衛(wèi) 芳

（1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西省河道管護服務總站，山西 太原 030002）

玻璃鋼夾砂管道在坪上應急引水工程中的應用

衛(wèi) 芳1，2

（1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西省河道管護服務總站，山西 太原 030002）

以坪上應急引水工程為例，闡述了玻璃鋼夾砂管道的特性，分析了玻璃鋼夾砂管道選擇時應注意的問題，根據(jù)玻璃鋼夾砂管道的優(yōu)缺點，介紹了玻璃鋼夾砂管道在供水工程中的施工過程，對類似工程施工具有借鑒意義。

玻璃鋼夾砂管道；施工工藝；漂管；坪上應急引水工程

1 工程概況

山西坪上應急引水工程位于忻州市境內(nèi)，其主要任務是提供城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)用水，年設計引水量3 500萬m3。該工程主要分為水源工程和供水工程兩部分，水源工程包括水源地取水建筑物、加壓泵站等，供水工程包括供水管道、管道建筑物、調(diào)壓池及供水點調(diào)節(jié)池等。

該工程供水管道總長114.3 km，屬長距離供水管道。管材主要為玻璃鋼夾砂管和PCCP管。其中玻璃鋼夾砂管道總長93.63 km，占全線總長的82%。該工程輸水距離較長，地質(zhì)地形情況復雜，管道沿線地下水普遍較高，供水管道管徑較大，主干線管徑1.8m、忻府和原平支線管徑1.4m，輸水流量及壓力較大。

2 玻璃鋼夾砂管道選擇注意事項

玻璃鋼夾砂管（玻璃纖維增強塑料夾砂管，簡稱FRPM），是一種新型的復合管材，主要采用玻璃纖維紗用作增強材料和樹脂作為基體，在結(jié)構(gòu)層加入石英砂，按照纏繞工藝纏繞而成，具有其他管材無法取代的優(yōu)勢。其特點是摩擦面小，鋼性好、結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，抗老化、耐老化、使用壽命長，整體性好、安裝方便等。玻璃鋼夾砂管的強度遠高于鋼管，但其剛度、硬度略有不足，對埋深和回填材料有一定的局限性，故對回填要求較高。同時由于玻璃鋼夾砂管硬度較低，對吊裝、運輸、存放的要求較高。此外，由于玻璃鋼夾砂管不具備鋼鐵材料管道的焊接優(yōu)勢，維修時必須停止輸水運行。

因此，選擇玻璃鋼夾砂管道作為通水主要管材時，需考慮管道的公稱直徑、工作壓力、波動壓力、動荷載、管道兩側(cè)回填土的土壤條件及回填土比重、最大覆土深度和最小覆土深度、設計真空負壓、平均使用溫度和范圍、地下水位距離地表深度等。

3 施工過程

3.1 施工工藝

測量放樣：由項目部技術(shù)負責人組織技術(shù)人員根據(jù)設計圖紙的坐標將管道中心線及開挖邊線進行施工放線，與工程標段實際對照，發(fā)現(xiàn)與實際地貌不符處做好記錄并及時通知現(xiàn)場監(jiān)理，會同業(yè)主、設計單位共同協(xié)商解決。

溝槽開挖：由于忻府區(qū)地下水位較高，均在管底以上標高內(nèi)，故在溝槽開挖前，必須在施工排水后方可進行溝槽開挖。坪上應急引水工程開挖溝槽以直槽、梯形槽為主，直槽邊坡坡度小于1∶0.05。梯形槽邊坡坡度1∶1.5。此類開挖斷面具有一定坡度，一般不需要支撐。對于局部坡腳不穩(wěn)的現(xiàn)象，可采用打木樁進行防護，同時進行表面排水，保證邊坡土壤的穩(wěn)定。

溝槽開挖在接近槽底時應加強測量，槽底土壤嚴禁擾動。管底高程及中心線兩側(cè)寬度應符合設計要求。溝槽開挖時應加強安全管理，防止石塊、工具、機械等對施工人員造成傷害。同時加強邊坡監(jiān)測，防止塌方。

管道安裝：管道安裝前檢查管道有無碰傷，凹槽內(nèi)是否平整，止水膠圈是否有裂紋及老化現(xiàn)象。安裝使用的潤滑油一般為食用油。撞口時，以承口的試壓孔中心量取Lx值（試壓孔中心至承口末端的距離，一般為10 cm），在插口量角器中心到插口標志環(huán)方向均勻畫標記點，將插口緩慢推入承口，待承口端線與標記點重合即安裝到位。

管口打壓：由于玻璃鋼管之間采用承插雙“O”型密封圈連接，因此每安裝一根管道須在承插口處進行打壓試驗。用試壓泵直接通過管頂?shù)膲毫?，加水打壓到管道工作壓力?.5倍，如果在3min內(nèi)壓力沒有泄露現(xiàn)象，則視為安裝合格。

管溝回填：管道安裝好后應盡快進行回填，防止管道發(fā)生浮動工和熱變形?；靥顣r首先采用碎石對三角區(qū)進行回填和夯實，嚴禁單側(cè)夯實。管道兩側(cè)回填時，采用碎石回填至管腰并要求每20 cm夯實3遍?；靥罴昂粚嵾^程必須兩側(cè)同時同距離進行。管頂以上50 cm采用不大于40mm的砂礫料回填，50 cm以上采用原土回填至原地面高程。

管道試壓：管道回填完成后對管道進行試壓試驗，1 000m為一個試壓段，試驗時應逐步升壓，每次升壓0.5MPa。當壓力升至工作壓力的1.5倍，且保持30min無泄漏現(xiàn)象，則視為管道安裝合格。

3.2 存在問題及解決措施

3.2.1 漂管現(xiàn)象

由于玻璃鋼夾砂管單管長度長且質(zhì)量較輕，安裝后空管的浮力增大，故在安裝過程中易出現(xiàn)以下幾種漂管現(xiàn)象：一是雨水漂管。由于玻璃鋼夾砂管質(zhì)量輕，雨水大量匯積管溝造成漂管。為此應避免在雨天安裝；大雨前安裝時必須完全回填至管頂，并達到規(guī)范要求，若大雨前不能完全回填至管頂，可在管道基坑內(nèi)安裝水泵將雨水排出，避免出現(xiàn)雨水聚集造成漂管事故。二是地下水漂管。由于地下水較高，而管頂覆土不夠，造成漂管。為此，當不能一次回填至設計標高時，可按地下水滲水量大小，每隔一段距離布置1座集水井進行降水。三是抽水漂管。溝槽積水時間過長，抽水時浮漿或未密實的石粉渣回落拱起管道，可放緩排水速度，水位降過管頂后在管道上臨時覆土。

3.2.2 爆管現(xiàn)象

玻璃鋼夾砂管道在運行期間可能出現(xiàn)爆管現(xiàn)象。產(chǎn)生爆管現(xiàn)象的原因主要包括以下幾點：一是安裝、吊裝、搬運、存放過程中受到外力擠壓造成管道破損形成薄弱點，在運行過程中由于壓力突然、長期增大，在薄弱點處發(fā)生爆裂現(xiàn)象。因此，在安裝、吊裝過程中嚴禁用鋼絲繩起吊，改用柔軟的吊帶起吊。存放、搬運過程中嚴禁拖拽、滾動玻璃鋼管，存放場地不得有大于15 cm的堅硬石塊。二是運行過程中管道內(nèi)的水量形成的水錘力量過大，關(guān)閉無法承受水錘瞬間帶來的巨大勢能，發(fā)生管道爆裂現(xiàn)象。因此，在給管道注水時要嚴格控制進水流量和流速，避免因流量和流速過大形成的高能量水錘發(fā)生爆管事故。同時要嚴格按照工藝要求回填管區(qū)，對管體形成外壓保護。三是管道制作過程中由于人、機、料、溫度等原因未達到工藝制作要求，從而降低了管道的強度、硬度和韌性等，造成管道質(zhì)量不合格，導致在管道運行過程中出現(xiàn)管道爆裂現(xiàn)象。因此在管道生產(chǎn)過程中要將人、機、料、溫度等環(huán)節(jié)控制在工藝要求范圍內(nèi)，保證所生產(chǎn)的管道達到使用要求。四是線路設計時，由于錯誤計算和不合理的設計造成管道內(nèi)壓力集聚無法排出，導致管道爆管。因此，在設計階段要根據(jù)工程場地地質(zhì)及氣候條件，確定管道埋藏深度及回填土密實度，在管道伸縮變形較嚴重的地方，管件安裝必須設置伸縮節(jié)。

4 結(jié)語

坪上應急引水工程作為山西省首個以玻璃鋼夾砂管為主要材質(zhì)的長距離輸水工程，自投入生產(chǎn)至今已安全運行4年，運行過程中未發(fā)生一次由于設計、安裝、地質(zhì)等原因?qū)е碌闹卮笫鹿?。該工程的安全運行，為今后同類工程的設計、建設提供了很好的借鑒與參考作用。

TU991.3

C

1004-7042（2016）03-0050-02

衛(wèi)芳（1983-），女，太原理工大學水利工程專業(yè)碩士研究生在讀。

2016-01-06；

2016-02-17