基于玻璃鋼夾砂管道安裝的分析

齊敬雅

摘要 玻璃鋼管道以其輕質高強、安裝方便、使用壽命長、無毒副作用、耐腐蝕、不結垢等，尤其適合在給水工程中應用，它重量輕、強度高，使施工難度大大降低，工效大大提高，但由于其材料性能的限制，在安裝、使用、維護方面較傳統(tǒng)材料有較大區(qū)別。因此，在使用該類產品時，一定要嚴格按照規(guī)范施工，保證施工質量，充分發(fā)揮材料優(yōu)勢，使其達到預期的使用目的。

關鍵詞 玻璃鋼夾砂管道安裝；管道材質

玻璃鋼夾砂管是近年來在國內外逐漸推廣使用的一種符合材料管道．是國家重點扶持的八項建材產業(yè)項目這一。與傳統(tǒng)管材相比，玻璃鋼夾砂管具有許多傳統(tǒng)管材無可比擬的優(yōu)點，玻璃鋼夾砂管的使用壽命可長達50年以上，任長期使用不會出現(xiàn)管體滲水及接頭漏水現(xiàn)象，是替代傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管及混凝土管的首選管材之一。

玻璃鋼管道的主要用途是輸送各種液體介質，但由于玻璃鋼管材料性能的限制和管道使用環(huán)境類別的不同，將會影響玻璃鋼管道的安裝與維修。玻璃鋼管道的安裝玻璃鋼夾砂管道安裝方案是由管材剛度、埋深深度和管溝原土性質決定的。為了使管道得到足夠支撐，根據(jù)原土條件對管區(qū)的回填材料加以適當選擇。不論遇到哪類原土和選擇哪種安裝方法，管道初始和長期撓曲值都不應超過其規(guī)定，否則很難達到預期的使用效果。

1.玻璃鋼夾砂管簡介

玻璃鋼夾砂管道，是以玻璃纖維及其制品為增強材料，以不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等為基本材料，石英砂和碳酸鈣為填料，按一定工藝方法制成的管材，是一種新型非金屬復合材料管材，具有壽命長、重量輕、強度高、耐腐蝕、不結垢、內壁光滑、水阻力小、輸送流量大、施工方便等優(yōu)點。由不含使水產生毒素及對人體有害成分的材料組成，因此對人體無毒副作用；通過選擇樹脂種類，改變夾砂量，增減管壁厚度等方式成管，可滿足不同溫度條件下的使用，其溫度適應性廣；因其熱膨脹系數(shù)小，在使用中無須增加溫度補償措施，可在地表、地下、架空、海底、高寒、沙漠、冰凍、潮濕、酸堿等各種惡劣條件下使用。

2．玻璃鋼夾砂管的性能特點

玻璃鋼夾砂管的主要特點體現(xiàn)為以下幾點：

1)耐腐蝕：玻璃鋼夾砂管道內外層的由熱固性樹脂固化而成，能耐酸、堿、鹽、未經處理的污水、腐蝕性土壤以及多種化學流體的腐蝕。一般情況下，塑料管使用年限為3年，鑄鐵管使用年限為5—10年，鍘管使用年限只有15年，而玻璃鋼夾砂管道的使用壽命可達5O年。

2)重量輕、強度高：玻璃鋼夾砂管道的密度為1.65—2．2g／cm3，密度只有鋼的1／4，管的環(huán)向拉伸強度為180—300MPa，軸向拉伸強度為6O—l50MPa，最大可達230MPa。

3)內壁光滑、糙率和摩阻力?。翰诼氏到y(tǒng)為0.0084，而混凝上管為0.014，鑄鐵管為0.013，水頭損耗小，泵送費用低；相同口徑下，其輸送能力大；相同流量下，其口徑可減小1個小檔次；污垢積淤極小。

3．玻璃鋼夾砂管道的安裝

3．1 管道埋設必須有足夠的管溝寬度

一般來說，管溝應有足夠的寬度，以利于管道鋪設、接頭連接和回填材料的夯實。管溝的最小寬度在設計沒有具體要求的情況下，應保證管道外壁兩側的填筑有足夠的施工空間，以利于方便施工，確保管道正常埋設及管道拱腰的填筑。

3．2 回填材料的選擇

絕大多數(shù)粗粒土壤都是良好的回填材料，且礫石比砂石更易夯實，可使管道埋深深度加大。如果使用原土對管區(qū)進行回填，回填材料必須滿足以下條件：沒有大于礫石兩倍大小的堅硬土塊，沒有凍土，沒有有機材料，沒有廢舊輪胎、玻璃片或金屬之類的垃圾廢渣，規(guī)定的夯實處原土一定要為粒狀土。

3.3 防止回填材料的遷移

在選擇回填材料時，必須考慮其與原土的兼容性，確?；靥畈牧喜槐粵_走或與原土相混合，同時，必須防止原土進入回填材料中。若發(fā)生這種情況，管道就會失去部分支撐，變形就會加大，從而影響管道的正常運行。若有些部位必須使用不可兼容的回填材料時，可使用人工織物將其與其他材料隔開，所用土工篩布一定要包圍管床和管區(qū)回填材料，防止水進人管區(qū)使回填材料被沖走或滑移，以保證管線的預期使用壽命。

3．4 管道的埋設深度

管道的最大埋設深度是指管頂以上的覆土高度。玻璃鋼管屬柔性管道，在埋設安裝條件下，其承受外載的能力與其周圍土壤提供的支撐能力密切相關。埋設深度與管區(qū)回填材料的類型、夯實程度、土壤密度、原土類型、管溝的修筑結構和管材剛度有關。根據(jù)玻璃鋼夾砂管道的管材剛度、原土類型進行如下設定：原土類型為中等細粒黏土，玻璃鋼管道直徑不小于300mm，剛度等級5 000 N／m2，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在無交通荷載的情況下，最大埋設深度為8 m；在有交通荷載情況下，最大埋設深度5m。在汽車或火車等載重車輛通過的地方，所有管道區(qū)域的回填土都必須經過分層夯實。如果采用特殊安裝，如外加鋼筋混凝土包層、鋼筋混凝土蓋板、外殼等，最小覆蓋深度可適當減小。考慮到地面交通荷載，標準管溝的最小埋設深度不得低于1m。

3．5 管溝的回填

管溝回填應在管道連接安裝完成后馬上進行，這樣既可防止管道浮力和熱變形，也可避免管溝側面原土的滑移。管道受浮力作用會引起管道變形、扭轉及接頭與影響管道的正常連接；玻璃鋼管的熱膨脹系數(shù)較大，安裝溫度與長期裸露、暴曬引起的溫度變化必然導致明顯的熱脹或收縮，進而影響接頭處的密封效果，甚至造成不必要的經濟損失。管區(qū)回填材料的正確選擇、回填程序與夯實對控制：管道的徑向撓曲值至關重要，對管線的正常運行非常關鍵。有害雜質混入回填材料會降低甚至失去管道的側向支撐，嚴重時會造成管道損壞，影響管線正常運行。為防止回填材料中混入有機雜質或外來有害材料，回填施工要嚴格細致。人工回填最好采用具有篩選功能的設備，濾掉不合格材料?；靥顣r，管區(qū)應分層回填，每次回填厚度為150—300mm，夯實方法應根據(jù)回填材料具體確定。當回填材料填到管道起拱線及以上位置時，所有夯實都應從管溝側壁開始，逐漸向管道靠近，以避免管道受到外來夯擊荷載的作用而發(fā)生滑移、扭轉等變形。當回填到管頂時，管頂上方的夯實要控制力度，不能強夯，否則會引起管道的局部凹凸變形甚至破壞，因此，必須滿足管道上方的覆土不能疏松，達到要求的密實度。

4．玻璃鋼夾砂管安裝中常見問題

玻璃鋼管相對而言是一種柔性管道，與鋼管和水泥管有著不同的施工工藝方法。實踐表明，正確的安裝施工是玻璃鋼管線安全運行的根本保證，施工好壞將直接影響整體管線的運行質量。在工程管線施工中，由于多方面原因，曾出現(xiàn)過異常情況。

4．1 管道材質問題

玻璃鋼夾砂管出廠前雖然經過多道工序檢驗，但還是有個別問題。一是管壁有裂紋、有夾層；二是承口與插口的內外表面光滑度、橢圓度不足，造成承插安裝困難；三是“0”型密封橡膠圈彈性差，有氣泡和雜質等，膠圈尺寸與插口不匹配，形成接口漏水。

4．2 施工問題

玻璃鋼管道具有安裝方便、施工速度快的特點，但在作業(yè)人員缺少施工經驗、安裝不熟練的情況下，這一特點很難顯現(xiàn)。在工程初期，施工人員安裝經驗不足，熟練工人較少，大多數(shù)工人均為第一次接觸玻璃鋼管線施工，影響了施工進度和質量；管道運輸中二次裝卸搬運不當有管體破損現(xiàn)象；管線回填不按程序施工，盲目采用機械回填，易造成大土塊下落砸傷管道；管道回填厚度不夠和不及時．在地下水位上升后發(fā)生管道漂浮現(xiàn)象。

4．3 地基問題

玻璃鋼管鋪設時，接口的偏轉角度控制在1o左右，最大不得超過1.5o，接口只能在規(guī)定的角度內轉動，保證管線不漏水。管線基礎最好在均質原狀土基上，當遇到較長距離松軟基礎或高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時，受地基沉降的影響，導致管道承插口變形，拉伸和轉動，使密封膠圈失效而漏水。在軟、硬基礎結合處，由于基礎的不均勻沉陷，可出現(xiàn)管道承插口受力不均產生漏水。

4．4 管道現(xiàn)場制作問題

當玻璃鋼管道遇到復雜地段或特殊情況時，有時定制的管件滿足不了安裝要求，這時常采取接口現(xiàn)場進行糊制的辦法?，F(xiàn)場糊制是一種野外作業(yè)，受氣候、環(huán)境、人員素質等因素的影響，易出現(xiàn)糊制質量不合格的現(xiàn)象。主要表現(xiàn)一是接口糊制厚度不足，也就是糊制層數(shù)不夠。形成局部強度低，充水打壓不合格；二是接口兩側纏繞搭接寬度達不到要求，打壓時抗?jié)B透能力不夠；三是現(xiàn)場配料固化時間掌握不準確，糊制工序不規(guī)范造成糊口質量不好等。

4．5 管道的重點防護

管線穿越渠道、河流、地形起伏較大地段，在汛期時。會對這些地段沖刷破壞嚴重，易造成管線漏水、折斷等破壞，嚴重影響正常運行。

5.基于對玻璃鋼夾砂管安裝中常見問題的對策之探究

隨著工程的進展，施工經驗的積累，基于對玻璃鋼夾砂管安裝常見的問題，逐漸找到一些解決問題的方法，詳細如下：

5．1 加強對管道質量的檢查和控制

在施工前，對管道及附屬件要逐個檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。管道有裂紋等損傷，承插口不光滑、橢圓度不合格的，不能用于管線中，要及時返廠或進行現(xiàn)場處理。施工安裝中還需要再認真查看，管道連接時檢查“O”型橡膠圈的彈性。是否有氣泡和雜質，發(fā)現(xiàn)問題及時剔除，保證膠圈的密封性。遇承插口安裝困難時，不要強行安裝，以免承口被漲裂，應對承口、插口進行表面光滑度、橢圓度進行檢測，當誤差大時，采用電動砂輪配合細砂紙打磨處理后，再進行管道連接。并在進行單口水壓試驗時，保壓時間由正常時3min延長至5rain，確保安裝質量合格。

5．2 調整人員結構，規(guī)范作業(yè)程序

在進行工程項目投標的過程中，對施工單位的選擇尤為重要，這樣做的目的就是從根本上對施工質量進行保證。在實際當中，依然存在沒有同類工程施工經驗的一些施工單位進行中標的情形，這在施工過程中往往會給施工帶來一些不便，進而造成施工進度遲緩，質量很難保證。針對上述施工問題，在承包單位通過及時調整人員結構，調選和增加有類似施工經驗人員。

5.3 做好基礎處理工作

管線基礎好壞．對正常輸水運行影響較大。當遇有軟基、高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時，基礎承載力較低，必須采用換土、夯實等措施進行處理?？筛鶕?jù)實際情況用礫石砂進行處理，要求礫石砂層厚度在300—500mm，并夯實平整，以保證基礎有足夠承載力，施工中要防止礫石砂在溝底兩側擠出，影響基礎處理效果；在軟、硬基礎結合處，一定要加強對軟基一側的處理，通過換土、夯實等手段，將軟基處理好，同時在管道底部增加砂墊層厚度至200mm，防止在結合部位產生不均勻沉陷：遇到巖石基礎．要增加對基礎面巖石平整處理，不能有大的棱角和凸起。

5．4 規(guī)范現(xiàn)場糊制技術標準

施工現(xiàn)場由于作業(yè)環(huán)境差異，施工人員素質不同，糊補質量差別較大，為避免出現(xiàn)糊制質量問題，要制定玻璃鋼管現(xiàn)場糊制工藝技術要求。從材料包括不飽和聚脂樹脂、玻璃纖維、固化劑和促進劑、作業(yè)工具等準備，現(xiàn)場施工準備包括計劃糊補厚度及層數(shù)、樹脂用量、配料程序等，到施工技術和工藝要求等都要做到規(guī)范操作，嚴格施工，這樣才能經受住充水打壓試驗的檢驗。

6.安裝中需注意的事項

1）玻璃鋼夾砂管運輸和保管要求較高，雖然具有很高的強度，但在受到尖銳品碰撞后，受損處無法修復。承口部位容易受集中荷載作用而受損，在運輸和堆放時應避免兩件管件承口部位同向并讓出承口部位。

2）安裝施工時要注意由低處向高處進行，鋪設在平緩地面的承插口管道，承口一般朝來水方向，在斜坡地段承口朝上坡。管道鋪設或安裝中斷時應采取措施，如用塞子、木板等臨時堵塞管口，不得敞口擱置。采用前置溝槽的挖掘機推接時，必須在承口前襯墊厚木板或其它物體，避免碰傷管節(jié)的端面。

3）玻璃鋼夾砂管安裝時對管道基礎和回填質量要求高，要求管道具有良好的墊層和密實均勻的外包層。基礎和回填質量的好壞將直接影響到整個管路的運行狀態(tài)。

參考文獻

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