跟著城市結構的拉大,城市根底設施的逐漸改進,尤其是城市舊有排水管網的不斷改造,排水系統中所挑選排水管材的功能好壞將直接影響城市排水系統的可靠性和安全性。鋼筋混凝土管等傳統管材及其施工工藝因為其自身固有的一些缺陷 ,已難以習慣城市開展的需求。因而,逐漸篩選傳統管材,大力推行玻璃鋼管道等新式管材,既契合節能環保政需求,又進步工程的技能、經濟等歸納效益,成為城市開展的必然趨勢。
　　
1　概　述
　　
　　玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(簡稱玻璃鋼夾砂管RPMP),是一種新式的復合管材。選用飽滿聚酯樹脂、玻璃纖維、石英砂三種要原料繞或離心澆鑄、固化而成。其間,玻璃纖維是一增強資料,它被鑲嵌或包裹在熱固性樹脂中,熱性樹脂經加熱或其它辦法固化后成為本質上不的一類塑料。而石英砂作為一種骨料,進步其構剛性。其出產工藝成型辦法要有離心澆鑄和環繞法。玻璃鋼夾砂管是上世紀70年代在上呈現的一種新式管道,自1988年開端研發和出產,這以后又從大利、美國、日本等國引入工藝設備和技能,有關規范和規范已出書并不斷完善之中。當前玻璃夾砂管的研發開發運用還沒有得到廣泛的推行,致使許多運用部門對其功能、質量及運用沒有得到充分認識。別的,國內許多公司出產才能也未到達飽滿,所以玻璃鋼夾砂管在國民經濟中運用商場還有待開辟,尤其在市政排水管道中的運用[1]。
　　
2　功能特色
　　
　　聯系鄭州市工程地質及水文地質等特色,關于鄭州市政排水管網工程中大口徑管道較多,管材的輸水才能、能耗、抗外壓負載才能、工程歸納造價,尤其是在舊排水管網改造過程中工期緊、工程量較大的疑問等方面對合理挑選管材就顯得尤為重要,挑選一種適宜的管材經過其優秀的耐腐蝕功能、輕質高強、運送流量大、裝置便利、施工周期短及歸納出資低一級長處,能夠在市政排水工程廣泛運用,玻璃鋼夾砂管是一種佳的挑選。
　　2.1玻璃鋼夾砂管質輕、管道裝置方便
　　玻璃鋼夾砂管原料輕,同管徑同壓力玻璃鋼夾砂管的分量是混凝土管的1/15～1/10,致使運送、吊裝簡便,在排水管鋪設、裝置施工中簡單糾偏,確保了管道軸線、標高定位精確及施工的可靠性。排水管道接口選用承插式“O”型――雙密封圈銜接,接頭柔韌拉伸力功能優于混凝土,因而對脆弱淤泥層地基習慣性強。管道地基處置費用較混凝土管道大幅度下降,無需象混凝土管那樣去裝置鋼模、綁扎鋼筋和澆筑混凝土,減輕了施工勞動強度,較大地縮短了施工工期[2]。
　　2.2玻璃鋼夾砂管剛度高、抗彎強度大、壽命長
　　玻璃鋼夾砂管經過在管壁中間層添加夾砂層來進步剛度,可滿意用戶提出的任何合理的剛度需求。玻璃鋼夾砂管剛度特性的另一長處是抗彎變形的才能很強,比方,5000Pa剛度的玻璃鋼夾砂管在變形達20%的景象下,不發生分層損壞,并在卸載后能恢復原狀,而混凝土管因為不能接受較大變形有能夠發生開裂損壞玻璃鋼夾砂管其表觀環向抗彎強度150MPa～450MPa之間,而混凝土管抗彎強度的抗拉和抗壓有些別離由鋼筋和混凝土承當,其表觀抗彎強度仍遠低于玻璃鋼夾砂管,僅為玻璃鋼夾砂管的8.5%～26%。通常排水玻璃鋼夾砂管的運用壽命可長達50年以上,是鋼筋混凝土管道等排水管材的2倍以上。
　　2.3玻璃鋼夾砂管具有優秀的腐蝕功能
　　與傳統管材比較具有優秀的耐化學腐蝕功能,能夠耐酸、堿、鹽、氧化劑、有機溶劑、各類油脂、污水等。它的內襯選用耐腐蝕的功能優秀的樹脂作為原資料,所以不需求任何防腐。并經長時間運用不結垢,不會被污水中的微生物和雜物堆積而沾污蛀附,致使增大粗糙率而削減過水斷面或阻塞管道。因為玻璃鋼夾砂管的損壞壓力是按作業壓力的4倍以上安全系數進行規劃的,有滿足的安全系數。
　　2.4玻璃鋼夾砂管歸納造價低,長時間經濟效益好
　　以鋼筋混凝土管道為例,玻璃鋼夾砂管道關于同種一樣口徑的管材,玻璃鋼夾砂管道在單位造價上略高,但若考略管道長時間運用的維護及維修費用,并思考管道的運用年限及運送才能等要素。玻璃鋼夾砂管道的歸納效益要遠高于鋼筋混凝土管道等排水管材。
　　2.5玻璃鋼夾砂管水力學功能優秀
　　因為玻璃鋼夾砂管內壁潤滑,水流摩阻小,無藻類等水生衍生物附著,可有效地增強輸水才能。玻璃鋼夾砂管等塑料管的管壁粗糙系數n1=0.0084～0.009,鋼筋混凝土管等傳統管材的管壁粗糙系數n2=0.013～0.014。
　　經過水力學中的達西公式Q=AC(Ri)0.5與曼曼寧公式C= 1/n/R1/6的聯系,可求得:
　　Q=k/n D 8/3i0.5
　　式中:Q-流量;D-管徑;i-水力斜度;n-管道的粗糙系數;K=(π/4)×( 1/42/3)。
　　(1)當管道輸水流量、水頭丟失一守時,則:D2/D1=(n2/n1)3/8;
　　(2)當管道內徑、水頭丟失一守時,則:D2/D1=n2/n1;
　　(3)當管道內徑、輸水流量一守時,則:i2/i1=(n2/n1)2;
　　在流量、水頭丟失、管徑三參數之其間的兩參數一守時,另一參數的比例聯系可依據上述公式核算得到。玻璃鋼夾砂管輸水功率是傳統管材1.4～1.7倍,管道水力丟失是傳統管材的0.4～0.5倍,管徑是傳統管材的0.8～0.9倍。
　　
3　夾砂玻璃鋼管道的規劃與裝置
　　
　　盡管玻璃鋼夾砂管道有著以上長處,但要把玻璃鋼夾砂管道運用到城市排水工程中來,還要仔細規劃、精心施工、到達經濟利益大化。玻璃鋼夾砂管屬柔性管道,其排水管道施工內容包含:開槽、根底處置、下管、穩管、接口、回填及閉水實驗等要工序。
　　3.1玻璃鋼夾砂管剛度的挑選
　　因為敷設于城市道路下的無壓排水管道外壓負載比較復雜,要來自于土壤分量和地上發生的靜負載,以運送車輛經過期發生的動負載?！柏撦d”、“管材”和“土壤回填”是決議玻璃鋼夾砂管鋪設后能否正常作業的三個重要參數,并且相互影響。剛度是玻璃鋼夾砂管抗外壓負載才能的歸納參數。為確保玻璃鋼夾砂管在外壓負載下安全作業,剛度的挑選是規劃中的要害之一,其不光取決于外壓負載的狀況,還取決于鋪設后管道周圍土壤回填資料的狀況。依據各國的經歷,玻璃鋼夾砂管在外壓負載下是不是能夠安全運用的要素中,鋪設狀況是要的。常用的玻璃鋼夾砂管可供挑選的剛度等級值可選用1.25、2.5、5、10kN/m四個等級。剛度確實定是先開始挑選,然后按《給水排水工程埋地玻璃纖維增強塑料夾砂管管道結構規劃規程》進行管道結構規劃,進行管道強度核算、變形驗算、壓屈失穩核算等[3]。若是核算結果不滿意需求就增大剛度從頭核算。聯系以往的工程經歷,筆者主張在排水管道規劃中盡量挑選剛度較高的管材,并嚴厲操控管道根底、回填資料、分層夯實等鋪設工序的施工質量。
　　　3.2玻璃鋼夾砂管管徑的挑選
　　玻璃鋼夾砂管道管徑的挑選,要取決于本地區區域內的排水當量的核算,經過仔細核算挑選出正確管徑巨細,一起聯系玻璃鋼夾砂管道內部外表潤滑,粗糙度和沖突阻力遠小于其他管材,所以在挑選管徑的根底上,聯系以往的經歷,在污水流量一樣的前提下,管徑挑選可減小1至2個等級,這樣就能夠節約施工本錢。
　　3.3玻璃鋼夾砂管施工工藝
　　(1)在管道的運送和布管作業傍邊應將管道及管件沿已開挖的溝槽順線排開,有時為了削減二次轉移的費用,也可選用運送和裝置一起進行的辦法。擺放時應注意將每根管的承口方向朝向規劃水流方向的相反方向。
　　(2)開挖基槽時,應嚴厲操控槽底標高和防止擾動槽底原狀土?；鄣壮谟行?有必要用砂礫石回填密實。槽底若遇有孤石等堅固物體時,在鏟除后,也須用砂、礫石回填處置好。當下道工序與本道工序不接連施工時,基槽底要預留維護土層不挖,等下道工序開工后,再一起開挖。當管槽根底為軟土淤泥、粉砂質粘土時,應先采納降水位及換土辦法,即鏟除浮泥、平坦管床,后襯托碎石、中砂層大于25cm以上。
　　(3)每根管子吊裝有必要運用吊裝帶雙點起吊,防止架空放置或放在有尖利石頭的地上上。裝卸過程中應輕裝輕放,禁止摔跌或碰擊禁止選用鋼絲繩吊裝管道,避免在吊裝過程中呈現滑繩表象,損害樹脂層而形成廢管。
　　(4)管道的接口選用“O”型-雙密封圈承插銜接,需嚴厲按廠方供給的操作規程履行。銜接時通常應逆水流方向銜接,銜接前在根底上對應承插口的方位要挖一個凹槽,承插裝置后,用砂填實。銜接時再查看一遍承口和插口,在承口的內外表均勻涂上潤滑劑非石油商品,如動植物油,然后把兩個“O”型膠圈別離套在插口的凹槽內,并涂上潤滑劑。管道銜接時需選用適宜的機械輔佐設備,關于大口徑管,在插口端應將管道吊離地上,以削減管道與地上的沖突。
　　(5)在管道的回填過程中應當注意維護管道,免受下落石塊的沖擊、壓實設備的直接磕碰和其他潛在的損壞。玻璃鋼夾砂管是脆性資料,抗沖擊力很小,一旦遭到沖擊的損壞,很簡單受損壞,呈現內襯有些的裂紋,致使致使走漏。在管頂覆土50cm以上時,才答應直接運用滾壓設備或重夯,但應獲得廠家答應或給出相應的覆土厚度。應在左右對稱的狀況下進行管道回填,不對稱的回填,簡單致使管道偏移。
　　(6)管道閉水實驗需求參照《給水排水管道施工及檢驗規范》,當滲水量在答應范圍內,即為合格。如不合格,應查找漏水點,從頭進行裝置或堵漏后再做實驗,直至合格。
　　3.4玻璃鋼夾砂管根底及主管區回填料的挑選
　　因為玻璃鋼夾砂管道軸向拉伸強度較低,通常為55mpa左右(與玻璃鋼夾砂管道成正比),在施工過程中,若是回填不實很簡單形成撓曲度變形,致使管道漏水。
　　當管道變形量超越8.0%,應更新管道。參照埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及檢驗規程》中的有關內容RPMP管道根底及主管區回填的壓實度必定不該小于95%。所以,回填料的挑選是操控整個RPMP管道施工的要點。回填料不只能夠加大土壤阻力,并且能進步土壤的支撐力,是操控管道徑向撓曲度變形的強有力手法。根底及主管區回填資料的挑選可依據規范《土的分類規范》GBJ145-90、《修建地基根底規劃規范》GB50007等資料,一起思考鄭州本地區的資源優勢,挑選中粗砂或石沫(粒徑不超越20mm)作為回填資料。 　　
4　結束語
　　
　　跟著清洗出產的大力推行、節能環保方針的推動及RPMP管材出產工藝的完善,以及工程運用經歷的不斷堆集,在交通擁堵的繁忙施工區域選用玻璃鋼夾砂管,其施工進度快、對周邊交通、環境維護負面影響小,為往后的城市管道規劃及施工開辟了新的運用領域。從商場預測以及加大根底設施建造來看,玻璃鋼夾砂管以其強度高、耐腐蝕性好、能耗低、流量大、防滲性強,便于運送和裝置,壽命長、歸納價格便宜而具有較強的商場競爭力和生命力,將是鄭州市政排水工程管材的一個較佳挑選。