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摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹了新一代給排水輸水管材玻璃鋼夾砂管以其優(yōu)異的耐腐蝕性能、水利特性優(yōu)良、輕質(zhì)高強(qiáng)、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優(yōu)點(diǎn)在位于杭州市市蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域新建的污水輸水管道中的成功應(yīng)用，并針對(duì)該地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)情況詳細(xì)闡述了玻璃鋼夾砂管的施工工藝質(zhì)量控制重點(diǎn)，值得推廣借鑒。
關(guān)鍵詞：玻璃鋼夾砂管；施工工藝：質(zhì)量控制
玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管(以下簡稱玻璃鋼夾砂管)是一種新型的給排水管材，具有耐腐蝕、使用壽命長、價(jià)格低、重量輕、剛度好、安裝便利、水利特性優(yōu)良等特點(diǎn)，在歐美等國已經(jīng)普遍使用；20世紀(jì)90年代初，我國從國外引進(jìn)玻璃鋼管道生產(chǎn)線，開始生產(chǎn)玻璃鋼夾砂管道。
本文所說的新建的污水輸水管道位于杭州市蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域，設(shè)計(jì)管道連接蕭山污水處理有限公司臨江F泵站和蕭山東片大型污水處理廠，管道全長5500 m，設(shè)計(jì)管徑DN1 200 mm，設(shè)計(jì)管材除管橋外，也全部采用玻璃鋼夾砂管。
1 玻璃鋼夾砂管的選用
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及地勘數(shù)據(jù)顯示，施工管道沿線大部分為養(yǎng)殖魚塘，非魚塘區(qū)域表層為耕植土，二層土大部分為粉土，局部區(qū)域夾雜著淤泥質(zhì)粉沙土，地質(zhì)情況復(fù)雜。該工程特點(diǎn)：(1)污水輸水管道沿圍墾道路及農(nóng)田敷設(shè)，大部分穿越魚塘，大型施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難。(2)地處錢塘江沖積平原，施工現(xiàn)場(chǎng)離錢塘江較近，施工范圍內(nèi)河網(wǎng)交織，地下水豐富。由于地質(zhì)條件的影響，地下降水處理困難，給溝槽開挖帶來很大的影響。(3)管基土質(zhì)復(fù)雜，沿線不同的土質(zhì)及不同的地形地貌，可能導(dǎo)致管道的不均勻沉降。傳統(tǒng)混凝土管和鋼筋混凝土管，由于管道施工時(shí)基坑開挖較深，且混凝土管自重大，管節(jié)短，接口多且接口形式相對(duì)較差的原因，在此類地質(zhì)情況下地基沉降更容易導(dǎo)致管道接口脫節(jié)，從而造成進(jìn)一步的管道、窨井不均勻沉降等。因此，宜采用接口形式好、自重輕、管節(jié)長、施工便捷、綜合造價(jià)較低的新型管材來替換傳統(tǒng)的混凝土管道，例如玻璃鋼夾砂管、增強(qiáng)聚丙烯管、聚氯乙烯塑料加筋管、雙壁纏繞塑料管等。考慮蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域的實(shí)際情況，增強(qiáng)聚丙烯管、聚氯乙烯塑料加筋管因管徑問題不能很好地適合蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域的情況，因此對(duì)鋼筋混凝土管、雙壁纏繞塑料管、玻璃鋼夾砂管進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，認(rèn)為玻璃鋼夾砂管是能適應(yīng)該圍墾區(qū)域地質(zhì)情況的一種較好的排水管道。但玻璃鋼夾砂管的安裝施工問題成了該種管材推廣的要問題。這不僅是由于玻璃鋼夾砂管道有別于傳統(tǒng)管道的施工工藝，而且更重要的是玻璃鋼夾砂管是一種柔性管路系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)制造上即對(duì)施工安裝提出了相應(yīng)的規(guī)范要求，正確的施工是玻璃鋼夾砂管路安全運(yùn)行的根本保證。蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域地下水位較高，由于管道自重較小，在管道的安裝過程中，預(yù)防浮管也是本工程管理的重點(diǎn)。
2 玻璃鋼夾砂管施工工藝質(zhì)量控制
2.1 工藝特點(diǎn)
雙橡膠圈承插式連接具有連接可靠、施工方便快捷、維護(hù)成本低等特點(diǎn)；強(qiáng)化管道施工過程中連接質(zhì)量控制，對(duì)管道雙橡膠圈接口逐一試壓，接口試壓合格方才進(jìn)入后續(xù)管道安裝，有效保證了管道接口安裝質(zhì)量，減少管道安裝過程發(fā)生返工現(xiàn)象。
2.2 接口工藝原理
在玻璃鋼夾砂管的插口端外壁加工兩道凹槽，將兩條“O”型橡膠圈嵌入凹槽內(nèi)，然后將插口端插入承口端，使雙橡膠圈與承口內(nèi)壁和插口外壁緊密接合，形成接口處密封區(qū)域，對(duì)接口逐個(gè)進(jìn)行獨(dú)立水密性試驗(yàn)，確保管道接口連接緊密。
2.3 施工工藝流程
測(cè)量放樣→溝槽開挖→基礎(chǔ)處理→管道敷設(shè)及裝配→接口嚴(yán)密性試驗(yàn)→固定支墩→管道回填→系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)→工程驗(yàn)收。
2.4 施工操作要點(diǎn)及質(zhì)量控制
(1)測(cè)量放樣。開工前根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)建筑物、構(gòu)筑物的建設(shè)情況，校測(cè)與本工程銜接的已建管道、構(gòu)筑物等平面位置和高程。測(cè)量管道系統(tǒng)中心線和檢查井、閥門井位置，在管道轉(zhuǎn)彎、分支處設(shè)置施工控制樁并撒出石灰線以便開挖，在機(jī)械開挖施工時(shí)架設(shè)水平儀進(jìn)行跟蹤測(cè)量。
(2)溝槽開挖及工程降水。溝槽開挖前根據(jù)施工需要進(jìn)行調(diào)查，掌握管道沿線的現(xiàn)場(chǎng)地形、地貌、建筑物、各種管線和其他設(shè)施的情況以及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)、排水條件，并編制排水方案。施工排水系統(tǒng)排出的水應(yīng)輸送至抽水影響半徑范圍以外，不得影響交通和破壞道路、農(nóng)田、河岸及其它構(gòu)筑物。當(dāng)管道未具備抗浮條件時(shí)，嚴(yán)禁停止排水。溝槽開挖過程中應(yīng)控制開挖深度，防止超挖；溝槽開挖后應(yīng)及時(shí)恢復(fù)溝槽中心線和控制高程，采用設(shè)置坡度板來進(jìn)行高程、中心線控制，隨時(shí)檢查坡度板設(shè)置位置和高程是否準(zhǔn)確，確保溝槽中心線、坡度及附屬構(gòu)筑物位置正確。溝槽的寬度應(yīng)便于管道鋪設(shè)、安裝，以及夯實(shí)機(jī)具操作和地下水排出。溝槽邊坡的陡坡度根據(jù)溝槽土質(zhì)及降水情況確定，在復(fù)雜地形時(shí)溝槽壁設(shè)置支撐或護(hù)板，并提前編制應(yīng)急預(yù)案。
(3)管道敷設(shè)及裝配。在溝槽地基質(zhì)量檢驗(yàn)合格，并核對(duì)管節(jié)、管件位置無誤后及時(shí)下管。下管采用吊裝設(shè)備與人工配合。下管時(shí)注意承口方向保持與管道安裝方向一致，并在各接口處掏挖工作坑。根據(jù)管徑選擇相應(yīng)橡膠圈，將管道承插口及橡膠圈清理潔凈，安裝橡膠圈時(shí)，將橡膠圈彎成心形或花形放在承口槽內(nèi)就位，并用手壓實(shí)，確保各個(gè)部位不翹不扭。橡膠圈潤滑劑應(yīng)由配套廠商提供，不得使用石油制成的潤滑劑(本工程使用食用油作為潤滑劑，起到十分理想的效果)。
(4)管道連接。安裝前應(yīng)徹底清潔管端、凹槽和橡膠圈，確保無油污、灰塵，橡膠圈應(yīng)清潔、無損；在承口管壁上預(yù)先開好試壓孔，該孔位需位于安裝到位后的接口兩道橡膠圈中間，孔徑需與試壓專用螺栓匹配。玻璃鋼夾砂管間連接時(shí)，承口端試壓螺栓必須安裝到位，管道的承口、插口與橡膠圈接觸的表面應(yīng)平整光滑、無劃痕、無氣孔，確保橡膠圈與凹槽、管壁均勻貼合；管道就位時(shí)，將插口對(duì)承口找正，試壓孔朝上，套帆布繩，調(diào)整起吊機(jī)械，將插口端推入承口。節(jié)管與第二節(jié)管安裝要準(zhǔn)確，管道承口朝來水方向。插口端與承口變徑處在軸向應(yīng)有一定間隙，本工程管道的間隙控制在10～12 mm，接口的允許轉(zhuǎn)角由生產(chǎn)廠家提供安裝說明。安裝后，檢查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺插入承插口間隙中檢查橡膠圈位置是否正確。經(jīng)檢查確認(rèn)接口安裝符合要求后，用砂袋固定管道。非定尺長度的管道可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)后定制，非標(biāo)角度的彎頭、三通可由管材生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)制作。玻璃鋼夾砂管與鋼管、鑄鐵管及其管件、泵或其他設(shè)備連接時(shí)可采用盤承法蘭短管轉(zhuǎn)換。
(5)溝槽回填。當(dāng)管道連接后，必須盡快進(jìn)行回填和系統(tǒng)水壓試壓，防止管道浮動(dòng)和熱變形。回填時(shí)應(yīng)正確選擇管區(qū)回填材料，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行管區(qū)回
填與夯實(shí)，管槽斷面見圖2。
回填前應(yīng)清除溝槽中的雜物，并排除積水，不得在有積水情況下回填。管頂覆土深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)管道覆土較淺，管道的承載力較低，壓實(shí)工具的荷載較大，或原土回填達(dá)不到要求的壓實(shí)度時(shí)，可與設(shè)計(jì)單位協(xié)商采用石灰土、砂、砂礫等具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或可以達(dá)到要求的其它材料回填。管區(qū)應(yīng)對(duì)稱分層回填，嚴(yán)禁單側(cè)回填。每次回填厚度應(yīng)根據(jù)回填材料和回填方法確定，回填步驟需符合《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB 50268-2008)》規(guī)定，水壓試驗(yàn)前，除界面外，管道兩側(cè)及管頂以上回填高度不應(yīng)小于0.5 m；水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)回填其余部分。管道通過公路時(shí)，應(yīng)按公路部門的要求施工。穿越障礙時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車荷載大小和埋深要求，按設(shè)計(jì)要求采取管涵等形式保護(hù)。
(6)系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)應(yīng)按《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB 50268-2008)》規(guī)定試驗(yàn)方法執(zhí)行，試驗(yàn)前應(yīng)做好水源引接及排水疏導(dǎo)路線的設(shè)計(jì)。管道安裝后必須盡早進(jìn)行水壓試驗(yàn)，每次試驗(yàn)長度不宜超過1 km，中間設(shè)有附件管段的分段長度不宜大于500 m，系統(tǒng)中不同材質(zhì)管道應(yīng)分別進(jìn)行試壓。可利用玻璃鋼夾砂管與鋼管及其管件，或其他設(shè)備連接處的安裝柔性玻璃鋼夾砂管盤承法蘭短管接口進(jìn)行分段試壓。試驗(yàn)管段不得采用閘閥作堵板，不得有消火栓、安全閥等附件。試壓泵和壓力表設(shè)置在試驗(yàn)管段低點(diǎn)。水壓試驗(yàn)前管道變形應(yīng)符合規(guī)定；接頭應(yīng)安裝正確；系統(tǒng)止推裝置到位，且完全達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度；溝槽回填已符合試壓要求；閥泵已固定好。從下游緩慢向管道灌水，在試壓管段上游管頂及管段中的高點(diǎn)設(shè)排氣閥，將管道內(nèi)的氣體排除。管道注滿水后，浸潤時(shí)間不得少于24 h。試驗(yàn)壓力采用工作壓力的1.5倍，水壓試驗(yàn)應(yīng)符合要求。當(dāng)試驗(yàn)不合格時(shí)，應(yīng)檢查漏水原因，重新安裝或堵漏后再試驗(yàn)，直到合格為止；當(dāng)試驗(yàn)合格后，須及時(shí)將閥門、安全閥等處所設(shè)的堵板撤下，恢復(fù)設(shè)備功能。
3 結(jié) 論
(1)根據(jù)蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域的地質(zhì)情況，采用輕質(zhì)高強(qiáng)、接口形式好、施工速度快、綜合造價(jià)相對(duì)較低的玻璃鋼夾砂管作為排水管道的主體管材是合適的，是優(yōu)化的方案。
(2)根據(jù)玻璃鋼夾砂管的特性和蕭山區(qū)東片海涂圍墾區(qū)域地下水位較高的特點(diǎn)，施工時(shí)更需注重管道回填的質(zhì)量及管道抗浮措施，尤其是雨季施工時(shí)。只有在工程施工中嚴(yán)格按施工工藝要點(diǎn)，加強(qiáng)質(zhì)量控制，成功引用的例子很多。建議玻璃鋼夾砂管在污水輸送管道工程實(shí)踐中應(yīng)大力推廣應(yīng)用。