高水位條件下玻璃鋼管道安裝簡述

李英會(huì)

玻璃鋼管具有重量輕、糙率小、耐腐蝕、強(qiáng)度高、易維修、施工簡單、成本低，可以制成彎管、三通管，可以現(xiàn)場切割等優(yōu)點(diǎn)，越來越廣泛地應(yīng)用于各類給排水工程中。山西省坪上應(yīng)急供水工程輸水管線大多采用了玻璃鋼管，管路沿線地下水位較高。

1 基本情況

坪上應(yīng)急引水工程位于忻州市五臺縣、定襄縣、忻府區(qū)和原平市境內(nèi)，其引水點(diǎn)以坪上泉域的泉水為水源，水源地位于五臺縣境內(nèi)和滹沱河干流及其支流清水河上，距忻州市60km。該工程向忻府、定襄、原平三市（縣、區(qū)）提供城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)用水，工程設(shè)計(jì)流量1.61m3/s，年供水量3500萬m3。

該工程輸水管線總長98km，其中大部分管線采用玻璃鋼夾砂管道。管徑有Φ1800，Φ1400兩種規(guī)格；Φ1400 管道標(biāo)管單根長 12m，重 2.7～3.2t；根據(jù)工況，可將管道分為0.5MPa和0.8MPa兩個(gè)工作壓力和5kN/cm2和10kN/cm2兩個(gè)剛度等級。

工程管線位于忻定盆地，沿滹沱河逆流而上，地形較平坦，巖性為低液限粉土、黏土等。工程區(qū)地下水位較高，一般位于地面以下2.0m，涌水量500m3/d，施工時(shí)需采取降排水措施。

2 施工降水

2.1 降水方案設(shè)計(jì)

由于管道沿線多為粉土、黏土，因此在管溝開挖前需先行降水，降水采用打井抽排方案。根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤桓叩?、土的滲透系數(shù)、涌水量等情況，進(jìn)行生產(chǎn)性降水試驗(yàn)，最終確定沿管溝一側(cè)布置線狀單排管井，管井成井直徑25cm，井深15m，井間距10m，井內(nèi)設(shè)5cm（1.5寸）潛水泵抽排。

在施工過程中，根據(jù)不同地段的地下水位高低、涌水量大小及時(shí)對井深及間距進(jìn)行調(diào)整，以滿足施工降水進(jìn)度要求和經(jīng)濟(jì)性要求。

2.2 降水施工

管溝降水施工需要對打井、排水、開挖堆土、施工道路等工序進(jìn)行綜合考慮，盡量將各工序之間的影響降到最低。

井點(diǎn)布置在溝槽開口線堆土一側(cè)，距邊線0.5～1.0m，井內(nèi)抽出的水經(jīng)過水管排到堆土外側(cè)的排水渠內(nèi)，排水渠采用梯形斷面，斷面尺寸視過水量大小而定。為了防止渠內(nèi)水流滲回管溝，在渠內(nèi)鋪設(shè)塑料布防滲處理。

打井采用8QZJ-160輕型水井鉆機(jī)，井內(nèi)安裝直徑25cm的無砂混凝土濾水管，濾水管外側(cè)設(shè)粒徑不大于20cm的碎石反濾料。井內(nèi)采用5cm（1.5寸）潛水泵抽水，5cm（1.5寸）白塑料管排入排水渠。

2.3 降水效果

采用以上排水方案，地下水位在地面以下2.0m的，抽排3d后，水位降到5m以下；地下水位在地面以下0.5m的，抽排7d后，水位降到5m以下，均可使地下水位降到設(shè)計(jì)開挖地面以下0.5m，疏干了土中水分，開挖邊坡能穩(wěn)定成型，為管道安裝創(chuàng)造了干地施工條件。

3 管道安裝

3.1 開挖

管溝由機(jī)械開挖，開挖土料堆存于井點(diǎn)一側(cè)距開口線1.5m以外，開挖過程中應(yīng)及時(shí)移動(dòng)抽排水管，以免土方壓填水管及水井。為減少排水費(fèi)用，管溝開挖、基礎(chǔ)處理、管道安裝及管溝回填應(yīng)采用短進(jìn)尺、快循環(huán)、開挖一段、快速成型一段的施工方案。一般一個(gè)排水周期為7d左右。

3.2 基礎(chǔ)

施工區(qū)段內(nèi)低液限黏土、粉土采用換填碎石基礎(chǔ)（厚0.65m）。碎石墊層采用輕型振動(dòng)夯分層夯填。

3.3 安裝

管道采用12t吊車下溝并配合安裝。首先，用吊車將管道在管溝內(nèi)提升離開地面，在承口上安裝打壓嘴用棉紗擦干凈承插口，用手沿承口表面、插口密封槽圓周方向滑動(dòng)，檢查是否光滑，所有毛塊、毛刺都用扁鏟清除掉，并涂刷肥皂水使其潤滑以便于安裝。其次，根據(jù)打壓嘴距承口邊緣尺寸，在插口端部標(biāo)志終止線使打壓嘴正好位于兩條密封槽之間，并把擦干凈的橡膠圈在密封槽下部用力向上提，使其全部落入槽內(nèi)，且不能有扭曲翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，再涂刷肥皂水潤滑。最后，在對接的兩根管道的端部各綁扎一根鋼絲繩，用兩側(cè)對稱設(shè)置手扳葫蘆牽引，使管子慢慢插入。為使承插口間隙始終保持一致，在管道另一端讓操作手根據(jù)要求上下左右輕輕擺動(dòng)管道來調(diào)整。插入深度以承口邊緣到達(dá)插口端部上的終止線為準(zhǔn)，并測量管道中線和管頂高程。

3.4 接口密封試驗(yàn)

每安裝好一節(jié)管子隨即做接口打壓試驗(yàn)，打壓試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下一節(jié)管道安裝。接口打壓采用手壓泵進(jìn)行，當(dāng)壓力表上升到試驗(yàn)壓力0.8MPa，恒壓5min，壓力表下降值不大于0.05MPa時(shí)，即為合格。

3.5 回填

玻璃夾砂管道系統(tǒng)是一種柔性系統(tǒng)，保證回填質(zhì)量尤為重要。管道回填應(yīng)緊隨安裝進(jìn)行，回填土料不允許含有大于5cm的石塊，含水量控制在10%～15%為宜；回填管Ⅰ區(qū)時(shí)，管溝內(nèi)的積水應(yīng)排干，管道兩側(cè)均衡填土，防止受力不均發(fā)生偏移，每層鋪土厚度0.25cm，用輕型振動(dòng)夯或人工夯實(shí)，特別是管道底三角區(qū)的回填質(zhì)量對管道撓曲變形起著關(guān)鍵作用，要用木棒或木槌進(jìn)行人工填塞搗實(shí)；管Ⅱ區(qū)及非管區(qū)采用1t輕型振動(dòng)夯夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于95%。管道回填質(zhì)量除了采用回填過程中壓實(shí)度指標(biāo)控制外，回填結(jié)束后，還須用管道的撓曲變形值Def控制，即在管道回填至地面24h后，測量管的垂直徑向變形量與管直徑的比值即為撓曲變形Def，實(shí)測的Def不大于3%即為合格。為防止漂管，管頂回填50cm后，管區(qū)Ⅱ回填后方可停止降水。

3.6 糊制接頭

這種接頭由玻璃纖維增強(qiáng)材料聚酯樹脂制成，廣泛用于管道對接或需要修補(bǔ)時(shí)，其長度和厚度取決于直徑和壓力。接頭糊制過程為：打磨連接面對準(zhǔn)并抹樹脂膩?zhàn)?，速粘固定，鋪設(shè)增強(qiáng)軟板，滾壓空氣泡，施工內(nèi)鋪層涂刷膠衣層等。

3.7 分段水壓試驗(yàn)

由于玻璃夾砂管道每節(jié)都做了接頭打壓試驗(yàn)，所以該工程分段水壓試驗(yàn)并未全部進(jìn)行，而是每6km抽出一段進(jìn)行水壓試驗(yàn)，段長以1km左右為宜。

玻璃鋼管分段水壓試驗(yàn)依據(jù)《埋地給水排水玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》進(jìn)行，需進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。

強(qiáng)度試驗(yàn)：對管道緩慢加壓，先將管道內(nèi)壓力逐步升高到工作壓力，檢查管道和接口，如無滲漏再提高到試驗(yàn)壓力，觀察10min，壓力表下降值不超過0.05MPa為合格。

嚴(yán)密性試驗(yàn)：采用放水法測定滲水量，當(dāng)滲水量在規(guī)范內(nèi)時(shí)即為合格。

4 結(jié)語

山西坪上應(yīng)急供水工程12km玻璃鋼管施工，經(jīng)過中國水電十五局山西坪上項(xiàng)目部精心組織，科學(xué)管理，在短短5個(gè)月內(nèi)完成了合同任務(wù)，比合同工期提前了3個(gè)月，管道分段水壓試驗(yàn)一次通過，為其他同類工程管道安裝提供了科學(xué)根據(jù)。