玻璃鋼夾砂管道在新沂市尾水導(dǎo)流工程中的質(zhì)量控制

杜東照， 胡學(xué)俊， 賈彩艷， 馬 晴， 常 石

(新沂市沂北灌區(qū)管理所， 江蘇 徐州 221400)

新沂市尾水截污導(dǎo)流工程北起新沂市城南污水處理廠，埋設(shè)雙排DN1200管道，沿新墨河?xùn)|堤?hào)|側(cè)、總沭河西堤西側(cè)、響馬林排澇溝東側(cè)至新沂河馬莊涵洞以下排入新沂河尾水通道。單排管線總長(zhǎng)約26.81 km，設(shè)置進(jìn)口集水池1座，穿路、堤及河道頂管5座；出口建筑物1座。采用頂管施工工藝施工。沿途穿越河道、溝渠、公路等30余處，為玻璃鋼管道施工積累豐富經(jīng)驗(yàn)。

1 管材方案比選

新沂河尾水通道采用封閉管道有壓輸水長(zhǎng)距離污水輸送，設(shè)計(jì)中考慮經(jīng)常使用的3種管材：預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道、玻璃鋼管。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管具有合理的復(fù)合結(jié)構(gòu)、承受內(nèi)外壓較高、接頭密封性好、抗震能力強(qiáng)、施工方便快捷、防腐性能好、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離輸水干線、壓力倒虹吸、城市供水工程、壓力排污干管等。但預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管目前市場(chǎng)價(jià)格比預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道、玻璃鋼管高，從經(jīng)濟(jì)角度，一般不采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。

從類似工程情況來(lái)看，玻璃鋼管道長(zhǎng)距離輸送污水，在工程安全性方面明顯優(yōu)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道。在施工難度、使用壽命、工期及管道的防污等方面，玻璃鋼管道均優(yōu)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道。因此該工程采用玻璃鋼管。

玻璃鋼管中玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管是一種新型的給排水管材，20世紀(jì)90年代初，從國(guó)外引進(jìn)玻璃鋼管道生產(chǎn)線，開(kāi)始生產(chǎn)玻璃鋼夾砂管。玻璃鋼夾砂管具有使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、重量輕、剛度好、耐腐蝕、安裝便利、水利特性優(yōu)良等特性。

2 玻璃鋼夾砂管道基礎(chǔ)形式

該工程沿線壓力管道底高程大部分落在2層灰黃、褐黃夾淺灰色含少量礫的粉質(zhì)黏土、黏土和6層灰黃、灰、灰褐色含少量礫的中砂、粉砂，夾黏土層上，地基承載力160 kPa，不需要地基基礎(chǔ)處理。玻璃鋼管道底部300 mm厚砂墊層，管道兩側(cè)用砂回填至大管徑0.7 D高度處，上部原土回填至地面標(biāo)高，兩管道中心線間距取2.4 m，溝槽的寬度為4.6 m。

該工程管道采用埋地敷設(shè)方式。設(shè)計(jì)平均覆土深度控制在2.0 m左右，根據(jù)該段工程地質(zhì)情況，擬定管溝開(kāi)挖邊坡為1∶1。管道基礎(chǔ)橫斷面見(jiàn)圖1。

圖1 玻璃鋼管及基礎(chǔ)橫斷面圖

3 玻璃鋼夾砂管道質(zhì)量控制

3.1 埋設(shè)玻璃鋼夾砂管道流程

施工前準(zhǔn)備→現(xiàn)場(chǎng)排水→開(kāi)挖溝槽→基礎(chǔ)墊層鋪設(shè)→鋪設(shè)安裝管道→溝槽回填→水壓試驗(yàn)。

3.2 開(kāi)挖溝槽

(1)合理控制溝槽開(kāi)挖斷面、深度，滿足基礎(chǔ)施工排管操作空間、設(shè)計(jì)標(biāo)高。因地制宜，不同地質(zhì)條件采用不同的開(kāi)挖斷面。對(duì)無(wú)地下水、地質(zhì)條件相對(duì)較好的、挖深小于2.5 m的地段開(kāi)挖采用矩形槽斷面；在地下水位高、地質(zhì)條件較差、易滑坡地段采用梯形槽斷面開(kāi)挖；或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件不同地段采用分層開(kāi)挖，挖上下梯形、上梯形下矩形等組合槽；施工排水根據(jù)地下水具體的情況，采用壟溝排水、溝底一側(cè)設(shè)置排水溝排水、集水坑排水。

(2)基槽開(kāi)挖不得擾動(dòng)槽底土基、超挖。使用機(jī)械開(kāi)挖溝槽深度接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)預(yù)留20～30 cm原土保護(hù)層，使用人工開(kāi)挖；開(kāi)挖遇不良土層時(shí)先清除，采用換土或用砂墊層分層夯實(shí)回填。校核基坑底標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行下一道工序。

(3)嚴(yán)格控制溝槽開(kāi)挖邊坡坡度、槽口堆土高度及堆土安全距離。溝槽邊坡開(kāi)挖坡度1∶1.5，堆土高小于4 m以下，溝槽口堆土安全高度3 m。

溝槽開(kāi)挖經(jīng)監(jiān)理、項(xiàng)目部、施工班組三方聯(lián)合驗(yàn)收復(fù)核設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行下一步工序。

3.3 安裝玻璃鋼夾砂管道

管道安裝前及時(shí)清掃管道內(nèi)、外壁，控制管底高程，調(diào)整管節(jié)中心及高程。

(1)吊裝玻璃鋼夾砂道。管道吊裝多使用挖掘機(jī)、重機(jī)吊車(chē)，用軟質(zhì)纖維繩、管外壁雙點(diǎn)捆綁起吊、輕啟輕放，不得穿芯吊裝[1]。

(2)平坦地段安裝。管道安裝前，先在管道接口基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)位置開(kāi)挖適宜的凹槽口，方便管道放置安裝時(shí)能把整個(gè)管身底部放置在開(kāi)挖后溝槽底部砂墊層上，受力均勻、保護(hù)管道。起重機(jī)將玻璃管吊入溝槽時(shí)，將承口內(nèi)、膠圈周?chē)砻婢鶆蛲磕?rùn)滑劑，同時(shí)把兩個(gè)“O”型橡膠圈分別放入在插口凹槽中，溝槽內(nèi)安排專人指揮吊車(chē)，準(zhǔn)確把承插口兩管口對(duì)準(zhǔn)，再使用手動(dòng)葫蘆將兩根待安裝的管道靠近，安裝到管道承口內(nèi)。

(3)閥井附近的安裝。為便于施工、完工后工程運(yùn)行、維修，在尾水導(dǎo)流管道上布置截止閥(閘閥)、排氣排泥閥。分別在管道最高、最低處設(shè)置排氣、排泥閥，在管道軸線上可移動(dòng)的范圍較小。為縮短工期，施工中施工單位一般采取多點(diǎn)施工方案，造成安裝到閥井處時(shí)，與閥井連接的管道長(zhǎng)度一般不固定。為解決與閥井連接，滿足短管連接，根據(jù)實(shí)際測(cè)量管道長(zhǎng)度，現(xiàn)場(chǎng)截管采用平端糊口連接技術(shù)，確保工程保質(zhì)量、加快施工進(jìn)度。

(4)承插口打壓試驗(yàn)。玻璃鋼夾砂管道連接時(shí)采用承插式雙“O”型密封圈連接，對(duì)橡膠圈連接要求高、密封性能好。施工時(shí)逐個(gè)檢查橡膠圈，不能出現(xiàn)割裂破損、氣泡等瑕疵。管道連接時(shí)多采用逆水流方向，先在承口內(nèi)面均勻涂抹液體潤(rùn)滑劑，再把兩個(gè)“O”型膠圈分別套裝到插口處，同時(shí)涂滿潤(rùn)滑劑，保證管道連接密封性。管道連接安裝后，必須對(duì)每安裝一根管道連接處進(jìn)行承插口處打壓試驗(yàn)，檢測(cè)雙"O"型圈密封效果。多采用手動(dòng)試壓泵對(duì)管材帶有的試壓孔，加水打壓試驗(yàn)，為管道打壓工作壓力的1.5倍，檢查承插口氣密性。出現(xiàn)壓力降低較快，說(shuō)明承插口密封性能不好，需要重新安裝、再打壓檢測(cè)，確保整個(gè)管道系統(tǒng)總體試壓成功[2]。

(5)玻璃鋼夾砂管道現(xiàn)場(chǎng)糊制。對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜地段定制管件不滿足安裝條件,可采取現(xiàn)場(chǎng)接口糊制法?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量切割需要管道長(zhǎng)度，專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)糊口連接。制定玻璃鋼管現(xiàn)場(chǎng)糊制工藝技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件、施工技術(shù)熟練程度有嚴(yán)格要求。同時(shí)精細(xì)選取原材料不飽和聚脂樹(shù)脂、固化劑、玻璃纖維、促進(jìn)劑及作業(yè)工具等，規(guī)范操作現(xiàn)場(chǎng)糊口計(jì)劃糊補(bǔ)厚度、層數(shù)、樹(shù)脂用量、配料程序等, 熟練按施工技術(shù)、工藝等進(jìn)行糊制[3]。

3.4 溝槽回填

管道承插口試壓合格后，及時(shí)排除管區(qū)積水、清除溝槽雜物、回填土方。本工程管線沿途部分地段多為丘陵山地，溝槽開(kāi)挖料出現(xiàn)碎石巖土，直接回填土容易造成玻璃鋼管道管身傷害。首先墊層料回填中粗砂，管道頂50 cm至管底回填中粗砂。施工時(shí)先把管道兩側(cè)腋下的三角區(qū)回填夯實(shí)，再玻璃管管兩側(cè)對(duì)稱回填夯實(shí)到管頂以上50 cm處。管頂每層300 mm回填，夯實(shí)滿足設(shè)計(jì)達(dá)到的密實(shí)度。

3.5 水壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)是對(duì)管線安裝是否滿足設(shè)計(jì)、使用功能進(jìn)行檢驗(yàn)，管線完成驗(yàn)收合格覆蓋后，分段系統(tǒng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)專項(xiàng)施工方案經(jīng)監(jiān)理審批后方可進(jìn)行。管道水壓試驗(yàn)檢測(cè)頻率應(yīng)按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，水壓試驗(yàn)多采用水壓試驗(yàn)法，試驗(yàn)壓力為工作壓力的 1.5倍。試壓段長(zhǎng)度取為1 000 m，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整。試壓前管道應(yīng)首先在不大于工作壓力下充分浸泡，浸泡時(shí)間不小于24 h。先排出管道內(nèi)的氣體，再將管道內(nèi)壓力升至試驗(yàn)壓力后穩(wěn)定15 min，然后降至工作壓力穩(wěn)定30 min，且壓力降在容許范圍不出現(xiàn)滲漏水為合格。

4 結(jié) 語(yǔ)

新沂河尾水通道導(dǎo)流工程規(guī)模為1.61 m3/s，采用雙管道輸水方案，管道單排總長(zhǎng)約26.81 km，管道間距2.4 m；玻璃鋼夾砂管、鋼管及管件互相連接而成,玻璃鋼主管道管徑為DN1200、DN400，鋼管主管道管徑為DN1020×12。管道工作壓力為0.6 MPa，試驗(yàn)壓力為0.9 MPa。

新沂市尾水截污導(dǎo)流工程為玻璃鋼管道施工積累豐富經(jīng)驗(yàn)。玻璃鋼管道綜合性能良好，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，值得推廣其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍將會(huì)不斷的擴(kuò)大。同時(shí)本工程的實(shí)施使排入新沂河的尾水和污水順利入海，減少新沂河兩岸污染，改善治理區(qū)生態(tài)環(huán)境。