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1、玻璃钢夹砂管道新型管材施工 工法 作者：李明文 日期：二零零一年九月三日 前言： 玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管（以下简称为玻璃夹砂管） 是 70 年代在世界上出现的一种新型管材。80年代中后期，国内 引进了几条玻璃钢管道生产线，生产出了水力特性优良的玻璃钢 管道，在给排水工程中开始应用。进入90 年代，玻璃钢管道逐渐 成为被广泛推广使用的一种柔性非金属复合材料管道。我公司在 1999 年年底中标的烟台市门楼水库供水工程A标段的输、配水管 线安装工程中所采用的管材既为玻璃钢夹砂管道。 1、特点： 1.1 玻璃钢夹砂管道的结构 管壁从外到内由四层组成：外表面树脂保护层、内增强层、 中间结构层和内衬
2、层。制造时采用不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、 石英砂掺和主要原料绕缠或离心绕铸固化而成。通常也称为“复 合管” 。 1.2 玻璃钢夹砂管的优越性 1.2.1 玻璃钢夹砂管在材质上具有无毒、耐腐蚀等优点。可以 地上或地下敷设 （多用于地下直埋敷设） ，可用于压力或重力水输 送系统。具有重量轻、刚度好、输送液体阻力小、能保证水质、 抗化学和电腐蚀等优点。 1.2.2 玻璃钢夹砂管在安装上具有管材轻、施工方便等特点。 2、适用范围 该工法适用于各种管径的玻璃钢夹砂给排水管道；适用于腐 蚀性和非腐蚀性介质的玻璃钢夹砂管道。 3、工艺原理 管线测量定位后，管沟开挖，开挖后进行管道基础处理，处 理的管沟基槽经
3、检验合格后，方可下管。在管子管口连接处开挖 工作坑，工作坑大小应便于接口操作，在管子转弯处加设管道支 墩，管口连接完毕的管子应及时进行管身回填。管道试压应在回 填后进行；每试压段在1000米左右。 4、工艺流程及操作要点 4.1 施工工艺流程图 4. 、关键技术： 、管道接口 、管道试压 、管身回填 4.3 操作要点 4.3.1 沟槽开挖及垫层 测量放线管沟开挖基础处理管沟下管管道组对 管身回填试压总体回填 玻璃钢夹砂管道沟槽的开挖要根据设计埋深、土质类别等确 定，沟槽底宽应便于管道铺设和安装，应考虑夯实机具便于操作 和地下水便于排出。沟槽的最小宽度（A）应按下式确定： Ad+2B 式中： d
4、管外径（ mm ） B管壁到沟壁的距离（mm ） ，应按下表确定： 推荐的 B 值 管公称直径 DN （mm ）B（mm ） 100DN 300 150 300DN 500 200 500DN 900 300 900DN 1600 450 1600DN 2400 600 对于玻璃钢管道的基础， 根据土质情况采用一般素土基础 （当 土壤地耐力为 8-10t/m2 和非岩石的条件下）、原土基础（当土壤 地耐力为 5-7t/m2 时） 、砂基础（当土壤承载力较好、有碎石或硬 地基时）、砾石或碎石加砂基础（当地基承载力很差时）、无论采 用哪种基础，均不允许有棱角的硬物直接与玻璃钢管道接触，以 防破坏外
5、表层。 同时还要特别注意的一点就是在玻璃钢夹砂管道吊装过程中 严禁采用钢丝绳直接吊装， 要采用宽度大于 50mm 的尼龙带进行吊 装，以防损坏管道外表层。 4. .2 管道支墩 在管线弯头、变径、三通处应设臵固定支墩，支墩应包围住 管件，并应设臵在未扰动过的原状土上，保证管件位移不超过 0.5%DN ，最大不超过去 6mm ，在管线“ Y”型或盲板处，当工作压 力超过 0.1Mpa时应设臵止推应力墩， 管墩受力一边就构筑在未挖 掘过的土层上，否则土壤应分层夯实。管件位移不超过0.5%DN ， 最大不超过 6mm 。 大于 700mm 的管道水平方向应尽量避免使用90 弯头。垂直方向应尽量避免使
6、用45以上的弯管， 不得使用 90 弯头，闸门必须得到足够的加固，在闸门井内应设臵卡环、支墩 等固定闸门的装臵，避免使闸门的重量作用于管道上。汉沟槽中 地下水对空管道浮力很大时，应先用绳索（带）将管道固定在砼 或其它固定座上。汉管道、管件承受特殊荷载，管道必须封闭在 砼中时，应设臵砼封闭墩。 4.3.3 管道的连接 管道的连接质量实际反应了管道系统的质量，关系到管道能 否正常工作，无论采取哪种管道连接形式，都必须保证有足够的 强度和刚度。并具有一定的缓解轴向力的能力，要求安装方便， 根据其工作压力、管径和用途，管道可用双承口套管式承插接头 连接，也可用法兰与钢管、铸铁管及其管件、泵或其它设备连
7、接。 双承口接头套管主要用于地上架空敷设和地下埋设。套管连接具 有一定的伸缩性，一般为07mm 。采用柔性钢接头，可有一定的 角偏移，根据管每项的大小，偏移角度幅度为0.5 3.0。采 用柔性钢接头、机械钢接头或多功能活接头连接。机械连接活接 头有能被腐蚀的缺点，往往做成外层有环氧树脂或塑料作保护层 的钢壳、热镀锌钢壳。机械接头也是一种柔性连接，由于土壤对 钢接头腐蚀严重，应注意防腐。多功能连接活接头主要用于连接 支管仪表或管道中途投药，是比较灵活方便的，管道连接的尺寸 公差应附合玻璃钢夹砂管的要求。密封圈和质量、 性能细部尺寸， 应附合现行国家标准中的有关密封圈的规定。密封圈的化学组成 适合
8、其所处的环境。密封圈和润滑油应与一起使用的其它材料相 容，不得影响饮用水质量。大庆管接头施工时应彻底清洁接头内 表面、凹槽、止推圈和橡胶圈，应确保其无油污灰尘。确保密封 圈与凹槽、管壁均贴合。 4.3.4 玻璃钢夹砂管道承插借转 玻璃钢夹砂管线，对于垂直方向地势缓慢的转弯，以及水平 方向的缓慢转弯，可以借助于承口与插口之间允许借转的角度来 实现，这种缓慢的转角设臵，有利于其水利特性的发挥，以减少 水利损失、减少弯头数量。管路中允许的最大借转角度按下式确 定： R 式中： ：允许转角 S：每根承插管的借转位移 L：有效长度 R：弯曲半径 借转示意图如下： 对于玻璃钢夹砂管承插口之间的最大借转角度
9、, 如下表所示 : 公称直径允许借转角曲率半径 R 借转位移 S(m) 500 3224.166 0.614 600-900 2366.29 0.410 1000-1400 1672.64 0.205 14000.51345.30 0.102 4.3.5 沟槽回填与回填材料 玻璃钢管道管沟回填的技术要求是不同于钢管、砼管的。地 下埋设的玻璃钢夹砂管会因其土壤的静荷载、汽车动力荷载等产 生垂直挠曲，当垂直挠曲大于管直径的8% 时，管道将不能正常运 2tg/2 L S L R 行。要提高管道的刚度必须加厚管壁，这必将增加成本，降低工 效，所以只有提高管道的施工质量，提高管道两侧沟槽填料对管 道的支
10、撑力，防止挠曲过大，才能保证管道能正常运行。以下几 点是回填中需注意的事项： （1） 、管沟的回填要及时进行，尽量使沟槽开挖、管道安装、 回填连续进行； （2） 、在管沟回填过程中，要避免管道受到下落石块、夯实 设备的冲击； （3） 、回填的程序为：第一次回填到0.7DN，第二次回填到 管顶 500mm ，最后原土回填。以管道的浮动和热变形发生。在回 填至管顶 300-500 mm以上时，方准允许采用夯实设备进行夯实； （4） 、如下图所示的“三角区”对管道的挠曲变形起决定性 作用，该区的回填尽量采用人工夯实，以确保死角部位的回填密 实度符合设计要求； 三角区 （5） 、管区的夯实应从管沟壁开
11、始逐渐向管道靠近，两侧同 时对称进行。严禁单侧夯实，否则容易导致管道的偏移。管顶的 夯实不可过分用力；非管区可以夯实也可不夯实，但回填时应预 留一定余量，待自然沉实。管区回填土应是粗粒土壤，允许的回 填料组成应符合有关规范的规定。特别是不可有特殊冻土、有机 物和垃圾。安装密封圈时应确保密封圈与凹槽、管壁均匀贴合不 可使用石油制成的润滑油。 （6） 、在地下水位较高或雨季施工时，要及时排出管沟中的 水，并及时回填，以防止浮管； 当安装接头使用机械管卡和紧线器时，在管道与管卡之间应 加衬垫。防止外表表面层损坏。双承口接头、承插接头的借转角 度应小于有关规定。 4.3.6 管道的最大埋深 管道的最大
12、埋深应根据管区回填材料、夯实程度、土壤类型、 沟槽的修筑方法、管道的刚度、地下水位和动荷载等来确定。可 以根据有关标准安装方法，求得无汽车荷载或有汽车荷载时的最 大埋深。当管道的最大埋深不在标准安装范围内时，应选择加宽 管沟、设永久防护板、水泥增强回填等方法，以确保运行要求。 4.3.7 检查径向挠曲管道安装埋设后，应在4 小时之内测量 检验管道的初始挠曲度。安装后和管道后初始和长期挠曲时不得 超过下表的数值。 1 2 3 4 5 大口径（DN 300） 给水管或 污水管 初始值 长期值 3.0 5.0 3.0 5.0 2.5 5.0 2.0 5.0 2.0 5.0 小口径（DN 250） 给
13、水管或 污水管 初始值 长期值 2.5 4.0 2.5 4.0 2.0 4.0 1. 5 4.0 2. 5 4.0 安装后的管道不允许管壁出现隆起、扁平及其它突变现象。 安装后管道的初始径向挠曲值大于上表数值（但不超过8% 时） ， 必须进行重新回填以使初始变形量在规定的数值范围。当管道变 形超过 8% ，应会同设计、建设、监理单位确定处理方案或返工。 5、材料 玻璃钢夹砂管道属于新材料在给排水工程上应用，由于其具 有诸多优点，将更广泛的应用于给排水工程中，我们必须掌握这 种新材料的安装技术，才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。 6、机具设备 设备名称规格单位数量备注 经纬仪S3 台1 水准仪
14、J2 台1 汽车起重机8t 台1 挖掘机0.8m3台1 管车床台2 管径平均数 原土级别 类别 7、劳动组织及安全 7.1 主要劳动力： 工种人数工种人数 配管3 名起重工2 名 7.2 安全： 7.2.1 所有进场施工机械必须有专人操作, 各机械操作人员应 持上岗证 , 并经允许方可上机操作， 其他人员不得动用， 施工现场 所有机械、设备要定期检查维修。 7.2.2 管道吊装过程中采取统一指挥、统一协调。管道吊装 使用的吊具其强度必须满足要求。 7.2.3 施工现场推行标准化施工，每班下班前，必须将自己 负责的区域清理干净。并将工具、材料放在指定位臵，搞好文明 施工。 7.2.4 施工现场所
15、有的电器设备均由电工负责，且接地良好。 确保安全供电，其余任何人不得动用，夜间施工时应有足够的照 明，使用的行灯一律不得超过36V电压。 7.2.5 管道过路施工时，应在破路段两侧设臵路障，并做标 识，夜间挂红色指示灯。 7.2.6 在道路上施工时，应设专人疏导交通，保证交通安全 畅通。 7.2.7 施工中，如因特殊情况，造成交叉作业，则需施工各 有关方面人员，编制详尽的安全措施，报有关部门批准，然后才 准施工。 7.2.8 对有已权地临施工现场的人员，配发安全防护用品， 并对安全注意事项进行说明。 8、质量要求 8.1 管道安装应符合以下标准： 给排水管道施工及验收规范GB50268-97
16、生活饮用水卫生标准GB5749-85 8.2 玻璃钢夹砂管道外观质量应符合以下要求： 管道的内外表面应光滑，无纤维裸漏，无对使用性能有影响 的龟裂、分层、针空、杂质、贫胶区及气泡，管端面应和轴线垂 直，无毛刺；管与密封圈结合部位不能有凹坑、严重损伤和其他 影响接头整体连接的缺陷。其外形尺寸偏差应在产品标准规定范 围内。 8.3 玻璃钢管道安装质量要求： 8.3.1 管身能够均匀接触沟底 , 达到最佳受力条件。 8.3.2 管道承插接口，要保证胶圈的压缩均匀压缩比合宜， 在拉接过程中要用垫木垫在管道和起重机之间，以防损坏管道表 面。 8.3.3 玻璃钢管道水平方向应尽量避免使用90 度弯头，垂直
17、 方向应尽量避免使用45 度弯头。 8.3.4 玻璃钢管与钢管接口处采用法兰连接时，法兰螺栓要 均匀旋进，保证螺栓受力均匀，玻璃钢管道承插口安装前应彻底 清洁接头表面、凹槽、和橡胶圈。 8.3.5 对图纸要求有转角的接口，要按要求调整好转角，保 证管线均匀过渡。 9、经济效益分析 经济效益： 烟台门楼水库工程，管材材质为玻璃钢夹砂管道，管径为 DN900 ，管线长 23公里。 一次性采用的经济效益 E=S-（C+ T+Z/N） E一次采用所取得的经济效益 S采用该项目后，比原有技术的预算增收额651万元 C采用该项目后，成本增加额451万元 T税金增加额6513.41% Z示进入成本的全部试验费5 万元 N项目一年内采用的次数1。 E=651-（451+22.2+5）=172.8 万元 社会效益 : 玻璃钢夹砂管道是一种无毒无污染的新型管材，具有符合环 保要求的特性，具有广扩的市场前景。本工程的施工拓宽了我公 司的经营范围，开拓了建筑市场。 10、应用实例 烟台市门楼水库供水工程A标段的输、配水管线安装工程。 该工程于 2000年 6 月开工， 2001 年 4 月完工。