论文部分内容阅读
摘 要：玻璃钢夹砂管是以树脂为基体材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，石英砂为填充材料而制成的新型复合材料。它以其优异的耐腐蚀性能、水力性特点、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点，成为化工行业及排水工程的最佳选择。本文结合南水北调丰县、沛县尾水资源化利用及导流工程中玻璃钢夹砂管道的施工实例，总结玻璃钢夹砂管道的施工工艺和质量控制措施，以供同类工程的施工提供借鉴和参考。
关键词：玻璃钢夹砂管道；施工工艺；质量控制
中图分类号：TU823 文献标识码：B 文章编号：1671-3362（2013）03-0066-01
1 工程概况
南水北调丰县、沛县尾水资源化利用及导流线路全长120.4千米，途径丰县、沛县、铜山、贾汪和邳州5个县（市）区，将丰县复新河、沛县沛沿河两个控制单元内丰县城镇、开发区、7个中心镇污水处理厂和沛县沛城、经济开发区、大屯矿区、龙固园区、5个中心镇污水处理厂处理过的30万吨/天尾水集中收集，经城市景观、工业回用7.5万吨/天和资源化利用14万吨/天后，多余尾水8.5万吨/天通过铺设管道、疏浚和利用现有河道输送至铜山区桃园河，汇入徐州市截污导流工程柳新～贾汪支线，保障在南水北调调水期间复新河沙庄桥和沛沿河李集桥两个国控断面稳定达标。
工程主要建设内容：共疏浚河道46.19千米，其中资源化利用工程疏浚河道24.86千米，尾水导流工程疏浚河道21.33千米；新建提升泵站11座，管道长51.566千米（含倒虹吸及顶管），倒虹吸62座，顶管7处，拉管11处；节制闸19座，涵洞4座；拆建桥梁6座；新建与徐州市截污导流工程连接建筑物1座；加固维修输水石渠2.5千米；新建沿线影响配套工程1项；建设大沙河西湿地及张双楼湿地生态净化尾水工程。
2 玻璃钢夹砂管道的主要施工工艺
玻璃钢夹砂管道的主要施工工艺流程为：测量放样——施工排水——沟槽开挖——铺设垫层——管道铺设安装——沟槽土方回填。
2.1 测量放样
施工前，建设单位组织有关单位进行现场交桩，施工单位对所交桩进行复核测量；原测桩有遗失或变位时，应及时补桩，并应经相应的技术管理部门和人员认定。临时水准点和管道轴线控制装的设置应便于观测、不易被扰动，并應采取保护措施；开槽铺设管道的沿线临时水准点，每200m不宜少于1个。临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩，必需经过复核方可使用，并应经常校核。
2.2 施工降排水
本工程管道一般沿农田布置，施工期无需导、截流。管道施工期均选择在非汛期施工，管道平均开挖深度在3.0m左右，但本地区地下水位较高，在挖深2.5m左右即开始出现渗水现象，因渗水量不大，施工排水以加密排水点、明沟排水为主，对于局部挖深较大的工段，施工期间以轻型井点降水为主，沿基坑两侧布置。
2.3 沟槽开挖
土方开挖均采用挖掘机开挖，当开挖深度超过4m时，进行分层开挖。机械开挖预留保护层0.3～0.5m，采用人工清槽。开挖土方按可否用作回填土料进行分类，堆放在沿线布设的临时堆土区内。
2.4 铺设垫层
铺设砂垫层应预留虚高并采用平板振动器或蛙式打夯机进行密实处理。
2.5 管道安装
2.5.1 平坦地段的管道安装
安装前在基础相对应的管道接口位置挖一个凹槽，以便于整个管身底部放在原状土或砂垫层上，均匀受力。用起重机将放在沟边的玻璃管吊入沟槽中，在胶圈及承口内表面均匀涂上液体润滑剂，然后将两个”O”型橡胶圈分别套装在插口预设的凹槽内，管沟内设专人指挥吊车将插口对准前一管的承口，用手动葫芦将待安装的管道拽进已安装的管道承口内。
2.5.2 阀井附近的安装
为了保证管道的安全运行及维修需要，在输水管道上布置了排气阀、排泥阀、及截止阀（闸阀）。根据设计要求，排气阀、排泥阀分别设置在管道最高、最低处，在轴线上可移动的范围较小。而在施工中为缩短工期，施工单位采取多点施工方案，所以当安装到阀井处时，与阀井连接的管道长度是不固定的。为了满足短管连接需要，在施工中采取了根据实际距离现场截管、平端糊口连接技术，保证施工进度，也保证管道连接质量。2.5.3 承插口打压试验
由于玻璃钢管之间采用承插式双”O”型密封圈连接，所以每安装一根管道，就要在承插口处进行打压，以检测双”O”型圈的密封效果。用手动试压泵直接通过管材出厂时设置的试压孔，加水打压至管道工作压力的1.5倍，保压2分钟，确认不泄露，以检查本承插口的气密性。若压力有所下降，说明密封效果不佳，需重新安装，以确保整个管道系统总体试压成功。
2.6 沟槽回填
2.6.1 回填中粗砂
为保证管道安全使用，本工程管道两侧用中粗砂回填至管径0.7D处。同时规定从管底基础垫层至管顶0.5m范围内，沿管道、检查井两侧必须采用人工对称、分层回填压实，严禁用机械推土回填。管两侧分层压实时，宜采取临时限位措施，防止管道上浮。2.6.2 土方回填
管道施工完毕并检验合格后，应及时回填沟槽。回填过程中，应挑除有机物、冻土以及大于0.05m的砖、石等硬块。回填范围是原地面50 cm以下部分。可以根据地形情况采用人工回填、推土机、挖掘机等机械回填方式，抓好夯实工作，尽可能地减少后期的管沟沉降。
2.6.3 恢复地貌
恢复地貌是指原地面50 cm范围内的回填。回填料采用开挖时单独堆放的腐殖土（原状土），以保证回填后恢复耕种，尽可能地减少农作物的减产减收。
3 质量控制措施
玻璃钢夹砂管道施工质量控制是一项较复杂的系统工作，这需要在管材的进货验货、场内运输、管槽开挖、管道安装、管沟回填、管道试压等各个环节做到科学施工，施工单位在土建施工时要做好技术交底和安全交底工作，监理要严格把关，通过参建各方的共同努力才能确保工程的施工质量。 3.1 管材进场的检查和场内运输
进场管材要做好数量清点和质量初步验收工作，检查管材的外观质量满足规范要求，管道内表面光滑平整，管端面平齐，外表面无明显缺陷，管体无龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区、气泡和纤维浸润不良等现象，外观质量经现场检验合格后再根据要求取样送检，对管材的各项力学指标进行检测。
管材在装卸、场内运输过程中要轻装轻放，严禁摔跌或撞击。装卸时吊索应用柔韧的、较宽的皮带、吊带或绳，不得用钢丝绳或铁链直接接触吊装管材。管材直接安放在地上存放时，地面要平坦，严禁将管材放在尖锐的硬物上，所有堆放的管材需加木楔防止滚动。管材只允许单层堆放，堆放时下面应放枕木或厚草垫，间距不应大于1/2管长。在管道安装前要进一步检查管材外观质量，确保管材未收到损坏。
3.2 管槽开挖、降排水
严格按照设计图纸尺寸进行管槽开挖，管槽底高程和底宽应满足设计要求，边坡要规整划一，不得出现陡坡，以防边坡不稳定，造成坍塌。本地区地下水较丰富，现场采取加密排水点、开挖排水垄沟的方式将积水排除干净，沟槽内不允许出现明水，部分开挖深度较大的工段采取轻型井点降水的方案。管槽开挖采取分层开挖的方式，缩短管槽的敞开时间，快挖、快装、快回填，尽量减少对原状土的扰动，既确保了施工质量，又降低了施工成本。
3.3 管道的安裝
管道安装是施工质量控制最关键的环节之一。安装前应确保管道的承口、插口与密封圈接触的表面平整、光滑、无划痕、无气孔，同时要确保管道基础平整、稳定。安装完成后要认真做管道接口的打压试验，并做好详细记录，待合格后方可进行回填施工。
3.4 管沟回填
回填砂区是保证管道稳定和安全的最重要的区域。首先要确保回填砂区的尺寸满足设计要求。回填前要确保基础稳定、无积水，边坡无坍塌现象。回填时要在管道两侧对称回填，以防止管道的偏移，对于回填的黄砂要每20cm一层，层层夯实。施工中要特别注意管道两侧腋脚部位的夯实质量，要使用锲状工具采用人工夯实的方法进行施工。对于回填的砂和土，在每层压实后要按照规范要求随机取样做压实度试验，待试验合格后方可进行下一层的回填施工。
3.5 管道系统的严密性试验
试验前监理应审核审批承包人申报的管道系统的严密性试验方案。水压试验应在管道安装结束后及时进行，试压长度不宜超过1km，试验压力应为该段工作压力的1.5倍，即试验压力为0.9MPa。必须在管道充满水后，经过24小时，方可进行水压试验。缓慢地对管道加压，先将管道内压力逐步升高到工作压力，检查管道和接口，如无渗漏再提高到试验压力，观察10分钟，压力降不超过0.05MPa为合格。如不合格，应及时查清原因，待处理完毕后再重新做水压试验，直到合格为止。
结语
玻璃钢夹砂管道具有重量轻、强度高、内壁光滑、耐腐蚀、工程寿命长、运输安装方便等优越性，是一种新型的输水管材。玻璃钢夹砂管道安装是一门较复杂、系统的实用性课题，在具体施工中要抓住施工工艺的特点，做好施工各环节的质量控制，充分体现出玻璃钢夹砂管道的优点，促使其得到更广泛的应用。
参考文献
[1]埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程.CECS 129：02001.
[2]给水排水管道施工及验收规范.GB50268-2008.
[3]玻璃纤维增强塑料夹砂管.GB/T 21238-2007.
关键词：玻璃钢夹砂管道；施工工艺；质量控制
中图分类号：TU823 文献标识码：B 文章编号：1671-3362（2013）03-0066-01
1 工程概况
南水北调丰县、沛县尾水资源化利用及导流线路全长120.4千米，途径丰县、沛县、铜山、贾汪和邳州5个县（市）区，将丰县复新河、沛县沛沿河两个控制单元内丰县城镇、开发区、7个中心镇污水处理厂和沛县沛城、经济开发区、大屯矿区、龙固园区、5个中心镇污水处理厂处理过的30万吨/天尾水集中收集，经城市景观、工业回用7.5万吨/天和资源化利用14万吨/天后，多余尾水8.5万吨/天通过铺设管道、疏浚和利用现有河道输送至铜山区桃园河，汇入徐州市截污导流工程柳新～贾汪支线，保障在南水北调调水期间复新河沙庄桥和沛沿河李集桥两个国控断面稳定达标。
工程主要建设内容：共疏浚河道46.19千米，其中资源化利用工程疏浚河道24.86千米，尾水导流工程疏浚河道21.33千米；新建提升泵站11座，管道长51.566千米（含倒虹吸及顶管），倒虹吸62座，顶管7处，拉管11处；节制闸19座，涵洞4座；拆建桥梁6座；新建与徐州市截污导流工程连接建筑物1座；加固维修输水石渠2.5千米；新建沿线影响配套工程1项；建设大沙河西湿地及张双楼湿地生态净化尾水工程。
2 玻璃钢夹砂管道的主要施工工艺
玻璃钢夹砂管道的主要施工工艺流程为：测量放样——施工排水——沟槽开挖——铺设垫层——管道铺设安装——沟槽土方回填。
2.1 测量放样
施工前，建设单位组织有关单位进行现场交桩，施工单位对所交桩进行复核测量；原测桩有遗失或变位时，应及时补桩，并应经相应的技术管理部门和人员认定。临时水准点和管道轴线控制装的设置应便于观测、不易被扰动，并應采取保护措施；开槽铺设管道的沿线临时水准点，每200m不宜少于1个。临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩，必需经过复核方可使用，并应经常校核。
2.2 施工降排水
本工程管道一般沿农田布置，施工期无需导、截流。管道施工期均选择在非汛期施工，管道平均开挖深度在3.0m左右，但本地区地下水位较高，在挖深2.5m左右即开始出现渗水现象，因渗水量不大，施工排水以加密排水点、明沟排水为主，对于局部挖深较大的工段，施工期间以轻型井点降水为主，沿基坑两侧布置。
2.3 沟槽开挖
土方开挖均采用挖掘机开挖，当开挖深度超过4m时，进行分层开挖。机械开挖预留保护层0.3～0.5m，采用人工清槽。开挖土方按可否用作回填土料进行分类，堆放在沿线布设的临时堆土区内。
2.4 铺设垫层
铺设砂垫层应预留虚高并采用平板振动器或蛙式打夯机进行密实处理。
2.5 管道安装
2.5.1 平坦地段的管道安装
安装前在基础相对应的管道接口位置挖一个凹槽，以便于整个管身底部放在原状土或砂垫层上，均匀受力。用起重机将放在沟边的玻璃管吊入沟槽中，在胶圈及承口内表面均匀涂上液体润滑剂，然后将两个”O”型橡胶圈分别套装在插口预设的凹槽内，管沟内设专人指挥吊车将插口对准前一管的承口，用手动葫芦将待安装的管道拽进已安装的管道承口内。
2.5.2 阀井附近的安装
为了保证管道的安全运行及维修需要，在输水管道上布置了排气阀、排泥阀、及截止阀（闸阀）。根据设计要求，排气阀、排泥阀分别设置在管道最高、最低处，在轴线上可移动的范围较小。而在施工中为缩短工期，施工单位采取多点施工方案，所以当安装到阀井处时，与阀井连接的管道长度是不固定的。为了满足短管连接需要，在施工中采取了根据实际距离现场截管、平端糊口连接技术，保证施工进度，也保证管道连接质量。2.5.3 承插口打压试验
由于玻璃钢管之间采用承插式双”O”型密封圈连接，所以每安装一根管道，就要在承插口处进行打压，以检测双”O”型圈的密封效果。用手动试压泵直接通过管材出厂时设置的试压孔，加水打压至管道工作压力的1.5倍，保压2分钟，确认不泄露，以检查本承插口的气密性。若压力有所下降，说明密封效果不佳，需重新安装，以确保整个管道系统总体试压成功。
2.6 沟槽回填
2.6.1 回填中粗砂
为保证管道安全使用，本工程管道两侧用中粗砂回填至管径0.7D处。同时规定从管底基础垫层至管顶0.5m范围内，沿管道、检查井两侧必须采用人工对称、分层回填压实，严禁用机械推土回填。管两侧分层压实时，宜采取临时限位措施，防止管道上浮。2.6.2 土方回填
管道施工完毕并检验合格后，应及时回填沟槽。回填过程中，应挑除有机物、冻土以及大于0.05m的砖、石等硬块。回填范围是原地面50 cm以下部分。可以根据地形情况采用人工回填、推土机、挖掘机等机械回填方式，抓好夯实工作，尽可能地减少后期的管沟沉降。
2.6.3 恢复地貌
恢复地貌是指原地面50 cm范围内的回填。回填料采用开挖时单独堆放的腐殖土（原状土），以保证回填后恢复耕种，尽可能地减少农作物的减产减收。
3 质量控制措施
玻璃钢夹砂管道施工质量控制是一项较复杂的系统工作，这需要在管材的进货验货、场内运输、管槽开挖、管道安装、管沟回填、管道试压等各个环节做到科学施工，施工单位在土建施工时要做好技术交底和安全交底工作，监理要严格把关，通过参建各方的共同努力才能确保工程的施工质量。 3.1 管材进场的检查和场内运输
进场管材要做好数量清点和质量初步验收工作，检查管材的外观质量满足规范要求，管道内表面光滑平整，管端面平齐，外表面无明显缺陷，管体无龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区、气泡和纤维浸润不良等现象，外观质量经现场检验合格后再根据要求取样送检，对管材的各项力学指标进行检测。
管材在装卸、场内运输过程中要轻装轻放，严禁摔跌或撞击。装卸时吊索应用柔韧的、较宽的皮带、吊带或绳，不得用钢丝绳或铁链直接接触吊装管材。管材直接安放在地上存放时，地面要平坦，严禁将管材放在尖锐的硬物上，所有堆放的管材需加木楔防止滚动。管材只允许单层堆放，堆放时下面应放枕木或厚草垫，间距不应大于1/2管长。在管道安装前要进一步检查管材外观质量，确保管材未收到损坏。
3.2 管槽开挖、降排水
严格按照设计图纸尺寸进行管槽开挖，管槽底高程和底宽应满足设计要求，边坡要规整划一，不得出现陡坡，以防边坡不稳定，造成坍塌。本地区地下水较丰富，现场采取加密排水点、开挖排水垄沟的方式将积水排除干净，沟槽内不允许出现明水，部分开挖深度较大的工段采取轻型井点降水的方案。管槽开挖采取分层开挖的方式，缩短管槽的敞开时间，快挖、快装、快回填，尽量减少对原状土的扰动，既确保了施工质量，又降低了施工成本。
3.3 管道的安裝
管道安装是施工质量控制最关键的环节之一。安装前应确保管道的承口、插口与密封圈接触的表面平整、光滑、无划痕、无气孔，同时要确保管道基础平整、稳定。安装完成后要认真做管道接口的打压试验，并做好详细记录，待合格后方可进行回填施工。
3.4 管沟回填
回填砂区是保证管道稳定和安全的最重要的区域。首先要确保回填砂区的尺寸满足设计要求。回填前要确保基础稳定、无积水，边坡无坍塌现象。回填时要在管道两侧对称回填，以防止管道的偏移，对于回填的黄砂要每20cm一层，层层夯实。施工中要特别注意管道两侧腋脚部位的夯实质量，要使用锲状工具采用人工夯实的方法进行施工。对于回填的砂和土，在每层压实后要按照规范要求随机取样做压实度试验，待试验合格后方可进行下一层的回填施工。
3.5 管道系统的严密性试验
试验前监理应审核审批承包人申报的管道系统的严密性试验方案。水压试验应在管道安装结束后及时进行，试压长度不宜超过1km，试验压力应为该段工作压力的1.5倍，即试验压力为0.9MPa。必须在管道充满水后，经过24小时，方可进行水压试验。缓慢地对管道加压，先将管道内压力逐步升高到工作压力，检查管道和接口，如无渗漏再提高到试验压力，观察10分钟，压力降不超过0.05MPa为合格。如不合格，应及时查清原因，待处理完毕后再重新做水压试验，直到合格为止。
结语
玻璃钢夹砂管道具有重量轻、强度高、内壁光滑、耐腐蚀、工程寿命长、运输安装方便等优越性，是一种新型的输水管材。玻璃钢夹砂管道安装是一门较复杂、系统的实用性课题，在具体施工中要抓住施工工艺的特点，做好施工各环节的质量控制，充分体现出玻璃钢夹砂管道的优点，促使其得到更广泛的应用。
参考文献
[1]埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程.CECS 129：02001.
[2]给水排水管道施工及验收规范.GB50268-2008.
[3]玻璃纤维增强塑料夹砂管.GB/T 21238-2007.