雙橡膠圈承插式玻璃鋼夾砂管在張峰水庫(kù)輸水二干工程中的應(yīng)用

侯利梅

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概況

張峰水庫(kù)輸水工程由總干、一干、二干組成，為城市生活、工業(yè)、農(nóng)村人畜飲水和蔬菜、桑園灌溉輸水，輸水二干起點(diǎn)為總干末端調(diào)蓄水池，輸水線路全長(zhǎng)18.1 km（總干末端蓄水池至二干末端蓄水池），向巴公工業(yè)園區(qū)供水，設(shè)計(jì)流量1.11 m3/s，管道及其建筑物的級(jí)別為三級(jí)，管道采用雙橡膠圈承插式玻璃鋼夾砂管，管徑800 mm。

2 施工方法的特點(diǎn)

（1）雙橡膠圈承插式連接可靠、施工方便快捷、維護(hù)成本低；

（2）強(qiáng)化管道施工過(guò)程中間控制，對(duì)管道雙橡膠圈接口逐一試壓，接口試壓合格方才進(jìn)入后續(xù)管道安裝，有效保證管道接口安裝質(zhì)量，減少管道安裝過(guò)程發(fā)生返工現(xiàn)象。

3 工藝原理

在玻璃鋼夾砂管的插口端外壁加工兩道凹槽，將兩條“○”型橡膠圈嵌入凹槽內(nèi)，然后將插口端插入承口端，使雙橡膠圈與承口內(nèi)壁和插口外壁緊密接合，形成接口處密封區(qū)域，對(duì)逐個(gè)接口獨(dú)立進(jìn)行水密性試驗(yàn)，確保管道接口連接緊密。具體的接口示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 玻璃鋼夾砂管接口示意圖

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

測(cè)量放樣→溝槽開挖→基礎(chǔ)處理→管道敷設(shè)及裝配→接口嚴(yán)密性試驗(yàn)→固定支墩→管道回填→系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)→系統(tǒng)沖洗消毒。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 測(cè)量放樣

測(cè)量時(shí)先測(cè)量管道系統(tǒng)中心線和檢查井、閥門井位置，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(jī)械開挖施工時(shí)架設(shè)水準(zhǔn)儀進(jìn)行跟蹤測(cè)量。

4.2.2 溝槽開挖

溝槽開挖前，首先應(yīng)掌握管道沿線的水文和地質(zhì)資料以及建筑物情況，對(duì)需要進(jìn)行排水的地段，還應(yīng)編制排水方案。溝槽開挖過(guò)程中要及時(shí)控制開挖深度，防止超挖和欠挖；溝槽的開挖寬度應(yīng)便于管道鋪設(shè)、安裝，以及夯實(shí)機(jī)具操作和地下水排出。溝槽邊坡的最陡坡度應(yīng)根據(jù)溝槽土質(zhì)確定，必要時(shí)溝槽壁應(yīng)設(shè)置支撐或護(hù)板，并編制應(yīng)急預(yù)案。土方開挖采用機(jī)械開挖，槽底預(yù)留20 cm由人工清底，開挖過(guò)程嚴(yán)禁超挖，以防擾動(dòng)地基。

4.2.3 基礎(chǔ)處理

（1）當(dāng)土壤承載力為8～100 kPa和非巖石時(shí)，應(yīng)采用原狀土作為基礎(chǔ)；當(dāng)土壤承載力為5～70 kPa時(shí)，應(yīng)采用經(jīng)夯實(shí)后的原土作為基礎(chǔ)，夯實(shí)密度應(yīng)達(dá)到95%。

（2）溝槽底遇淤泥、卵石、巖石、硬質(zhì)土、不規(guī)則碎石塊及浸泡土質(zhì)，應(yīng)挖除后作相應(yīng)的管基處理。管道經(jīng)過(guò)不良地質(zhì)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行管基加固。

4.2.4 管道敷設(shè)及裝配

4.2.4.1 管材運(yùn)輸、存放

（1）裝卸過(guò)程中應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁摔跌或撞擊。管道吊裝應(yīng)保證管道在空中均衡，可采取一個(gè)支撐點(diǎn)或兩個(gè)支撐點(diǎn)起吊，嚴(yán)禁用繩子貫穿其兩端裝卸管道。

（2）裝卸采用的吊裝繩應(yīng)是柔韌的、較寬的皮帶、吊帶或繩索，嚴(yán)禁采用鋼絲繩或鐵鏈吊裝管道。寒冷季節(jié)搬運(yùn)管材時(shí)，嚴(yán)禁劇烈撞擊，以防裂紋。

（3）管道應(yīng)按規(guī)格分類堆放，管道直接存放在地上時(shí)，地面應(yīng)平坦。嚴(yán)禁將管道存放在尖銳的硬物上，所有堆放的管道應(yīng)加木楔防止?jié)L動(dòng)。

（4）運(yùn)輸和存放時(shí)管道也應(yīng)加木楔防止?jié)L動(dòng)，每一層應(yīng)墊放枕木，枕木間距應(yīng)小于1/2管長(zhǎng)。管道堆放高度不得超過(guò)2 m，公稱直徑大于DN1400的管道不得疊放。

4.2.4.2 下管

在溝槽地基質(zhì)量檢驗(yàn)合格，并核對(duì)管節(jié)、管件位置無(wú)誤后及時(shí)下管。下管采用吊裝設(shè)備與人工配合。下管時(shí)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(duì)接安裝為宜。

4.2.4.3 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(shí)，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(shí)，確保各個(gè)部位不翹不扭。橡膠圈潤(rùn)滑劑應(yīng)由配套廠商提供，不得使用石油制成的潤(rùn)滑劑。

4.2.4.4 管道連接

圖2 接口嚴(yán)密性試驗(yàn)工藝流程

（1）安裝前應(yīng)徹底清潔管端、凹槽和橡膠圈，確保無(wú)油污、灰塵，橡膠圈應(yīng)清潔、無(wú)損；在承口管壁上預(yù)先開好試壓孔，該孔位需位于安裝到位后的接口兩道橡膠圈中間，孔徑需與試壓專用螺栓匹配。

（2）玻璃鋼夾砂管間連接時(shí)，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(wú)劃痕、無(wú)氣孔，確保橡膠圈與凹槽、管壁均勻貼合。

（3）管道就位時(shí)，將插口對(duì)承口找正，試壓孔朝上，套帆布繩，調(diào)整起吊機(jī)械，將插口端推入承口。

（4）第一節(jié)管與第二節(jié)管安裝要準(zhǔn)確，管道承口朝來(lái)水方向。插口端與承口變徑處在軸向應(yīng)有一定間隙，DN300～DN1500 mm管的間隙應(yīng)控制在5～15 mm，接口的允許轉(zhuǎn)角應(yīng)由生產(chǎn)廠家提供。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(rèn)接口安裝符合要求后，用砂袋固定管道。

（5）在土壤或地下水對(duì)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?yàn)r青鋸末等材料封閉橡膠圈接口。

4.2.5 接口嚴(yán)密性試驗(yàn)

接口嚴(yán)密性試驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)兩道橡膠圈與管壁接合是否緊密，是否符合設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力要求。工藝流程見(jiàn)圖2。

試驗(yàn)用壓力表應(yīng)按計(jì)量要求檢驗(yàn)合格后方能使用，當(dāng)采用彈簧壓力計(jì)時(shí)精度不應(yīng)低于1.5級(jí)，最大量程宜為試驗(yàn)壓力的1.3～1.5倍，表殼的公稱直徑不應(yīng)小于150 mm。

在管道連接前安裝好試壓專用螺栓（試壓螺栓為銅制，表面光滑無(wú)毛刺），管道安裝后螺栓連接手動(dòng)試壓泵，向接口內(nèi)灌水，將水從試壓螺桿內(nèi)小孔灌入兩個(gè)橡膠圈與管壁形成的密閉空間，同時(shí)打開設(shè)在最高點(diǎn)的排氣閥，然后緩慢分級(jí)加壓，先將水壓逐步升高到工作壓力，檢查接口有無(wú)滲漏，如無(wú)滲漏再提高到試驗(yàn)壓力，試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍，觀察10 min，壓力保持不變，且外觀檢查無(wú)滲漏為合格。試壓合格后將密閉空間內(nèi)的水排干，然后封閉試壓孔泄水孔。

當(dāng)水壓試驗(yàn)不合格時(shí)應(yīng)查明漏水原因，重新安裝或調(diào)整管道后再試驗(yàn)，直到合格為止，方可進(jìn)行后續(xù)管道安裝。

4.2.6 溝槽回填

（1）當(dāng)管道連接后，必須盡快進(jìn)行回填和系統(tǒng)水壓試壓，防止管道浮動(dòng)和熱變形?；靥顣r(shí)應(yīng)正確選擇管區(qū)回填材料，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行管區(qū)回填與夯實(shí)。

（2）回填前應(yīng)清除溝槽中的雜物，并排除積水，不得在有積水情況下回填。

（3）管區(qū)應(yīng)對(duì)稱分層回填，嚴(yán)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(yàn)收規(guī)范》GB50268規(guī)定，水壓試驗(yàn)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(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)回填其余部分。

4.2.7 系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)

管道安裝后必須盡早進(jìn)行水壓試驗(yàn)，每次試驗(yàn)長(zhǎng)度不宜超過(guò)1 km，對(duì)中間設(shè)有附件管段分段長(zhǎng)度不宜大于500 m，系統(tǒng)中不同材質(zhì)管道應(yīng)分別進(jìn)行試壓?？衫貌Ａт搳A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(jìn)行分段試壓。試驗(yàn)管段不得采用閘閥作堵板，不得有消火拴、安全閥等附件。試壓泵和壓力表設(shè)置在試驗(yàn)管段最低點(diǎn)。

5 施工質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）管道施工質(zhì)量按《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268和《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》CECS129:2001執(zhí)行。

（2）管道基礎(chǔ)及安裝允許偏差按表1執(zhí)行：

表1 管道基礎(chǔ)及安裝允許偏差表

5.2 質(zhì)量保證措施

（1）所用管道的管壁不得有裂縫、斷皮等現(xiàn)象，接口工作面平整、光潔，管口橢圓度誤差必須滿足接口間隙即橡膠圈壓縮率的要求。管道運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)做好管壁和接頭的保護(hù)工作，承插口凹槽應(yīng)包塑料布，防止凹槽損壞。管材進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)逐根檢查，并填寫《管材抽樣檢查記錄》。

（2）為防止露天管道受陽(yáng)光的紫外線照射老化，可在外保護(hù)層樹脂中加入抗老化劑，或在管道安裝好后，刷抗老化劑樹脂。

（3）橡膠圈要存放在-5～30℃的室內(nèi)，濕度不應(yīng)大于80%，存放位置不宜長(zhǎng)期受紫外線光源照射，距熱源的距離不小于1 m，現(xiàn)場(chǎng)隨用隨取，放置應(yīng)避免長(zhǎng)期擠壓、拉伸，以免變形，要防止與易揮發(fā)物溶液和油脂接觸。

6 施工安全措施

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

（2）溝槽應(yīng)按設(shè)計(jì)要求開挖，注意觀察是否有塌方跡象，必要時(shí)溝槽壁應(yīng)設(shè)防護(hù)措施，并編制事故應(yīng)急預(yù)案。

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

（4）安裝過(guò)程中應(yīng)防止電焊或切割火星引發(fā)火災(zāi)。

（5）水壓試驗(yàn)過(guò)程中，端部需頂撐，管道兩端嚴(yán)禁站人；水壓試驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)禁對(duì)管身、接口進(jìn)行敲打或修補(bǔ)缺陷，遇到有缺陷時(shí)，應(yīng)作出標(biāo)記，卸壓后才能進(jìn)行修補(bǔ)。

（6）對(duì)影響交通及周圍居民出行路段設(shè)專人疏導(dǎo)，設(shè)立顯著的施工告示牌，加設(shè)圍欄以及紅色警示燈。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）本施工方法可操作性強(qiáng)，安裝簡(jiǎn)便，技術(shù)難度不大，管道安裝質(zhì)量容易控制，提高了施工效率；管道一次安裝合格率高，減少了管道接口安裝的返工現(xiàn)象，從而節(jié)省了機(jī)械設(shè)備和人工費(fèi)用的支出，與傳統(tǒng)施工方法相比，該方法有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）采用本施工方法，溝槽明露時(shí)間縮短，降低了塵土排放，減少了對(duì)交通和環(huán)境的不良影響，有利于文明施工；能夠有效避免管道系統(tǒng)試壓時(shí)接口滲水、漏水的問(wèn)題，減少管道返工造成的不良影響。