玻璃鋼人孔在高等級(jí)公路交通工程中的應(yīng)用

【摘要】本文針對(duì)人孔在高等級(jí)公路交通工程中應(yīng)用的一些特點(diǎn)，介紹新材料新工藝的玻璃鋼人孔在高等級(jí)公路推廣。

【關(guān)鍵詞】玻璃鋼人孔；防滲漏；防漂浮

玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料俗稱(chēng)FRP，即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（GFRP）、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（CFRP）、硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等。單一玻璃纖維雖然強(qiáng)度高，但纖維間是松散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切、壓應(yīng)力，還不易做成固體的幾何形狀。如果用合成樹(shù)脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅(jiān)硬制品，既能夠承受拉應(yīng)力，又能夠承受彎曲、剪切、壓應(yīng)力，這就組成了玻璃纖維增強(qiáng)塑料。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱、防水等性能，像玻璃那樣，歷史上形成了這個(gè)通俗易懂的名稱(chēng)“玻璃鋼”，這個(gè)名詞是由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部部長(zhǎng)賴(lài)際發(fā)同志于1958年提出的，由建材系統(tǒng)擴(kuò)至全國(guó)各行業(yè)，它就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼。

1、目前吉林省高速公路上人孔狀況

1.1 人孔材質(zhì)多為水泥混凝土，分現(xiàn)澆和預(yù)制兩種，預(yù)制人孔施工期短，質(zhì)量好，但是預(yù)制人孔易滲水、體積大、質(zhì)量重、運(yùn)輸困難、運(yùn)輸?shù)跹b中易損。現(xiàn)澆人孔整體性好，也存在滲水問(wèn)題，所以現(xiàn)澆水泥人孔應(yīng)用較多，但現(xiàn)澆人孔內(nèi)積水問(wèn)題一直難以解決。鋼筋混凝土人孔需用鋼筋和模板，施工期較長(zhǎng)[1]。磚砌人孔基本不用，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間浸水變粉，喪失強(qiáng)度，影響高速公路路基穩(wěn)定。

1.2 從目前混凝土人孔使用情況看，普遍存在積水問(wèn)題，積水深度多的占井身的1/3，普遍在1/4左右，因此，在高填方處中央分隔帶人孔都設(shè)有橫向排水管，將積水排至路側(cè)邊溝。滲水方式有：通信管道外壁進(jìn)入人孔的預(yù)留槽處，主要為中央分隔帶滲入的雨水在管道導(dǎo)流作用下直接流入人孔而形成的積水占60%左右；人孔的井蓋孔和井蓋與人孔上覆之間的縫隙，主要為雨水直接進(jìn)入占5%左右；由于人孔壁細(xì)微裂縫而形成的滲水占30%；高程較高處人孔內(nèi)的積水經(jīng)管道導(dǎo)流進(jìn)入高程較低處人孔而形成的積水占5%，此部分水也不排除有的管道途中壞點(diǎn)滲水流至低處人孔的可能，中央分隔帶人孔排水管在邊溝水位過(guò)高時(shí)也會(huì)倒灌至人孔。人孔內(nèi)的積水由于內(nèi)外的互滲會(huì)長(zhǎng)期浸潤(rùn)路基，對(duì)路基有較大影響，處于低谷的人孔在大雨時(shí)候容易形成水流溢出，造成積水在路面漫流，影響行車(chē)安全[2]。

1.3 由于人孔與路基施工不可能非常同步，人孔施工時(shí)路面基層多半都已施工完成，為避免開(kāi)挖排水管道溝對(duì)基層造成的影響，都采用素混凝土回填，以保證回填基層強(qiáng)度，已有多條高速產(chǎn)生此項(xiàng)設(shè)計(jì)變更，既增加造價(jià)，又影響基層施工進(jìn)度。該排水管雨季時(shí)還有可能會(huì)產(chǎn)生倒灌現(xiàn)象?；炷寥丝坠て陂L(zhǎng)，對(duì)路基、路面施工及質(zhì)量會(huì)有影響。

由玻璃鋼特性可知，它特別適合高速公路人孔材料，人孔長(zhǎng)期處于地下，不會(huì)由于長(zhǎng)期光照產(chǎn)生老化現(xiàn)象，利用玻璃鋼的可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)可加工成要求的形狀，挖完孔吊裝定位即可覆土，施工簡(jiǎn)單；穿好管道即可現(xiàn)場(chǎng)用同種樹(shù)脂密封，確保不滲透。將玻璃鋼人孔應(yīng)用到高速公路通信工程中將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，玻璃鋼人孔將徹底解決人孔積水問(wèn)題，有效避免由于人孔積水對(duì)路基的浸潤(rùn)作用，從而保證路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定；有效避免人孔內(nèi)機(jī)電設(shè)備和線(xiàn)纜長(zhǎng)期浸泡在水中對(duì)設(shè)備造成的損壞乃至短路，電能損失等，甚至造成安全事故等嚴(yán)重后果。這部分的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。

2、玻璃鋼人孔設(shè)計(jì)要求

玻璃鋼人孔設(shè)計(jì)為橢圓臺(tái)形，中部最大長(zhǎng)軸直徑為1.88m，短軸直徑為1.28m，人孔深度需要滿(mǎn)足操作者在其內(nèi)部操作的要求，根據(jù)人體工程學(xué)的要求設(shè)計(jì)深度為1.75m。人孔尺寸滿(mǎn)足放光（電）纜時(shí)的施工操作的需要并且能夠保證光（電）纜的日常維護(hù)、檢測(cè)要求和滿(mǎn)足安裝太陽(yáng)能蓄電池箱體。由于采用氣吹法敷纜，人孔間距與吹纜距離有直接關(guān)系。根據(jù)地面模擬氣吹光纜實(shí)驗(yàn)情況，單機(jī)吹纜最大長(zhǎng)度為1500m，考慮實(shí)際工程難度和纜線(xiàn)規(guī)格差異，目前我國(guó)高速公路采用氣吹法的人孔距離定在1000m左右，是由于高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置需要，須在高速公路土路肩的相應(yīng)位置上設(shè)置分歧人孔的原因。人孔平面內(nèi)部尺寸、深度滿(mǎn)足人體工程學(xué)、通信管道管材的最小轉(zhuǎn)彎半徑以及光電纜盤(pán)留空間要求。

設(shè)計(jì)人孔時(shí)充分考慮發(fā)揮玻璃鋼材質(zhì)的優(yōu)越性能，設(shè)計(jì)為橢圓形，以增大其剛度，節(jié)約材料，又滿(mǎn)足其使用功能。玻璃鋼井口直徑70cm，直徑太大浪費(fèi)材料，直徑太小，不利于檢修人員進(jìn)出人井。上井身部分從下至上由大變小，為了增大上部土體對(duì)玻璃鋼人孔的壓力，利于防止人孔上浮。玻璃鋼人孔井蓋輕質(zhì)、堅(jiān)硬，克服鑄鐵井蓋易丟失，人員不小心落入井內(nèi)，造成安全事故等缺點(diǎn)。上井身與下井身分離便于運(yùn)輸和井內(nèi)設(shè)備安裝，安裝完畢后用聚酯膠粘結(jié)、密封，四周用螺栓固定，防滲漏，多通道波紋管通過(guò)井身需現(xiàn)場(chǎng)打孔。穿好管后管道與井間隙用聚酯膠粘結(jié)。

3、技術(shù)難題的解決

3.1 運(yùn)輸問(wèn)題：玻璃鋼人孔為便于運(yùn)輸，采用錐形上、下井身，互相嵌套運(yùn)輸及堆放，降低運(yùn)輸成本，更方便快捷，上、下井身現(xiàn)場(chǎng)拼接粘合。

3.2 防止上浮問(wèn)題：在人孔底部安裝防漂浮└50mm×4mm鍍鋅角鋼、人孔底部厚度15mm玻璃鋼、固定用底板-50mm×2mm鍍鋅扁鋼結(jié)合直徑12mm螺栓固定人孔底部，充分利用角鋼的抗彎性能，防漂浮角鋼兩端現(xiàn)澆0.3m×0.3m鋼筋混凝土防漂塊內(nèi)，防止浮力作用玻璃鋼人孔上浮。

4、玻璃鋼人孔施工

4.1 玻璃鋼人孔地基應(yīng)進(jìn)行開(kāi)挖、夯實(shí)、整平；

4.2 下孔身底板的鍍鋅扁鋼和鍍鋅角鋼用3根螺栓固定，安放至人孔設(shè)計(jì)位置，鍍鋅角鋼端澆筑30cm×30cm素混凝土，防止玻璃鋼人孔上浮；

4.3 如有太陽(yáng)能蓄電池箱需要放在人孔中，在下孔身安裝就位，上孔身沒(méi)安裝前放進(jìn)孔內(nèi)；

4.4 上、下孔身四周先用膠粘及螺栓固定，管道與開(kāi)孔間縫隙、螺栓部位等交工前均應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)用聚酯膠粘牢防水。當(dāng)多通道波紋管正向或斜向插入人孔時(shí)，應(yīng)保證多通道波紋管穿出人孔孔壁40cm以上，以利于穿線(xiàn)作業(yè)；

4.5 安裝玻璃鋼人孔井蓋，施工中應(yīng)注意井蓋密封；

4.6 檢查孔身各部位是否滲水；

4.7 人孔經(jīng)驗(yàn)收合格后回填土，如果溝槽或基坑內(nèi)有水時(shí)，必須抽凈后回填土，以防回填土不實(shí)、后期發(fā)生沉降。

玻璃鋼是近50多年來(lái)發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料，重量輕，無(wú)銹蝕，不滲漏，使用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，保溫性能好，外形可塑，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。玻璃鋼人孔在高等級(jí)公路建設(shè)中的應(yīng)用，縮短了工期，提高了效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，是高等級(jí)公路人孔的理想產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]通信管道與通信工程設(shè)計(jì)規(guī)范.北京郵電大學(xué)出版社，YD 5007-2003

[2]馮治安，李明華.高速公路通信管道設(shè)計(jì)與施工.人民交通出版社，2005.