水泥管道可以带压开孔么？做好这3点，顺利施工

水泥管道是混凝土、钢骨架等材料为原料制成的一种预制管道的一种统称。而预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简写PCCP）是指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管。它是由薄钢板、高强钢 丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性，本文中不进行此类管道的带压开孔作业的详细讲解，在以后的文章中另外进行阐述。

普通水泥管道主要应用于跨区域水源地之间的大型输水工程，自来水、工业和农业灌溉系统的供配水管网，电厂循环水管道，各种市政压力排污主管道和倒虹吸管等，在全世界范围内得到了广泛使用。

本次文章主要介绍普通混凝土管道的带压开孔方案以及预案进行简析和研究，重点在于分析管道应力和带压开孔对管道的影响。

1.作来混凝土的原材料水泥是比较重要的因素之一。

1.1水泥是粉状硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

1.2其中硅酸盐水泥的主要化学成分为：氧化钙CaO，二氧化硅SiO2，三氧化二铁Fe2O3，三氧化二铝Al2O3等。而硅酸水泥的主要矿物包含有：硅酸三钙（3CaO·SiO2，简式C3S），硅酸二钙（2CaO·SiO2，简式C2S），铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简式C3A），铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF）

1.3水泥种类：

a.硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分P.I和P.II，即国外通称的波特兰水泥。

b.普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%～20%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号：P.O。

c.矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、20%～70%粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号：P.S。

d.火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、20%～40%火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥，代号：P.P。

e.粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、20%～40%粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号：P.F。

f.复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、20%～50%两种或两种以上规定的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P.C。

以上水泥成分所制成的水泥管道，均对应不同的金刚石切削型号，其中最普遍所采用的是Fe-Ni-Cu-W系合金块来完成。

2.混凝土构成

2.1普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）、外加剂和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。

2.2混凝土的发展

20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。

2.3制造预制圆管的混凝土在有可能的条件下宜采用更高强度等级（如C40、C50或更高），这对减轻管道自重，提高管道抗渗性能有十分有利。在现有标准下，最低强度等级为C30。在这种水泥管道带压开孔作业时应当选用适合的带压开孔刀具才能有效地进行管道切削作业。

2.4住房和城乡建设部发布的最新国家标准

随着国家公布最新的《城市给水工程项目规范》GB 55026-2022即将于2022年10月份日起实施。现行工程建设标准中有关规定与本规范不一致的，以本规范的规定为准。同时废止现行国家标准《城镇给水排水技术规范》GB 50788-2012以及下列现行工程建设标准相关强制性条文：

　　一、《室外给水设计标准》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条。

　　二、《给水排水工程管道结构设计规范》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条。

　　三、《给水排水工程构筑物结构设计规范》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条。

　　四、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》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条（款）。

　　五、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008第1.0.3、3.1.9、3.1.15、3.2.8、9.1.10、9.1.11条。

　　六、《城市给水工程规划规范》GB 50282-2016第5.2.3、8.1.6条。

　　七、《含藻水给水处理设计规范》CJJ 32-2011第4.4.5、4.7.5条。

　　八、《高浊度水给水设计规范》CJJ 40-2011第3.1.7、4.1.8、6.1.4、6.3.5、7.3.8条。

　　九、《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》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条。

　　十、《城镇供水管网漏损控制及评定标准》CJJ 92-2016第3.0.4、4.4.8、4.5.6条。

　　十一、《埋地塑料给水管道工程技术规程》CJJ 101-2016第6.1.8条。

　　十二、《镇（乡）村给水工程技术规程》CJJ 123-2008第5.1.6、7.1.7、9.3.1、9.10.1、9.10.7、9.10.8条。

　　十三、《城镇供水管网漏水探测技术规程》CJJ 159-2011第3.0.7、3.0.12、3.0.13、3.0.14条。

　　十四、《城镇供水管网运行、维护及安全技术规程》CJJ 207-2013第7.4.10、7.4.12、7.5.3、8.1.2、8.2.8条。

　　十五、《城镇给水预应力钢筒混凝土管管道工程技术规程》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条。

　　十六、《二次供水工程技术规程》CJJ 140-2010第3.0.2、3.0.8、4.0.1、6.4.4、10.1.11、11.3.6条。

3.目前在已服役的水泥管道进行带压开孔作业，要查阅水泥管道工程竣工资料和管道的验收资料及其检验方法，对于内部钢筋网结构和混凝土标准试块来统一确定带压开孔方案。而水泥管道短节制作或定制三通也同样需要以上资料作为基础来确定方案。

3.1要查阅水泥管道生产厂家提供的资料来确定当时管道制造时的工艺，其中离心、悬辊、芯模振动、径向挤压等多种不同的形式对混凝土的要求也有很大差异，必要时使用扫描设备对管道进行其筋网在水泥管道位置排列进行查看。

3.2预制圆形管道内的配筋钢材品种可以有很多种选择，但在很多情况下，截面计算时是以混凝土的裂缝开展宽度控制的，这时钢材品种以选择可以焊接成型的小直径的外形有螺纹带肋钢筋，所以管材中的钢筋应优选冷轧带肋钢筋。

3.3在水泥管道带压开孔作业中，对于冷轧带肋钢筋的水泥管道进行切削时，应当选择适合的金刚石刀具。对于强度较高的水泥管道，带压开孔刀具以三边竖刃地质合金钻头为主要颗粒，以分层立式钢制或铁质金刚石刀具为辅分布排列于刀具。这样在不影响水泥管道切削作业的前提下，快速切断冷轧带肋钢筋，从而实现整体水泥管道壁圆滑切削和应力均布。