玻璃鋼夾砂管在水利工程應(yīng)用中常見問題的分析

【摘要】通過分析玻璃鋼夾砂管的特點(diǎn)和常見的問題，在實(shí)際水利工程運(yùn)用中要從制作、施工、運(yùn)行各個(gè)方面嚴(yán)格控制，這樣才能發(fā)揮出玻璃鋼夾砂管的性能。

【關(guān)鍵詞】玻璃鋼夾砂管；水利工程

1.玻璃鋼夾砂管

玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管（簡(jiǎn)稱玻璃鋼夾砂管或稱FRPM管）是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種新型柔性非金屬?gòu)?fù)合材料管道，具有重量輕、耐腐蝕、內(nèi)壁摩阻力小、耐熱性、抗凍性好、滲漏率低、在-30℃狀態(tài)下，仍具有良好的韌性和極高的強(qiáng)度，可在-50～80℃的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用、壽命長(zhǎng)（50年以上）等特點(diǎn)，且對(duì)輸送介質(zhì)無二次污染、運(yùn)輸安裝方便、運(yùn)行費(fèi)用低、工程綜合造價(jià)低等諸多優(yōu)良特性，在市政的給水排水工程、水利工程中作為壓力管或重力流管得到較為廣泛地應(yīng)用。

2.玻璃鋼夾砂管特點(diǎn)

2.1 玻璃鋼夾砂管優(yōu)點(diǎn)

1）耐腐蝕：玻璃鋼夾砂管道的使用壽命可達(dá)50年。

2）重量輕、強(qiáng)度高：玻璃鋼夾砂管道的密度為1.65～2.2g/cm3，密度只有鋼的1/4，混凝土管的1/10～1/15。管的環(huán)向拉伸強(qiáng)度為180～300 MPa，軸向拉伸強(qiáng)度為60～150MPa，最大可達(dá)230 MPa。

3）內(nèi)壁光滑、糙率和摩阻力小：糙率系數(shù)為0.0084，而混凝土管為0.014，鑄鐵管為0.013，水頭損耗小，泵送費(fèi)用低。

4）耐熱性、抗凍性好：在-30℃狀態(tài)下，仍具有良好的韌性和極高的強(qiáng)度，可在-50～80℃的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，采用特殊配方的樹脂還可在l00℃以上工作。

2.2 玻璃鋼管缺點(diǎn)

1）采用雙O形圈承插連接，因工藝限制和材料的低剛度造成承插口摩擦力小無法承受閉閥時(shí)的水錘壓力，造成閥門拔脫、沖毀閥門井。當(dāng)插管受到巨大壓力時(shí)插管被擠進(jìn)承管，造成另一端的插管從承管中拔出，閥門失效，沖毀閥門井，修復(fù)費(fèi)用較高。

2）玻璃鋼管耐磨損好于加強(qiáng)鋼管，而實(shí)際水中夾雜砂石，運(yùn)行中不斷撞擊摩擦管壁，關(guān)鍵部位極易造成針孔式穿孔，泄水夾雜管壁周圍的泥沙形成漩渦反復(fù)磨損管體，加快穿孔速度。

3）雙O形圈承插方式，屬于柔性連接，單管長(zhǎng)度大，柔性好，可以抵抗一定程度的基礎(chǔ)變形和不均勻沉降。但工程中連接三通、管件接口等糊制處，由于糊制程序繁瑣工藝復(fù)雜，環(huán)境要求高，管道完全干燥才可以糊制出可靠的接口，各種糊制材料無標(biāo)準(zhǔn)配方，全靠工人經(jīng)驗(yàn)控制各種劑量比例，糊制質(zhì)量有限，且回填時(shí)三通下的工作坑無法夯填，容易造成管道基礎(chǔ)的不均勻沉降而造成斷管事故。

3.玻璃鋼夾砂管在水利工程應(yīng)用中常見問題的分析

3.1 制作質(zhì)量問題

目測(cè)管身、承插口是否有刮傷、碰破，管的內(nèi)表面是否光滑平整，是否有龜裂、分層、針孔、雜質(zhì)、貧膠區(qū)和氣泡等現(xiàn)象，管端部是否平齊；邊棱有無毛刺等， 對(duì)進(jìn)場(chǎng)的每根管子的管徑、壁厚等進(jìn)行測(cè)量并記錄，然后對(duì)每一批次生產(chǎn)的管子進(jìn)行取樣，送第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于玻璃鋼夾砂管生產(chǎn)制作中常見質(zhì)量問題有內(nèi)襯氣泡、

內(nèi)襯白斑、竹壁厚度超差、管壁厚度不均、插口分層、 槽口裂紋、環(huán)剛度與設(shè)計(jì)偏離較大。

3.2 玻璃鋼夾砂管施工中的問題

1）管材裝卸過程中操作不當(dāng)和野蠻裝卸，造成管材表面破壞。

2）管材現(xiàn)場(chǎng)存放未按要求底部放置沙袋保護(hù)，存放的地形不平坦，場(chǎng)地未整平管材可能造成徑向變形，也可能鼓凸、扁平及其他管材曲率突變的情形；

3）管線安裝施工過程中，位移或高或低，位置不水平，在管道的接口處乘插的深入長(zhǎng)度不一致，在壓力荷載傳遞過程中造成受力不均衡，產(chǎn)生局部受力過大，造成裂縫、滲漏，或者管線的連接過程中連接不能在同一直線上，這種角度的非線性連接也會(huì)造成管線使用中的遭到破壞；

4）管線基礎(chǔ)：由于基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉陷，導(dǎo)致管道承插口的受力不均勻，進(jìn)而發(fā)生漏水的情況，基礎(chǔ)沒有清除堅(jiān)硬石塊，導(dǎo)致玻璃鋼砂管出現(xiàn)徑向裂縫，白斑等破壞；

5）管溝的土方回填過程中，管側(cè)兩邊回填不均勻、不同時(shí)，造成管線的不均勻位移。

6）管頂回填：管頂以上50cm采用不大于40mm的砂礫料回填，必須采用人工回填，且回填土或其它回填材料運(yùn)入槽內(nèi)時(shí)不得損傷管道及其接口，在離管道150mm 以內(nèi)，不得有直徑大于25mm的巖石或土塊。

3.3 玻璃鋼夾砂管運(yùn)行中的問題

每一段管件的連接接口處，因管道在正常工作過程中的壓力的突然變化以及工作壓力的不穩(wěn)定，管道內(nèi)的水量形成的水錘力量過大，關(guān)閉無法承受水錘瞬間帶來的巨大勢(shì)能，發(fā)生管道爆裂現(xiàn)象。因此，在給管道注水時(shí)要嚴(yán)格控制進(jìn)水流量和流速，避免因流量和流速過大形成的高能量水錘發(fā)生爆管事故造成管線破壞，

運(yùn)行過程中，管道輸水運(yùn)行中水中夾雜砂石，運(yùn)行中不斷撞擊摩擦管壁，關(guān)鍵部位極易造成針孔式穿孔，泄水夾雜管壁周圍的泥沙形成漩渦反復(fù)磨損管體，加快穿孔速度，最終造成滲漏，爆管等危害。

管道運(yùn)行過程中，對(duì)于減壓閥、泄水閥段，在進(jìn)行加壓和泄水時(shí)，當(dāng)閥門的突然的關(guān)閉，由于水流方向的改變，對(duì)閥門形成盲板力，致使對(duì)于承插連接的插管受到巨大壓力時(shí)插管被擠進(jìn)承管，造成另一端的插管從承管中拔出，閥門失效，沖毀閥門井。

4.結(jié)語(yǔ)

通過分析玻璃鋼夾砂管的特點(diǎn)和常見的問題，在實(shí)際水利工程運(yùn)用中要牢牢把握玻璃鋼夾砂管的制作關(guān)，必要時(shí)要進(jìn)行駐場(chǎng)建造，施工中要從管材存放、管材安裝等各個(gè)方面嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，運(yùn)行中要嚴(yán)格操作要領(lǐng)進(jìn)行閥門的正常操作，避免產(chǎn)生水錘。只有這樣才能發(fā)揮出玻璃鋼夾砂管的性能。

作者簡(jiǎn)介：王延文（1983.07--），工程師，現(xiàn)主要從事水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。