缝计和渗流监测的渗压计。PG00101

监测断面仪器布置图见图1，最早的仪器从2007年10月开始监测。

仪器率定

依据《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178—2003）和《岩土工程

用钢弦式压力传感器》（GB/T13606-92）等规范对所有仪器进行检验率定。对于

振弦式仪器，由于温度对物理量变化不大，规范要求主要检验传感器的力学性能

和防水性能。各仪器率定检验的主要设备和方法见表2。

仪器安装

PCCP施工六标土压力计占的比例大，本文主要说明土压力计的安装方

法。其它仪器按常规安装方法安装。

倾斜基础面位置土压力计的安装与埋设

在土压力计埋设位置预留0.5m×0.8m的方坑，坑