玻璃鋼加砂管在福建南安沿海三鎮(zhèn)供水工程中的應(yīng)用

程思勝

（徐州市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 ，江蘇徐州 221000）

1 工程概況

福建省南安市沿海三鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)直徑1400 mm，輸水管線31.8 km，工程設(shè)計(jì)輸水能力為50萬m3/d，設(shè)計(jì)工作壓力為0.6 MPa，管道水壓試驗(yàn)壓力為1.0 MPa。

由于工程規(guī)模大、工期短，沿線地質(zhì)條件不一，很多地段流沙較多，所以工程對管材質(zhì)量要求較高。

2 玻璃鋼加砂管技術(shù)要求

玻璃鋼加砂管以無堿玻璃纖維無捻粗紗為增強(qiáng)材料，熱固性樹脂為基體，優(yōu)質(zhì)硅砂為填料，采用纏繞工藝制成。它的質(zhì)量滿足《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂加砂壓力管》（JC/T 838—1998）、《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》（GB/T 21238—2007）的規(guī)定。圖1為玻璃鋼加砂管。

圖1 玻璃鋼加砂管

2.1 管道規(guī)格

管道內(nèi)徑有DN1200 mm和DN1400 mm，管道單根有效長度12 m。

管道剛度SN5000Pa（N/m2），承插口剛度20000Pa。

2.2 管道接口形式

管道采用承插口形式，用雙“O”形三元乙丙橡膠圈密封（見圖2）。

圖2 玻璃鋼承插口示意圖

3 玻璃鋼加砂管安裝

3.1 溝槽開挖

采用放坡開挖，坡度一般為1∶0.3，如果遇到土質(zhì)較差情況，放坡系數(shù)適當(dāng)加大。管道埋置較深時(shí)，溝槽采用二步臺(tái)階，雙梯形斷面，如圖3所示。由于表層土質(zhì)較好，一般不會(huì)出現(xiàn)塌方情況，因此上部梯形槽可以預(yù)先開挖，邊坡控制在1∶0.3～1∶0.5，下部梯形槽邊坡控制在1∶0.2～1∶0.4,開挖后須立即下管安裝并分層回填夯實(shí)，采用二次開挖形式，大大減少下部梯形槽的開挖時(shí)間，減少管區(qū)塌方的可能性，施工質(zhì)量容易得到保證。鋪設(shè)時(shí)，通常在地基上直接墊鋪厚30 cm厚砂墊層，在墊層上進(jìn)行管道鋪設(shè)，接口采用承插式連接，安裝方便，通常一個(gè)接口可在30 min內(nèi)連接好，且每節(jié)管道為12 m，大大縮短晾槽時(shí)間。如遇地下水較淺時(shí)應(yīng)進(jìn)行井點(diǎn)降水以便于施工。

3.2 管道安裝

圖3 雙梯形溝槽斷面圖（單位：mm）

主要安裝步驟：接頭清潔→橡膠圈潤滑→橡膠圈安裝→接頭連接→安裝到位。安裝過程中，使待裝管與連接管保持中心線及水平一致，用2臺(tái)挖機(jī)一前一后或吊車前后吊起一根準(zhǔn)備對接的玻璃鋼管，傾斜角與前一根夾砂管基本相同；然后用一臺(tái)挖機(jī)將后一根夾砂管通過墊木緩慢均勻地頂入前一根夾砂管的承口中；夾砂管安裝到位后，將夾砂管放平放穩(wěn)，插口兩道“o”型密封圈與插口齊平，使密封圈在插口受力均勻，若發(fā)現(xiàn)橡膠圈扭曲，則立即退出重新安裝。管道需要轉(zhuǎn)角度，應(yīng)待接口施工到位后再轉(zhuǎn)角度，在每節(jié)管道安裝到位后，在兩道密封圈之間的打壓孔安裝打壓嘴進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

3.3 管溝回填

主管區(qū)是指溝槽從墊層往上到0.7 d（管道外直徑）高度范圍的空間區(qū)域，次管區(qū)是指溝槽從主管區(qū)往上到管頂400 mm高度范圍的空間區(qū)域。

（1）回填材料

管道基礎(chǔ)采用厚度為300 mm的中粗砂弧墊層。主管區(qū)采用的回填材料為中粗砂，次管區(qū)采用中粗砂和表層土。中粗砂細(xì)度模數(shù)在2.3～2.4之間，屬中砂。表層土最好為勻質(zhì)粉性粘土。

（2）回填方式

主管區(qū)高度為1.6 m，分兩次回填。第一次回填高度共1 m，第二次回填到1.6 m。每次回填要按20 cm分層均勻夯實(shí)或澆水均勻夯實(shí)。

（3）回填密實(shí)度

中砂的回填密實(shí)度控制在0.87%～0.97%之間，平均為0.9%，土的密實(shí)度壓實(shí)度在0.87%～0.95%之間，平均為0.9%，最小管頂覆土深度為1.9 m。

3.4 變形控制

在管道敷設(shè)12～24 h后進(jìn)行測量。在每節(jié)管道中部和承口兩個(gè)斷面，主要測量豎向變形和橫向變形，要求初始和長期徑向撓曲允許值見表1。

表1 給水管允許徑向撓曲值

管道的變形主要來源于管頂?shù)暮奢d，因此要使變形很小，首先玻璃鋼管要有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)管兩側(cè)的沙土回填密實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度，才能與管道一起抵抗豎向荷載的壓力。

3.5 玻璃鋼加砂管與鋼筋混凝土管的比較

玻璃鋼加砂管自重較?。ㄏ喈?dāng)于相應(yīng)直徑鋼管重量的一半，相當(dāng)于相應(yīng)直徑混凝土管的10%），其與鋼筋混凝土管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表2。

表2 兩種管材技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)比較

4 結(jié)語

（1）確定可靠的管材性能指標(biāo)，科學(xué)地設(shè)計(jì)好管壁結(jié)構(gòu)并通過驗(yàn)證試驗(yàn)，在生產(chǎn)過程中對原材料性能、工藝過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控和檢驗(yàn)。

（2）玻璃鋼加砂管作為柔性管必須保證施工質(zhì)量，選擇合適的回填材料是基礎(chǔ)，確定回填密實(shí)度是關(guān)鍵，控制好初始豎向變形是最終目標(biāo)。

（3）在軟土地基中鋪設(shè)大口徑玻璃鋼加砂管，通常其管頂覆土較厚，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性，回填材料僅在主管區(qū)采用中粗砂即可，次管區(qū)采用表層土，以節(jié)省投資。

（4）與鋼管施工相比，玻璃鋼加砂管具有安裝方便、施工效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)省工期、管材價(jià)和綜合價(jià)均低等優(yōu)點(diǎn)。

此次大口徑玻璃鋼加砂管在福建南安沿海三鎮(zhèn)輸水管道工程兩年來的成功應(yīng)用，說明大口徑玻璃鋼加砂管是能適應(yīng)軟土地基的，且管道水頭損失小，安全可靠，能替代大口徑鋼管用于給水輸水工程。

[1]JC/T 838—1998，玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂加砂壓力管[S].

[2]GB/T 21238—2007，玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管[S].

[3]GB∕T 11836—1999，混凝土和鋼筋混凝土排水管[S].