玻璃鋼夾砂管施工質(zhì)量控制

吳爭兵

（山西省運城市水利工程建設(shè)局，山西運城044000）

玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂管（以下簡稱玻璃鋼夾砂管）是一種新型的給排水管材，具有耐腐蝕、使用壽命長、價格低、重量輕、剛度好、安裝便利、水力性能優(yōu)良等特性，在歐美等國已經(jīng)普遍使用；我國自上世紀90年代初從國外引進玻璃鋼管道生產(chǎn)線，開始生產(chǎn)玻璃鋼夾砂管道。隨著玻璃鋼夾砂管的應(yīng)用，玻璃鋼夾砂管的運輸、安裝施工問題成了該種管材推廣的首要問題。這不僅是由于玻璃鋼夾砂管有別于傳統(tǒng)管道的施工工藝，而且更重要的是玻璃鋼夾砂管是一種柔性管路系統(tǒng)，從設(shè)計制造上對施工安裝提出了相應(yīng)的規(guī)范要求，正確的施工是玻璃鋼夾砂管路安全運行的根本保證。本文以山西省坪上應(yīng)急引水工程季莊—忻府區(qū)供水支線的玻璃鋼夾砂管的安裝施工為例，詳細介紹了玻璃鋼夾砂管的施工方法及施工注意要點。

1 工程概況

山西省坪上應(yīng)急引水工程位于山西省忻州市的五臺縣、定襄縣、忻府區(qū)和原平市境內(nèi)，其水源是坪上泉域的泉水，位于五臺縣境內(nèi)的滹沱河干流及支流清水河上。本工程分為水源工程和供水工程，供水工程以定襄縣季莊分水樞紐為中心，將供水管線分為三段，甲子灣—季莊加壓泵站段為供水干線，季莊調(diào)壓后按供水區(qū)位置分為季莊—原平供水支線和季莊—忻府區(qū)供水支線。供水干線和支線全部采用有壓重力流方式輸水。季莊—忻府區(qū)供水支線11+801.0～16+962.5全部采用玻璃鋼夾砂管，長5 161.5 m。管道公稱直徑1.4 m，供水流量為0.95 m3/s。其中，樁號13+031.24～13+314.01段供水線路位于忻定盆地云中河右岸，地形較平坦，上部為黃色低液限黏土，夾粉土質(zhì)砂，地下水位埋深1.7～3.1 m。供水管線持力層為低液限黏土，地基承載力為80～100 kPa，開挖邊坡為1:0.75。施工時存在涌水問題，涌水量為29.82～431.52 m3/d。

2 玻璃鋼夾砂管裝卸、運輸與存放

2.1 裝卸

因玻璃鋼夾砂管硬度較低，故裝卸時的吊裝繩應(yīng)選用柔韌、較寬的吊帶或繩，嚴禁用鋼絲繩、鐵鏈等吊裝管。管道的起吊可采用一個或兩個支撐點，但應(yīng)保證管道在空中均衡，不可將吊帶（繩）貫穿其兩端，以免勒壞承插口，裝卸時應(yīng)輕吊輕放、嚴禁拋投。

2.2 運輸

管道運輸時嚴禁磕碰，每根管兩端采用草繩、草片等包裝，使用柔韌的帶子或繩子將它們固定在運輸工具上，運輸管道應(yīng)加木楔防止?jié)L動。卸管時不可將管直接從車上拖下來。管道如數(shù)層疊放，每層之間要有托架，裝運管道的最高高度為2 m。

2.3 存放

玻璃鋼夾砂管是柔性復合材料，要求堆放場地平坦，場地內(nèi)不可有尖銳石子，所有堆放的管道應(yīng)加木楔防止?jié)L動，每一層應(yīng)墊放枕木，枕木間距應(yīng)小于1/2管長，高度不得超過2 m。同時也不宜長時間在日光下曝曬，因容易加速老化。

3 玻璃鋼夾砂管道施工

3.1 施工工藝

測量放樣→管溝開挖→基礎(chǔ)處理→管道敷設(shè)及裝配→接口嚴密性試驗→固定支墩→管溝回填→系統(tǒng)嚴密性試驗→系統(tǒng)沖洗消毒。

3.2 測量放樣

開工前應(yīng)校測與本工程銜接的已建管道、構(gòu)筑物等平面位置和高程。測量時先測量管道系統(tǒng)中心線和檢查井、閥門井的位置，在管道轉(zhuǎn)彎、分支處設(shè)置施工控制樁并撒出石灰線以便開挖，在機械開挖施工時架設(shè)水準儀進行跟蹤測量。

3.3 管溝開挖

管溝開挖主要是進行明挖，采用梯形斷面，寬約10～15 m，溝深4.5 m。施工時采用自上而下分層開挖的施工程序，先進行管道底部開挖，然后進行側(cè)面邊坡開挖，分層開挖厚度0.5～1 m。開挖時應(yīng)注意的事項如下：

（1）管溝開挖前，應(yīng)根據(jù)施工需要進行調(diào)查，掌握管道沿線的現(xiàn)場地形、地貌、建筑物、各種管線和其他設(shè)施的情況以及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料、排水條件，并編制排水方案。由于本段地下水位較高，采用井管排水方案，降低地下水位。排出的水應(yīng)輸送至抽水影響半徑范圍以外，不得影響交通和破壞道路、農(nóng)田、河岸及其它構(gòu)筑物。

（2）管道穿越綠地或農(nóng)田地段時，首先剝離地表0～80 cm范圍內(nèi)的耕植土，并單獨堆放。耕植土不足80 cm的按實際厚度剝離。

（3）管溝開挖過程及時控制開挖深度，防止超挖；管溝開挖后應(yīng)及時恢復管溝中心線和控制高程，采用設(shè)置坡度板來進行高程、中心線控制，隨時檢查坡度板設(shè)置位置和高程是否準確，確保管溝中心線、坡度及附屬構(gòu)筑物位置正確。

（4）管溝邊坡應(yīng)根據(jù)管溝土質(zhì)確定，必要時管溝壁應(yīng)設(shè)置支撐或護板，并編制應(yīng)急預案。土方開挖采用機械開挖，槽底預留20 cm由人工清底，開挖過程嚴禁超挖，以防擾動地基。

3.4 基礎(chǔ)處理

（1）當管基土壤承載力為80～100 kPa和非巖石時，應(yīng)采用原狀土作為基礎(chǔ)；當土壤承載力為50～70 kPa時，應(yīng)采用經(jīng)夯實后的原土作為基礎(chǔ)，夯實密度應(yīng)達到95%。

（2）管溝底若遇淤泥、卵石、巖石、硬質(zhì)土、不規(guī)則碎石塊及浸泡土質(zhì)，應(yīng)換填50 cm厚碎石墊層，墊層相對密實度不小于0.67。對于玻璃鋼夾砂管，管底鋪設(shè)150 mm厚的粗砂墊層，墊層要求一次鋪設(shè)完成，均勻鋪灘平整，相對密度不小于0.65。對于管道經(jīng)過不良地質(zhì)時還應(yīng)按設(shè)計要求進行管基加固。

3.5 管道敷設(shè)及安裝

（1）布管

在管溝基礎(chǔ)質(zhì)量檢驗合格后，先將不同壓力等級的管道運至各樁號集中卸車，并核對管節(jié)、管件，安裝時用吊車將二次倒運來的管道放至溝槽內(nèi)。下管采用吊裝設(shè)備與人工配合。下管時注意承口方向保持與管道安裝方向一致，并在各接口處掏挖工作坑，工作坑大小以方便管道對接安裝為宜。

（2）橡膠圈安裝

根據(jù)管徑選擇相應(yīng)橡膠圈，將管道承插口及橡膠圈清理潔凈，上橡膠圈時，使橡膠圈彎成心形或花形放在承口槽內(nèi)就位，并用手壓實，確保各個部位不翹不扭。橡膠圈潤滑劑應(yīng)由配套廠商提供，不得使用石油制成的潤滑劑。

（3）管道連接

管道安裝前應(yīng)徹底清潔管端、凹槽和橡膠圈；在承口管壁上預先開好試壓孔，孔徑需與試壓專用螺栓匹配；玻璃鋼夾砂管間連接時，承口端試壓螺栓必須安裝到位，管道的承口、插口與橡膠圈接觸的表面應(yīng)平整光滑、無劃痕、無氣孔，確保橡膠圈與凹槽、管壁均勻貼合。管道就位時，將插口對承口找正，試壓孔朝上，套帆布繩，調(diào)整起吊機械，將插口端慢慢推入承口。安裝后，檢查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺插入承插口間隙中檢查橡膠圈位置是否正確。經(jīng)檢查確認接口安裝符合要求后，用砂袋固定管道。在土壤或地下水對橡膠圈有腐蝕地段，在回填土前應(yīng)用瀝青膠泥、瀝青麻絲或瀝青鋸末等材料封閉橡膠圈接口。

3.6 接口嚴密性試驗

接口嚴密性試驗目的是檢驗兩道橡膠圈與管壁接合是否緊密，是否符合設(shè)計試驗壓力要求。在管道連接前安裝好試壓專用螺栓，管道安裝后螺栓連接手動試壓泵，向接口內(nèi)灌水打壓，打至試驗壓力后，保壓2 min，若無壓力下降，則表示接口安裝合格。當水壓試驗不合格時應(yīng)查明漏水原因，重新安裝或調(diào)整管道后再試驗，直到合格為止，方可進行后續(xù)管道安裝。

3.7 固定支墩

管道在彎頭、變徑、三通及閥門等處應(yīng)按設(shè)計要求設(shè)置混凝土固定支墩，各支墩混凝土強度達到設(shè)計強度后方可進行管道系統(tǒng)試壓。

3.8 管溝回填

當管道連接后，必須盡快進行回填和系統(tǒng)試壓，防止管道浮動和熱變形?；靥顣r應(yīng)正確選擇管區(qū)回填材料，并按設(shè)計要求進行管區(qū)回填與夯實。

（1）回填前應(yīng)清除管溝中的雜物，并排除積水，不得在有積水情況下回填。管頂覆土深度應(yīng)符合設(shè)計要求，當管道覆土較淺，管道的承載力較低，或原土回填達不到要求的壓實度時，可與設(shè)計單位協(xié)商采用石灰土、砂、砂礫等具有結(jié)構(gòu)強度或可以達到要求的其它材料回填。

（3）管區(qū)應(yīng)對稱分層回填，嚴禁單側(cè)回填。每次回填厚度應(yīng)根據(jù)回填材料和回填方法確定，回填步驟需符合《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268規(guī)定。水壓試驗前，除接口外，管道兩側(cè)及管頂以上回填高度不應(yīng)小于0.5 m；水壓試驗合格后，應(yīng)及時回填其余部分。

（4）管道通過鐵路、公路時，應(yīng)按鐵路、公路部門的要求施工。穿越障礙時，應(yīng)根據(jù)汽車荷載大小和埋深要求，按設(shè)計要求采取管涵等形式保護。

3.9 系統(tǒng)嚴密性試驗

（1）水壓試驗前管道變形應(yīng)符合規(guī)定；接頭應(yīng)安裝正確；系統(tǒng)止推裝置到位，且完全達到規(guī)定的強度；管溝回填已符合試壓要求；閥泵已固定好。

（2）水壓試驗應(yīng)按《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268規(guī)定試驗方法執(zhí)行，試驗前應(yīng)做好水源引接及排水疏導路線的設(shè)計。

（3）管道安裝后必須盡早進行水壓試驗，每次試驗長度不宜超過1 km，對中間設(shè)有附件管段分段長度不宜大于500 m。可利用玻璃鋼夾砂管與鋼管及其管件、或其他設(shè)備連接處的安裝柔性玻璃鋼夾砂管盤承法蘭短管接口進行分段試壓。試壓泵和壓力表設(shè)置在試驗管段最低點。

3.10 系統(tǒng)沖洗消毒

管道水壓試驗后，竣工驗收前應(yīng)進行沖洗消毒。可利用上游水源或安裝臨時水泵，以不小于1 m/s的水流速度連續(xù)沖洗管道，應(yīng)沖洗到出水口處的濁度、色度與入水口相當為止。

4 安全措施

（1）施工前，必須對鄰近建筑物、構(gòu)筑物給水、排水、煤氣、電力、電信、地下管線進行調(diào)查，摸清位置，作相應(yīng)的標志并采取可靠的安全保護措施。

（2）管溝應(yīng)按設(shè)計要求開挖，注意觀察是否有塌方跡象，必要時管溝壁應(yīng)設(shè)防護措施，并編制事故應(yīng)急預案。

（3）管道吊裝時應(yīng)檢查吊裝機具是否安全，吊裝管件下方不得有人停留。起重機停機位置需防止土基浸水軟化，采取墊方木或其它措施防止機體、支腿下陷或傾斜，雨天不能進行吊裝作業(yè)。

（4）安裝過程中應(yīng)防止電焊或切割火星引發(fā)火災。

（5）水壓試驗過程中，端部需頂撐，管道兩端嚴禁站人；水壓試驗過程中嚴禁對管身、接口進行敲打或修補缺陷，遇到有缺陷時，應(yīng)作出標記，卸壓后才能進行修補。

5 結(jié)語

玻璃鋼夾砂管作為一種新型材料，具有耐腐蝕、使用壽命長、價格低、重量輕、剛度好等優(yōu)點。安裝便利，可大大縮短工期，但對其運輸、安裝和回填要求嚴格。在施工過程中應(yīng)積極探索新的施工技術(shù)、攻克管道安裝和管溝回填等多項技術(shù)，使玻璃夾砂管在水利工程中得到廣泛的應(yīng)用。