對玻璃鋼夾砂管施工問題及對策的探討

【摘要】近年來隨著玻璃鋼夾砂管道在輸水工程中的應用，管線的安裝施工成了玻璃鋼夾砂管道推廣應用的因素之一。本文對玻璃鋼夾砂管在施工的中的常見問題進行了優化分析并提出相關的解決對策。

【關鍵詞】玻璃鋼夾砂管；管道材料；問題與對策；管線配套

1、引言

玻璃鋼夾砂管的全稱是玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管，是90年代引進的一種柔性非金屬復合材料管道，其工藝成型分為兩類：一類是長纖維在內膜上纏繞成型 一類是短纖維用外膜離心澆鑄成型。它具有重量輕，輸送液體阻力小，能保證供水水質，抗化學和電腐蝕等特點，具有安裝方便、使用壽命長、無毒無害、綜合費用低、施工操作簡單、維護成本低、運行可靠等優點，已被廣泛應用于各種流體傳輸領域，尤其是在市政水處理系統的應用等。

2、工程概述

某供水工程輸水管線主要采用玻璃鋼夾砂管，全長約4.48Km，其中鋼管長0.93Km，玻璃鋼夾砂管3.45Km，管徑DN2000，管道壓力等級0.6MPa，剛度SN5000。主要建筑物包括沿線管道、隧洞、公路鐵路交叉、跨河庫管橋、高位水池以及控制閥、排氣閥、放空閥、流量計等配套建筑物。閥井內管道與管件、閥件采用法蘭連接，其余均為橡膠圈接口，套管內管線采用承插接口糊制工藝，管段對接采用包纏糊制接口。

3、施工中常見問題

玻璃鋼夾砂管道是近20年來國內發展較快的新型管材之一，它充分地將各組成材料（玻璃纖維紗、石英砂和不飽和聚醋樹脂）的性能有機地結合在一起， 發揮各自的優點， 具有強度高、密閉性好、重量輕、管道內壁光滑、糙率小、相應水頭損失小和良好的防腐性，在我國很多城市給水排水工程中得到了很好的應用。由于玻璃鋼夾砂管是一種柔性管道，其使用的可靠性關鍵在于管材自身制造質量和安裝質量。通過對爆管過程的分析和檢測情況來看，正確的管材安裝是安全運行的根本保證，施工質量的好壞將直接影響整體管線的運行質量。

3.1管材材質問題

玻璃鋼夾砂管在生產過程中會存有一定的質量缺陷。譬如：管壁有裂紋、有夾層等，造成水務工程在運行過程出現滲漏、甚至爆管的情況，根據國家標準《纖維增強熱固性塑料用液體不飽和聚樹脂試驗方法》中明確指明，鋼管表層結構無異物、液體分層等現象，其次在生產過程中，要求對不飽和聚酯樹脂溫度控制在25℃。其次在生產工藝上由于模具等一定的外在誤差，造成膠圈尺寸與插口不匹配。并在管材進場時，重點對管材的內襯層厚度、環向拉伸強度、軸向拉伸強度、環向彎曲強度、巴氏強度、以各層樹脂含量、管壁組分含量、不可溶分含量、增強材料等重要指標進行檢測，嚴格對管材質量進行把關。

3.2管道現場糊制問題

當玻璃鋼夾砂管道遇到復雜地段等特殊地形時，有時定制的管件滿足不了安裝要求，這時常采取接口現場進行糊制的辦法?，F場糊制，野外作業，受氣候、環境、人員素質等因素的影響，易出現糊制質量不合格的現象。主要表現一是接口糊制厚度不足，也就是糊制層數不夠，形成局部強度低，充水打壓不合格；二是接口兩側纏繞搭接寬度達不到要求，打壓時抗滲透能力不夠；三是現場配料固化時間掌握不準確，糊制工序不規范造成糊口質量不好等。

3.3施工安裝問題

玻璃鋼夾砂管道具有安裝方便、施工速度快的特點。但在工程初期，施工人員安裝經驗不足，每處施工現場僅有一名熟練工人，大多數工人均為第一次接觸玻璃鋼夾砂管線施工，作業人員缺少施工經驗、安裝不熟練的情況下，這一特點很難顯現，從而影響了施工進度和質量，且管道運輸中二次裝卸搬運不當有管體破損現象等。

3.4地基問題

玻璃鋼夾砂管鋪設時，應做好地基承載力的檢測，玻璃鋼夾砂管的鋪設最好在均質原狀土基上，如果遇到較長距離松軟基礎或高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時，管材容易受地基沉降的影響，易導致管道承插口變形，拉伸和轉動，使密封膠圈失效而漏水。在玻璃鋼夾砂管鋪設時，接口的偏轉角度控制在1°左右，最大不得超過1.5°，接口只能在規定的角度內轉動。接口處在管道軸線方向有一定的間隙，應控制在5～15mm，保證管線不漏水，在軟、硬基礎結合處，由于基礎的不均勻沉陷，可出現管道承插口受力不均產生漏水。巖石基礎，管道底部易出現巖石尖角碰撞、擠壓等損傷。

3.5管道回填和水壓試驗問題

根據玻璃鋼夾砂管的特性，回填土要求沒有磚、石等塊狀硬物。管體兩側要對稱分層夯實，回填時不得盲目采用機械回填，易造成大石下落砸傷管道，并嚴格按照設計標準控制夯填土的密實度，避免因管道變形導致管環向間隙不均勻。為確保輸水系統能夠安全正常啟動，壓力管道安裝完畢后一般應進行水壓試驗，來檢驗管道力學性能的強度試驗和管道連接質量的嚴密性試驗，水壓試驗特別是在有壓管道輸水過程中顯得尤為重要。管道試壓應采用分段試壓， 根據不同管徑、壓力等級進行分段， 分段長度一般不大于1km，水壓試驗應以清水為介質， 緩慢充水， 水流速度<0.3m/s， 以免使管道發生水錘現象；充水時， 先打開管道各高處的排氣閥， 充分排除空氣， 充滿水后，試壓管道內應保證0.2～0.3MPa 的水壓， 系統浸泡24h，使管道達到機械、熱力和化學平衡， 再進行水壓試驗。

3.6工程運行問題

隨著，供水工程經長時間的輸水運行，玻璃鋼夾砂管管材局部也會出現老化、指標下降等問題，致使管材力學性能減弱，在長距離輸水管道中，復雜運行工況如管道內部存有大量氣體，管材內壁會因為在水的不斷沖刷下，造成磨損、褶皺、鼓泡，并在水的壓力和滲透的作用下，造成內部樹脂溶狀、松軟現象，使得力學性能衰減，引起不同材料分層。隨著供水管線供水水量的有突增、突減或快速關閥引起管道局部產生真空或管道內部氣體不能完全排出，在一段時間的運行過程中在薄弱的缺陷部位逐漸擴展，尤其是分層、空洞應力集中等聯合作用，使樹脂開裂及樹脂與纖維、夾砂層松脫，最終導致管材的局部破壞而爆管。

4、工程施工對策

4.1加強管材質量的把關

隨著，玻璃鋼夾砂管在水源供水工程中廣泛應用，管材質量直接影響到工程的運行安全，加強對玻璃鋼夾砂管管材生產過程的質量控制，對原材料入廠檢驗和生產工藝進行駐廠監造；并加強對施工期間管道回填的質量控制。一是施工前要對管道及附屬件逐個做詳細檢查，發現問題及時解決，監理嚴格做好管材進場驗收工作；二是對管材有裂紋、承插口不光滑、橢圓度不合格的等問題，要進行與廠家溝通聯系，必要時返廠或進行現場處理；三是安裝過程中，在吊裝環節，還需進一步對管材質量進行確認，檢查管材外觀是否有氣泡、雜質、橡膠圈的彈性等，及早發現管材質量問題，確保管道質量和膠圈的密封性；四是在承插口安裝不便時，不得強行安裝，以免承口被漲裂，當誤差大時，宜采用電動砂輪配合細砂紙打磨處理后，再進行管道連接；五是在做水壓試驗時，保持恒壓時間由正常時3min延長至5min，確保安裝質量合格；六是對已經運行管材，要加大對管線內部的檢查，重點檢查管道的承插口是否完整、有無漏水、脫開，止水膠圈有無露出、破壞，管身是否變形、鼓包、破損等情況，嚴格把關，及早發現隱患，避免出現滲漏、爆管等問題。

4.2做好基礎處理工作

根據不同情況下土質特點，基礎處理的方法也不盡相同。管線基礎好壞，對正常輸水運行影響較大。當遇有軟基、高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時，基礎承載力較低，必須采用換土、夯實等措施進行處理?？筛鶕嶋H情況用礫石砂進行處理，要求礫石砂層厚度在300～500mm，并夯實平整，以保證基礎有足夠承載力，施工中要防止礫石砂在溝底兩側擠出，影響基礎處理效果；在軟、硬基礎結合處，一定要加強對軟基一側的處理，通過換土、夯實等手段，將軟基處理好，同時在管道底部增加砂墊層厚度至200mm，防止在結合部位產生不均勻沉陷；當遇有突出的巖石、鵝卵石或硬土層時，基礎層厚度應增加至100～200mm。這樣使管道和地基之間作用力和反作用力處于軟接觸狀態，整體受力均勻，尤其是受到瞬變沖擊時，砂填充層具有緩沖作用，避免應力集中，對于玻璃鋼管十分有利。砂墊基礎施工時應防止砂由兩側擠出，降低承載力，且必須在無地下水的情況下處理砂基礎。

4.3規范現場糊制技術標準

施工現場由于作業環境差異，施工人員素質不同，糊補質量差別較大，為避免出現糊制質量問題，要制定玻璃鋼夾砂管現場糊制工藝技術要求。從原材料不飽和聚脂樹脂、玻璃纖維、固化劑和促進劑、作業工具等準備，從計劃計劃糊補厚度及層數、樹脂用量、配料程序等，到施工技術和工藝要求等都要做到操作規范，嚴格按要求施工，才能滿足水壓試驗的檢驗標準。經受住充水打壓試驗的檢驗。在質量控制策略層次結構上也要加強重視，其中對于不飽和聚酯樹脂在發生雙鍵斷裂時，重新生成不飽和二元醇，此反應控制溫度在190-200℃，能夠有效保證生成物的純度。其次在施工技術要求規范上，要對施工人員進行逐級培訓，掌握施工技術要點，這樣才能在施工細節上發現問題，并能在短時間內解決問題。

4.4管線附屬工程要配套

對于本工程管線穿越道路、山洪溝段、過河段及地形起伏較大管段，要及時采取工程措施進行防護加固、處理，避免因村莊農田灌溉對溝渠清淤施工造成破壞，影響管道正常運行；管道設計方案一定要符合實際情況，對于洪水、暴雨加固埋深保證在14m以下，加固配套法蘭采用正六邊形，每個邊禁錮一個螺母，螺母直徑在3.5-4.0之間，同時，按設計要求工程始端每100米和管道轉角較大處理設里程樁，進一步保證工程施工管線安全。這樣才能保證配套部件的穩固性。其次對于山川地域，線路要在專有的配線管內走線，每個管孔布放2根線纜，平衡排布，這樣在今后電流運行上不會產生過大的磁場。

5、玻璃鋼夾砂管施工改進措施

5.1成立工程維護搶修隊

運行管理單位應要提前成立工程維護搶修隊。熟悉管線的安裝，排除輸水管線運行期間，經常要出現各種各樣問題，排除如安全閥、排氣閥、閥井的各種小故障，對于管道出現較大漏水問題，需要工程搶修搶險人員及時修復。搶修隊關系著整個工程項目的正常運行，維護隊不但要有專業的維修技術，而且要在專業維護意識上也要加強培訓，這便要求管理工作人員定期要對施工技術人員進行不定期的思想意識鞏固，只有這樣才能保證維護搶修隊員的專業意識。檢修隊在檢修過程中要同往年停水檢修檢查資料進行對比，分析可能存在的安全隱患。

5.2 加強搶險維護人員培訓

提前加強對玻璃鋼夾砂管道搶險維護人員的培訓。玻璃鋼夾砂管道修補糊制中常用材料及處理方法相對復雜，在施工中要求環境條件也比較嚴格，維護搶修人員要經過專業技術人員培訓和學習，掌握施工要領和技術要求，才能勝任工作。對于施工過程中的細節問題要反復查看，不但要保證施工技術的完整性，對于施工操作過程中的細節也要進行驗證，以防在今后施工運行維護上出現一定的差錯。在培訓過程中要進行定期考核，考核通過的員工給予獎勵或者崗位晉升的機會，對于沒有通過考核的員工，則要再次進行專業培訓，直到通過為止。培訓項目不但要包括施工技術培訓課程，而且在施工管理上也要加強，這樣后期施工管理人員既能掌控施工技術要點，又能加強對工程管理的強化意識。

5.3加強管線重點防護

在管線兩側一定范圍內設置保護區，禁止采砂、挖土、建筑等活動，保證輸水工程正常運行。特別是對于生活水源引水工程，必須設置專職巡線人員進行日常巡邏，加強對管線的外部日常巡視檢查和停水檢修管線內部檢查， 尤其是對管線周邊土體出現濕潤、滲水征兆時，需加強觀測頻次，避免隱患進一步擴大。當停水檢修發現管道內部鼓包、裂痕現象較為普遍、嚴重時，需分析原因、采取必要的處理措施。加強對管線的監控和檢查力度，并制定應急預案，發現問題及時上報和處理。

6、結語

通過對玻璃鋼夾砂管施工常見問題及對策的探究分析，使得筆者對此該施工技術方案有了更為深知的認可。這種防護措施不但保證了施工技術方案的完整性，而且也保證施工操作流程的可行性。這種技術方案的改進措施，不單單適用于該工程項目的施工建設，在其他項目建設規劃中也同樣適用，促進國內經濟的全面發展。

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作者簡介：吳冰（1986-），男，漢族，江西上饒人，本科，中級職稱（工程師），中共黨員，2007年畢業于江西理工大學，工程造價管理專業。