水泥管道是混凝土、鋼骨架等材料為原料制成的一種預(yù)制管道的一種統(tǒng)稱。而預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，簡(jiǎn)寫PCCP）是指在帶有鋼筒的高強(qiáng)混凝土管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，再在其上噴制致密的水泥砂漿保護(hù)層而制成的輸水管。它是由薄鋼板、高強(qiáng)鋼 絲和混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，它充分而又綜合地發(fā)揮了鋼材的抗拉、易密封和混凝土的抗壓、耐腐蝕性能，具有高密封性、高強(qiáng)度和高抗?jié)B的特性，本文中不進(jìn)行此類管道的帶壓開孔作業(yè)的詳細(xì)講解，在以后的文章中另外進(jìn)行闡述。

普通水泥管道主要應(yīng)用于跨區(qū)域水源地之間的大型輸水工程，自來(lái)水、工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的供配水管網(wǎng)，電廠循環(huán)水管道，各種市政壓力排污主管道和倒虹吸管等，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛使用。

本次文章主要介紹普通混凝土管道的帶壓開孔方案以及預(yù)案進(jìn)行簡(jiǎn)析和研究，重點(diǎn)在于分析管道應(yīng)力和帶壓開孔對(duì)管道的影響。

1.作來(lái)混凝土的原材料水泥是比較重要的因素之一。

1.1水泥是粉狀硬性無(wú)機(jī)膠凝材料，加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。

1.2其中硅酸鹽水泥的主要化學(xué)成分為：氧化鈣CaO，二氧化硅SiO2，三氧化二鐵Fe2O3，三氧化二鋁Al2O3等。而硅酸水泥的主要礦物包含有：硅酸三鈣（3CaO·SiO2，簡(jiǎn)式C3S），硅酸二鈣（2CaO·SiO2，簡(jiǎn)式C2S），鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3，簡(jiǎn)式C3A），鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡(jiǎn)式C4AF）

1.3水泥種類：

a.硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%～5%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II，即國(guó)外通稱的波特蘭水泥。

b.普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%～20%混合材料，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱普通水泥），代號(hào)：P.O。

c.礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～70%?；郀t礦渣和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.S。

d.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.P。

e.粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%粉煤灰和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號(hào)：P.F。

f.復(fù)合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～50%兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥），代號(hào)P.C。

以上水泥成分所制成的水泥管道，均對(duì)應(yīng)不同的金剛石切削型號(hào)，其中最普遍所采用的是Fe-Ni-Cu-W系合金塊來(lái)完成。

2.混凝土構(gòu)成

2.1普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細(xì)骨料（砂）、外加劑和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤(rùn)滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)強(qiáng)的整體。

2.2混凝土的發(fā)展

20世紀(jì)初，有人發(fā)表了水灰比等學(xué)說(shuō)，初步奠定了混凝土強(qiáng)度的理論基礎(chǔ)。以后，相繼出現(xiàn)了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土，各種混凝土外加劑也開始使用。60年代以來(lái)，廣泛應(yīng)用減水劑，并出現(xiàn)了高效減水劑和相應(yīng)的流態(tài)混凝土；高分子材料進(jìn)入混凝土材料領(lǐng)域，出現(xiàn)了聚合物混凝土；多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土。現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)也越來(lái)越多地應(yīng)用于混凝土材料科學(xué)的研究。

2.3制造預(yù)制圓管的混凝土在有可能的條件下宜采用更高強(qiáng)度等級(jí)（如C40、C50或更高），這對(duì)減輕管道自重，提高管道抗?jié)B性能有十分有利。在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下，最低強(qiáng)度等級(jí)為C30。在這種水泥管道帶壓開孔作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)選用適合的帶壓開孔刀具才能有效地進(jìn)行管道切削作業(yè)。

2.4住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

隨著國(guó)家公布最新的《城市給水工程項(xiàng)目規(guī)范》GB 55026-2022即將于2022年10月份日起實(shí)施。現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定與本規(guī)范不一致的，以本規(guī)范的規(guī)定為準(zhǔn)。同時(shí)廢止現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB 50788-2012以及下列現(xiàn)行工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)強(qiáng)制性條文：

　　一、《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50013-2018第3.0.9、4.0.5、5.3.7、6.1.8、7.1.7、7.6.9、7.6.12、8.0.9、8.0.11、9.1.2、9.1.7、9.9.14、9.9.15、9.9.16、9.9.17、9.9.18、9.9.25、9.9.26、9.9.27、9.9.37、9.10.4、9.10.19、9.13.5、10.2.6條。

　　二、《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50332-2002第4.1.7、4.2.2、4.2.10、4.2.11、4.2.13、4.3.2、4.3.3、4.3.4、5.0.3、5.0.4、5.0.5、5.0.11、5.0.13、5.0.14、5.0.16條。

　　三、《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50069-2002第3.0.1、3.0.2、3.0.5、3.0.6、3.0.7、3.0.9、4.3.3、5.2.1、5.2.3、5.3.1、5.3.2、5.3.3、5.3.4、6.1.3、6.3.1、6.3.4條。

　　四、《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50141-2008第1.0.3、3.1.10、3.1.16、3.2.8、6.1.4、7.3.12（4）、8.1.6條（款）。

　　五、《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50268-2008第1.0.3、3.1.9、3.1.15、3.2.8、9.1.10、9.1.11條。

　　六、《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB 50282-2016第5.2.3、8.1.6條。

　　七、《含藻水給水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ 32-2011第4.4.5、4.7.5條。

　　八、《高濁度水給水設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ 40-2011第3.1.7、4.1.8、6.1.4、6.3.5、7.3.8條。

　　九、《城鎮(zhèn)供水廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》CJJ 58-2009第2.1.4、2.2.1、2.7.1、2.8.6、3.1.2、3.1.4、4.1.1、4.1.3、4.13.2、4.13.4、9.1.1、9.1.5、9.2.2、9.2.3、9.3.1、9.3.2、9.3.3、9.3.4、9.3.5、9.3.7、9.3.8、9.3.9、9.3.11、9.3.12、9.3.13、9.3.14、9.3.16、9.4.1、9.4.3、9.5.2、9.5.5、9.5.6、9.5.8、9.5.9、9.5.10條。

　　十、《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 92-2016第3.0.4、4.4.8、4.5.6條。

　　十一、《埋地塑料給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ 101-2016第6.1.8條。

　　十二、《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術(shù)規(guī)程》CJJ 123-2008第5.1.6、7.1.7、9.3.1、9.10.1、9.10.7、9.10.8條。

　　十三、《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測(cè)技術(shù)規(guī)程》CJJ 159-2011第3.0.7、3.0.12、3.0.13、3.0.14條。

　　十四、《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》CJJ 207-2013第7.4.10、7.4.12、7.5.3、8.1.2、8.2.8條。

　　十五、《城鎮(zhèn)給水預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ 224-2014第3.1.3、3.4.8、5.3.5、5.3.6、7.1.1、8.1.1、9.0.2條。

　　十六、《二次供水工程技術(shù)規(guī)程》CJJ 140-2010第3.0.2、3.0.8、4.0.1、6.4.4、10.1.11、11.3.6條。

3.目前在已服役的水泥管道進(jìn)行帶壓開孔作業(yè)，要查閱水泥管道工程竣工資料和管道的驗(yàn)收資料及其檢驗(yàn)方法，對(duì)于內(nèi)部鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)和混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊來(lái)統(tǒng)一確定帶壓開孔方案。而水泥管道短節(jié)制作或定制三通也同樣需要以上資料作為基礎(chǔ)來(lái)確定方案。

3.1要查閱水泥管道生產(chǎn)廠家提供的資料來(lái)確定當(dāng)時(shí)管道制造時(shí)的工藝，其中離心、懸輥、芯模振動(dòng)、徑向擠壓等多種不同的形式對(duì)混凝土的要求也有很大差異，必要時(shí)使用掃描設(shè)備對(duì)管道進(jìn)行其筋網(wǎng)在水泥管道位置排列進(jìn)行查看。

3.2預(yù)制圓形管道內(nèi)的配筋鋼材品種可以有很多種選擇，但在很多情況下，截面計(jì)算時(shí)是以混凝土的裂縫開展寬度控制的，這時(shí)鋼材品種以選擇可以焊接成型的小直徑的外形有螺紋帶肋鋼筋，所以管材中的鋼筋應(yīng)優(yōu)選冷軋帶肋鋼筋。

3.3在水泥管道帶壓開孔作業(yè)中，對(duì)于冷軋帶肋鋼筋的水泥管道進(jìn)行切削時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇適合的金剛石刀具。對(duì)于強(qiáng)度較高的水泥管道，帶壓開孔刀具以三邊豎刃地質(zhì)合金鉆頭為主要顆粒，以分層立式鋼制或鐵質(zhì)金剛石刀具為輔分布排列于刀具。這樣在不影響水泥管道切削作業(yè)的前提下，快速切斷冷軋帶肋鋼筋，從而實(shí)現(xiàn)整體水泥管道壁圓滑切削和應(yīng)力均布。