對(duì)玻璃鋼夾砂管施工問題及對(duì)策的探討

【摘要】近年來隨著玻璃鋼夾砂管道在輸水工程中的應(yīng)用，管線的安裝施工成了玻璃鋼夾砂管道推廣應(yīng)用的因素之一。本文對(duì)玻璃鋼夾砂管在施工的中的常見問題進(jìn)行了優(yōu)化分析并提出相關(guān)的解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】玻璃鋼夾砂管；管道材料；問題與對(duì)策；管線配套

1、引言

玻璃鋼夾砂管的全稱是玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管，是90年代引進(jìn)的一種柔性非金屬復(fù)合材料管道，其工藝成型分為兩類：一類是長纖維在內(nèi)膜上纏繞成型 一類是短纖維用外膜離心澆鑄成型。它具有重量輕，輸送液體阻力小，能保證供水水質(zhì)，抗化學(xué)和電腐蝕等特點(diǎn)，具有安裝方便、使用壽命長、無毒無害、綜合費(fèi)用低、施工操作簡單、維護(hù)成本低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各種流體傳輸領(lǐng)域，尤其是在市政水處理系統(tǒng)的應(yīng)用等。

2、工程概述

某供水工程輸水管線主要采用玻璃鋼夾砂管，全長約4.48Km，其中鋼管長0.93Km，玻璃鋼夾砂管3.45Km，管徑DN2000，管道壓力等級(jí)0.6MPa，剛度SN5000。主要建筑物包括沿線管道、隧洞、公路鐵路交叉、跨河庫管橋、高位水池以及控制閥、排氣閥、放空閥、流量計(jì)等配套建筑物。閥井內(nèi)管道與管件、閥件采用法蘭連接，其余均為橡膠圈接口，套管內(nèi)管線采用承插接口糊制工藝，管段對(duì)接采用包纏糊制接口。

3、施工中常見問題

玻璃鋼夾砂管道是近20年來國內(nèi)發(fā)展較快的新型管材之一，它充分地將各組成材料（玻璃纖維紗、石英砂和不飽和聚醋樹脂）的性能有機(jī)地結(jié)合在一起， 發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)， 具有強(qiáng)度高、密閉性好、重量輕、管道內(nèi)壁光滑、糙率小、相應(yīng)水頭損失小和良好的防腐性，在我國很多城市給水排水工程中得到了很好的應(yīng)用。由于玻璃鋼夾砂管是一種柔性管道，其使用的可靠性關(guān)鍵在于管材自身制造質(zhì)量和安裝質(zhì)量。通過對(duì)爆管過程的分析和檢測(cè)情況來看，正確的管材安裝是安全運(yùn)行的根本保證，施工質(zhì)量的好壞將直接影響整體管線的運(yùn)行質(zhì)量。

3.1管材材質(zhì)問題

玻璃鋼夾砂管在生產(chǎn)過程中會(huì)存有一定的質(zhì)量缺陷。譬如：管壁有裂紋、有夾層等，造成水務(wù)工程在運(yùn)行過程出現(xiàn)滲漏、甚至爆管的情況，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《纖維增強(qiáng)熱固性塑料用液體不飽和聚樹脂試驗(yàn)方法》中明確指明，鋼管表層結(jié)構(gòu)無異物、液體分層等現(xiàn)象，其次在生產(chǎn)過程中，要求對(duì)不飽和聚酯樹脂溫度控制在25℃。其次在生產(chǎn)工藝上由于模具等一定的外在誤差，造成膠圈尺寸與插口不匹配。并在管材進(jìn)場(chǎng)時(shí)，重點(diǎn)對(duì)管材的內(nèi)襯層厚度、環(huán)向拉伸強(qiáng)度、軸向拉伸強(qiáng)度、環(huán)向彎曲強(qiáng)度、巴氏強(qiáng)度、以各層樹脂含量、管壁組分含量、不可溶分含量、增強(qiáng)材料等重要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，嚴(yán)格對(duì)管材質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。

3.2管道現(xiàn)場(chǎng)糊制問題

當(dāng)玻璃鋼夾砂管道遇到復(fù)雜地段等特殊地形時(shí)，有時(shí)定制的管件滿足不了安裝要求，這時(shí)常采取接口現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行糊制的辦法?，F(xiàn)場(chǎng)糊制，野外作業(yè)，受氣候、環(huán)境、人員素質(zhì)等因素的影響，易出現(xiàn)糊制質(zhì)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(qiáng)度低，充水打壓不合格；二是接口兩側(cè)纏繞搭接寬度達(dá)不到要求，打壓時(shí)抗?jié)B透能力不夠；三是現(xiàn)場(chǎng)配料固化時(shí)間掌握不準(zhǔn)確，糊制工序不規(guī)范造成糊口質(zhì)量不好等。

3.3施工安裝問題

玻璃鋼夾砂管道具有安裝方便、施工速度快的特點(diǎn)。但在工程初期，施工人員安裝經(jīng)驗(yàn)不足，每處施工現(xiàn)場(chǎng)僅有一名熟練工人，大多數(shù)工人均為第一次接觸玻璃鋼夾砂管線施工，作業(yè)人員缺少施工經(jīng)驗(yàn)、安裝不熟練的情況下，這一特點(diǎn)很難顯現(xiàn)，從而影響了施工進(jìn)度和質(zhì)量，且管道運(yùn)輸中二次裝卸搬運(yùn)不當(dāng)有管體破損現(xiàn)象等。

3.4地基問題

玻璃鋼夾砂管鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)做好地基承載力的檢測(cè)，玻璃鋼夾砂管的鋪設(shè)最好在均質(zhì)原狀土基上，如果遇到較長距離松軟基礎(chǔ)或高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時(shí)，管材容易受地基沉降的影響，易導(dǎo)致管道承插口變形，拉伸和轉(zhuǎn)動(dòng)，使密封膠圈失效而漏水。在玻璃鋼夾砂管鋪設(shè)時(shí)，接口的偏轉(zhuǎn)角度控制在1°左右，最大不得超過1.5°，接口只能在規(guī)定的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。接口處在管道軸線方向有一定的間隙，應(yīng)控制在5～15mm，保證管線不漏水，在軟、硬基礎(chǔ)結(jié)合處，由于基礎(chǔ)的不均勻沉陷，可出現(xiàn)管道承插口受力不均產(chǎn)生漏水。巖石基礎(chǔ)，管道底部易出現(xiàn)巖石尖角碰撞、擠壓等損傷。

3.5管道回填和水壓試驗(yàn)問題

根據(jù)玻璃鋼夾砂管的特性，回填土要求沒有磚、石等塊狀硬物。管體兩側(cè)要對(duì)稱分層夯實(shí)，回填時(shí)不得盲目采用機(jī)械回填，易造成大石下落砸傷管道，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制夯填土的密實(shí)度，避免因管道變形導(dǎo)致管環(huán)向間隙不均勻。為確保輸水系統(tǒng)能夠安全正常啟動(dòng)，壓力管道安裝完畢后一般應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，來檢驗(yàn)管道力學(xué)性能的強(qiáng)度試驗(yàn)和管道連接質(zhì)量的嚴(yán)密性試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)特別是在有壓管道輸水過程中顯得尤為重要。管道試壓應(yīng)采用分段試壓， 根據(jù)不同管徑、壓力等級(jí)進(jìn)行分段， 分段長度一般不大于1km，水壓試驗(yàn)應(yīng)以清水為介質(zhì)， 緩慢充水， 水流速度<0.3m/s， 以免使管道發(fā)生水錘現(xiàn)象；充水時(shí)， 先打開管道各高處的排氣閥， 充分排除空氣， 充滿水后，試壓管道內(nèi)應(yīng)保證0.2～0.3MPa 的水壓， 系統(tǒng)浸泡24h，使管道達(dá)到機(jī)械、熱力和化學(xué)平衡， 再進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

3.6工程運(yùn)行問題

隨著，供水工程經(jīng)長時(shí)間的輸水運(yùn)行，玻璃鋼夾砂管管材局部也會(huì)出現(xiàn)老化、指標(biāo)下降等問題，致使管材力學(xué)性能減弱，在長距離輸水管道中，復(fù)雜運(yùn)行工況如管道內(nèi)部存有大量氣體，管材內(nèi)壁會(huì)因?yàn)樵谒牟粩鄾_刷下，造成磨損、褶皺、鼓泡，并在水的壓力和滲透的作用下，造成內(nèi)部樹脂溶狀、松軟現(xiàn)象，使得力學(xué)性能衰減，引起不同材料分層。隨著供水管線供水水量的有突增、突減或快速關(guān)閥引起管道局部產(chǎn)生真空或管道內(nèi)部氣體不能完全排出，在一段時(shí)間的運(yùn)行過程中在薄弱的缺陷部位逐漸擴(kuò)展，尤其是分層、空洞應(yīng)力集中等聯(lián)合作用，使樹脂開裂及樹脂與纖維、夾砂層松脫，最終導(dǎo)致管材的局部破壞而爆管。

4、工程施工對(duì)策

4.1加強(qiáng)管材質(zhì)量的把關(guān)

隨著，玻璃鋼夾砂管在水源供水工程中廣泛應(yīng)用，管材質(zhì)量直接影響到工程的運(yùn)行安全，加強(qiáng)對(duì)玻璃鋼夾砂管管材生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，對(duì)原材料入廠檢驗(yàn)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行駐廠監(jiān)造；并加強(qiáng)對(duì)施工期間管道回填的質(zhì)量控制。一是施工前要對(duì)管道及附屬件逐個(gè)做詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，監(jiān)理嚴(yán)格做好管材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作；二是對(duì)管材有裂紋、承插口不光滑、橢圓度不合格的等問題，要進(jìn)行與廠家溝通聯(lián)系，必要時(shí)返廠或進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理；三是安裝過程中，在吊裝環(huán)節(jié)，還需進(jìn)一步對(duì)管材質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，檢查管材外觀是否有氣泡、雜質(zhì)、橡膠圈的彈性等，及早發(fā)現(xiàn)管材質(zhì)量問題，確保管道質(zhì)量和膠圈的密封性；四是在承插口安裝不便時(shí)，不得強(qiáng)行安裝，以免承口被漲裂，當(dāng)誤差大時(shí)，宜采用電動(dòng)砂輪配合細(xì)砂紙打磨處理后，再進(jìn)行管道連接；五是在做水壓試驗(yàn)時(shí)，保持恒壓時(shí)間由正常時(shí)3min延長至5min，確保安裝質(zhì)量合格；六是對(duì)已經(jīng)運(yùn)行管材，要加大對(duì)管線內(nèi)部的檢查，重點(diǎn)檢查管道的承插口是否完整、有無漏水、脫開，止水膠圈有無露出、破壞，管身是否變形、鼓包、破損等情況，嚴(yán)格把關(guān)，及早發(fā)現(xiàn)隱患，避免出現(xiàn)滲漏、爆管等問題。

4.2做好基礎(chǔ)處理工作

根據(jù)不同情況下土質(zhì)特點(diǎn)，基礎(chǔ)處理的方法也不盡相同。管線基礎(chǔ)好壞，對(duì)正常輸水運(yùn)行影響較大。當(dāng)遇有軟基、高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時(shí)，基礎(chǔ)承載力較低，必須采用換土、夯實(shí)等措施進(jìn)行處理?？筛鶕?jù)實(shí)際情況用礫石砂進(jìn)行處理，要求礫石砂層厚度在300～500mm，并夯實(shí)平整，以保證基礎(chǔ)有足夠承載力，施工中要防止礫石砂在溝底兩側(cè)擠出，影響基礎(chǔ)處理效果；在軟、硬基礎(chǔ)結(jié)合處，一定要加強(qiáng)對(duì)軟基一側(cè)的處理，通過換土、夯實(shí)等手段，將軟基處理好，同時(shí)在管道底部增加砂墊層厚度至200mm，防止在結(jié)合部位產(chǎn)生不均勻沉陷；當(dāng)遇有突出的巖石、鵝卵石或硬土層時(shí)，基礎(chǔ)層厚度應(yīng)增加至100～200mm。這樣使管道和地基之間作用力和反作用力處于軟接觸狀態(tài)，整體受力均勻，尤其是受到瞬變沖擊時(shí)，砂填充層具有緩沖作用，避免應(yīng)力集中，對(duì)于玻璃鋼管十分有利。砂墊基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)防止砂由兩側(cè)擠出，降低承載力，且必須在無地下水的情況下處理砂基礎(chǔ)。

4.3規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)糊制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

施工現(xiàn)場(chǎng)由于作業(yè)環(huán)境差異，施工人員素質(zhì)不同，糊補(bǔ)質(zhì)量差別較大，為避免出現(xiàn)糊制質(zhì)量問題，要制定玻璃鋼夾砂管現(xiàn)場(chǎng)糊制工藝技術(shù)要求。從原材料不飽和聚脂樹脂、玻璃纖維、固化劑和促進(jìn)劑、作業(yè)工具等準(zhǔn)備，從計(jì)劃計(jì)劃糊補(bǔ)厚度及層數(shù)、樹脂用量、配料程序等，到施工技術(shù)和工藝要求等都要做到操作規(guī)范，嚴(yán)格按要求施工，才能滿足水壓試驗(yàn)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)受住充水打壓試驗(yàn)的檢驗(yàn)。在質(zhì)量控制策略層次結(jié)構(gòu)上也要加強(qiáng)重視，其中對(duì)于不飽和聚酯樹脂在發(fā)生雙鍵斷裂時(shí)，重新生成不飽和二元醇，此反應(yīng)控制溫度在190-200℃，能夠有效保證生成物的純度。其次在施工技術(shù)要求規(guī)范上，要對(duì)施工人員進(jìn)行逐級(jí)培訓(xùn)，掌握施工技術(shù)要點(diǎn)，這樣才能在施工細(xì)節(jié)上發(fā)現(xiàn)問題，并能在短時(shí)間內(nèi)解決問題。

4.4管線附屬工程要配套

對(duì)于本工程管線穿越道路、山洪溝段、過河段及地形起伏較大管段，要及時(shí)采取工程措施進(jìn)行防護(hù)加固、處理，避免因村莊農(nóng)田灌溉對(duì)溝渠清淤施工造成破壞，影響管道正常運(yùn)行；管道設(shè)計(jì)方案一定要符合實(shí)際情況，對(duì)于洪水、暴雨加固埋深保證在14m以下，加固配套法蘭采用正六邊形，每個(gè)邊禁錮一個(gè)螺母，螺母直徑在3.5-4.0之間，同時(shí)，按設(shè)計(jì)要求工程始端每100米和管道轉(zhuǎn)角較大處理設(shè)里程樁，進(jìn)一步保證工程施工管線安全。這樣才能保證配套部件的穩(wěn)固性。其次對(duì)于山川地域，線路要在專有的配線管內(nèi)走線，每個(gè)管孔布放2根線纜，平衡排布，這樣在今后電流運(yùn)行上不會(huì)產(chǎn)生過大的磁場(chǎng)。

5、玻璃鋼夾砂管施工改進(jìn)措施

5.1成立工程維護(hù)搶修隊(duì)

運(yùn)行管理單位應(yīng)要提前成立工程維護(hù)搶修隊(duì)。熟悉管線的安裝，排除輸水管線運(yùn)行期間，經(jīng)常要出現(xiàn)各種各樣問題，排除如安全閥、排氣閥、閥井的各種小故障，對(duì)于管道出現(xiàn)較大漏水問題，需要工程搶修搶險(xiǎn)人員及時(shí)修復(fù)。搶修隊(duì)關(guān)系著整個(gè)工程項(xiàng)目的正常運(yùn)行，維護(hù)隊(duì)不但要有專業(yè)的維修技術(shù)，而且要在專業(yè)維護(hù)意識(shí)上也要加強(qiáng)培訓(xùn)，這便要求管理工作人員定期要對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行不定期的思想意識(shí)鞏固，只有這樣才能保證維護(hù)搶修隊(duì)員的專業(yè)意識(shí)。檢修隊(duì)在檢修過程中要同往年停水檢修檢查資料進(jìn)行對(duì)比，分析可能存在的安全隱患。

5.2 加強(qiáng)搶險(xiǎn)維護(hù)人員培訓(xùn)

提前加強(qiáng)對(duì)玻璃鋼夾砂管道搶險(xiǎn)維護(hù)人員的培訓(xùn)。玻璃鋼夾砂管道修補(bǔ)糊制中常用材料及處理方法相對(duì)復(fù)雜，在施工中要求環(huán)境條件也比較嚴(yán)格，維護(hù)搶修人員要經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，掌握施工要領(lǐng)和技術(shù)要求，才能勝任工作。對(duì)于施工過程中的細(xì)節(jié)問題要反復(fù)查看，不但要保證施工技術(shù)的完整性，對(duì)于施工操作過程中的細(xì)節(jié)也要進(jìn)行驗(yàn)證，以防在今后施工運(yùn)行維護(hù)上出現(xiàn)一定的差錯(cuò)。在培訓(xùn)過程中要進(jìn)行定期考核，考核通過的員工給予獎(jiǎng)勵(lì)或者崗位晉升的機(jī)會(huì)，對(duì)于沒有通過考核的員工，則要再次進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，直到通過為止。培訓(xùn)項(xiàng)目不但要包括施工技術(shù)培訓(xùn)課程，而且在施工管理上也要加強(qiáng)，這樣后期施工管理人員既能掌控施工技術(shù)要點(diǎn)，又能加強(qiáng)對(duì)工程管理的強(qiáng)化意識(shí)。

5.3加強(qiáng)管線重點(diǎn)防護(hù)

在管線兩側(cè)一定范圍內(nèi)設(shè)置保護(hù)區(qū)，禁止采砂、挖土、建筑等活動(dòng)，保證輸水工程正常運(yùn)行。特別是對(duì)于生活水源引水工程，必須設(shè)置專職巡線人員進(jìn)行日常巡邏，加強(qiáng)對(duì)管線的外部日常巡視檢查和停水檢修管線內(nèi)部檢查， 尤其是對(duì)管線周邊土體出現(xiàn)濕潤、滲水征兆時(shí)，需加強(qiáng)觀測(cè)頻次，避免隱患進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)停水檢修發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)部鼓包、裂痕現(xiàn)象較為普遍、嚴(yán)重時(shí)，需分析原因、采取必要的處理措施。加強(qiáng)對(duì)管線的監(jiān)控和檢查力度，并制定應(yīng)急預(yù)案，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)和處理。

6、結(jié)語

通過對(duì)玻璃鋼夾砂管施工常見問題及對(duì)策的探究分析，使得筆者對(duì)此該施工技術(shù)方案有了更為深知的認(rèn)可。這種防護(hù)措施不但保證了施工技術(shù)方案的完整性，而且也保證施工操作流程的可行性。這種技術(shù)方案的改進(jìn)措施，不單單適用于該工程項(xiàng)目的施工建設(shè)，在其他項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃中也同樣適用，促進(jìn)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

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作者簡介：吳冰（1986-），男，漢族，江西上饒人，本科，中級(jí)職稱（工程師），中共黨員，2007年畢業(yè)于江西理工大學(xué)，工程造價(jià)管理專業(yè)。