玻璃鋼夾砂管施工工藝質量控制

摘 要:結合工程實例,介紹了新一代給排水輸水管材玻璃鋼夾砂管以其優異的耐腐蝕性能、水利特性優良、輕質高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優點在位于杭州市市蕭山區東片海涂圍墾區域新建的污水輸水管道中的成功應用,并針對該地區復雜的地質情況詳細闡述了玻璃鋼夾砂管的施工工藝質量控制重點,值得推廣借鑒。
關鍵詞:玻璃鋼夾砂管;施工工藝:質量控制

  玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂夾砂管(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、價格低、重量輕、剛度好、安裝便利、水利特性優良等特點,在歐美等國已經普遍使用;20世紀90年代初,我國從國外引進玻璃鋼管道生產線,開始生產玻璃鋼夾砂管道。
  本文所說的新建的污水輸水管道位于杭州市蕭山區東片海涂圍墾區域,設計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,設計管徑DN1 200 mm,設計管材除管橋外,也全部采用玻璃鋼夾砂管。

1 玻璃鋼夾砂管的選用

  根據施工現場的實際情況及地勘數據顯示,施工管道沿線大部分為養殖魚塘,非魚塘區域表層為耕植土,二層土大部分為粉土,局部區域夾雜著淤泥質粉沙土,地質情況復雜。該工程特點:(1)污水輸水管道沿圍墾道路及農田敷設,大部分穿越魚塘,大型施工機械進場困難。(2)地處錢塘江沖積平原,施工現場離錢塘江較近,施工范圍內河網交織,地下水豐富。由于地質條件的影響,地下降水處理困難,給溝槽開挖帶來很大的影響。(3)管基土質復雜,沿線不同的土質及不同的地形地貌,可能導致管道的不均勻沉降。傳統混凝土管和鋼筋混凝土管,由于管道施工時基坑開挖較深,且混凝土管自重大,管節短,接口多且接口形式相對較差的原因,在此類地質情況下地基沉降更容易導致管道接口脫節,從而造成進一步的管道、窨井不均勻沉降等。因此,宜采用接口形式好、自重輕、管節長、施工便捷、綜合造價較低的新型管材來替換傳統的混凝土管道,例如玻璃鋼夾砂管、增強聚丙烯管、聚氯乙烯塑料加筋管、雙壁纏繞塑料管等。考慮蕭山區東片海涂圍墾區域的實際情況,增強聚丙烯管、聚氯乙烯塑料加筋管因管徑問題不能很好地適合蕭山區東片海涂圍墾區域的情況,因此對鋼筋混凝土管、雙壁纏繞塑料管、玻璃鋼夾砂管進行了技術經濟比較,認為玻璃鋼夾砂管是能適應該圍墾區域地質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,從設計制造上即對施工安裝提出了相應的規范要求,正確的施工是玻璃鋼夾砂管路安全運行的根本保證。蕭山區東片海涂圍墾區域地下水位較高,由于管道自重較小,在管道的安裝過程中,預防浮管也是本工程管理的重點。

2 玻璃鋼夾砂管施工工藝質量控制

2.1 工藝特點
  雙橡膠圈承插式連接具有連接可靠、施工方便快捷、維護成本低等特點;強化管道施工過程中連接質量控制,對管道雙橡膠圈接口逐一試壓,接口試壓合格方才進入后續管道安裝,有效保證了管道接口安裝質量,減少管道安裝過程發生返工現象。
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,然后將插口端插入承口端,使雙橡膠圈與承口內壁和插口外壁緊密接合,形成接口處密封區域,對接口逐個進行獨立水密性試驗,確保管道接口連接緊密。

 

 

 

 

 


2.3 施工工藝流程
  測量放樣→溝槽開挖→基礎處理→管道敷設及裝配→接口嚴密性試驗→固定支墩→管道回填→系統嚴密性試驗→工程驗收。
2.4 施工操作要點及質量控制
  (1)測量放樣。開工前根據施工圖紙設計及施工現場建筑物、構筑物的建設情況,校測與本工程銜接的已建管道、構筑物等平面位置和高程。測量管道系統中心線和檢查井、閥門井位置,在管道轉彎、分支處設置施工控制樁并撒出石灰線以便開挖,在機械開挖施工時架設水平儀進行跟蹤測量。
  (2)溝槽開挖及工程降水。溝槽開挖前根據施工需要進行調查,掌握管道沿線的現場地形、地貌、建筑物、各種管線和其他設施的情況以及工程地質、水文地質數據、排水條件,并編制排水方案。施工排水系統排出的水應輸送至抽水影響半徑范圍以外,不得影響交通和破壞道路、農田、河岸及其它構筑物。當管道未具備抗浮條件時,嚴禁停止排水。溝槽開挖過程中應控制開挖深度,防止超挖;溝槽開挖后應及時恢復溝槽中心線和控制高程,采用設置坡度板來進行高程、中心線控制,隨時檢查坡度板設置位置和高程是否準確,確保溝槽中心線、坡度及附屬構筑物位置正確。溝槽的寬度應便于管道鋪設、安裝,以及夯實機具操作和地下水排出。溝槽邊坡的陡坡度根據溝槽土質及降水情況確定,在復雜地形時溝槽壁設置支撐或護板,并提前編制應急預案。
  (3)管道敷設及裝配。在溝槽地基質量檢驗合格,并核對管節、管件位置無誤后及時下管。下管采用吊裝設備與人工配合。下管時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。根據管徑選擇相應橡膠圈,將管道承插口及橡膠圈清理潔凈,安裝橡膠圈時,將橡膠圈彎成心形或花形放在承口槽內就位,并用手壓實,確保各個部位不翹不扭。橡膠圈潤滑劑應由配套廠商提供,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。安裝前應徹底清潔管端、凹槽和橡膠圈,確保無油污、灰塵,橡膠圈應清潔、無損;在承口管壁上預先開好試壓孔,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,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,將插口對承口找正,試壓孔朝上,套帆布繩,調整起吊機械,將插口端推入承口。節管與第二節管安裝要準確,管道承口朝來水方向。插口端與承口變徑處在軸向應有一定間隙,本工程管道的間隙控制在10~12 mm,接口的允許轉角由生產廠家提供安裝說明。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。經檢查確認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場實測后定制,非標角度的彎頭、三通可由管材生產企業現場制作。玻璃鋼夾砂管與鋼管、鑄鐵管及其管件、泵或其他設備連接時可采用盤承法蘭短管轉換。
  (5)溝槽回填。當管道連接后,必須盡快進行回填和系統水壓試壓,防止管道浮動和熱變形?;靥顣r應正確選擇管區回填材料,并按設計要求進行管區回
填與夯實,管槽斷面見圖2。

  回填前應清除溝槽中的雜物,并排除積水,不得在有積水情況下回填。管頂覆土深度應符合設計要求,當管道覆土較淺,管道的承載力較低,壓實工具的荷載較大,或原土回填達不到要求的壓實度時,可與設計單位協商采用石灰土、砂、砂礫等具有結構強度或可以達到要求的其它材料回填。管區應對稱分層回填,嚴禁單側回填。每次回填厚度應根據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收規范(GB 50268-2008)》規定,水壓試驗前,除界面外,管道兩側及管頂以上回填高度不應小于0.5 m;水壓試驗合格后,應及時回填其余部分。管道通過公路時,應按公路部門的要求施工。穿越障礙時,應根據汽車荷載大小和埋深要求,按設計要求采取管涵等形式保護。
  (6)系統嚴密性試驗。水壓試驗應按《給水排水管道工程施工及驗收規范(GB 50268-2008)》規定試驗方法執行,試驗前應做好水源引接及排水疏導路線的設計。管道安裝后必須盡早進行水壓試驗,每次試驗長度不宜超過1 km,中間設有附件管段的分段長度不宜大于500 m,系統中不同材質管道應分別進行試壓。可利用玻璃鋼夾砂管與鋼管及其管件,或其他設備連接處的安裝柔性玻璃鋼夾砂管盤承法蘭短管接口進行分段試壓。試驗管段不得采用閘閥作堵板,不得有消火栓、安全閥等附件。試壓泵和壓力表設置在試驗管段低點。水壓試驗前管道變形應符合規定;接頭應安裝正確;系統止推裝置到位,且完全達到規定的強度;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設排氣閥,將管道內的氣體排除。管道注滿水后,浸潤時間不得少于24 h。試驗壓力采用工作壓力的1.5倍,水壓試驗應符合要求。當試驗不合格時,應檢查漏水原因,重新安裝或堵漏后再試驗,直到合格為止;當試驗合格后,須及時將閥門、安全閥等處所設的堵板撤下,恢復設備功能。

3 結 論

  (1)根據蕭山區東片海涂圍墾區域的地質情況,采用輕質高強、接口形式好、施工速度快、綜合造價相對較低的玻璃鋼夾砂管作為排水管道的主體管材是合適的,是優化的方案。
  (2)根據玻璃鋼夾砂管的特性和蕭山區東片海涂圍墾區域地下水位較高的特點,施工時更需注重管道回填的質量及管道抗浮措施,尤其是雨季施工時。只有在工程施工中嚴格按施工工藝要點,加強質量控制,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踐中應大力推廣應用。