随着科学技术日新月异的飞速发展,新型材料不断涌入建筑市场,玻璃钢夹砂管就为其中之一。随着玻璃钢夹砂管的应用,玻璃钢夹砂管的运输、安装施工问题成了该种管材推广的首要问题。这不仅是由于玻璃钢夹砂管有别于传统管道的施工工艺,而且更重要的是玻璃钢夹砂管是一种柔性管路系统,从设计制造上对施工安装提出了相应的规范要求,正确的施工是玻璃钢夹砂管路安全运行的根本保证。本文详细介绍了玻璃钢夹砂管的施工方法及施工注意要点。
1 玻璃钢夹砂管的特点
玻璃钢夹砂管以其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便等优点,成为输水工程的最佳选择。它具有其它金属管材无法比拟的优越性,主要具有以下特点:1)优良的耐腐蚀性能;(2)比重小、重量轻;(3)单根管道长度长;(4)水力学性能优异;(5)热膨胀系数小;(6)使用寿命长、安全可靠;(7)采用耐腐蚀快速接头。
2 玻璃钢夹砂管装卸、运输与存放
2.1装卸
因玻璃钢夹砂管硬度较低,故装卸时的吊装绳应选用柔韧、较宽的吊带或绳,严禁用钢丝绳、铁链等吊装管。管道的起吊可采用一个或两个支撑点,但应保证管道在空中均衡,不可将吊带(绳)贯穿其两端,以免勒坏承插口,装卸时应轻吊轻放、严禁抛投。
2.2运输
管道运输时严禁磕碰,每根管两端采用草绳、草片等包装,使用柔韧的带子或绳子将它们固定在运输工具上,运输管道应加木楔防止滚动。卸管时不可将管直接从车上拖下来。管道如数层叠放,每层之间要有托架,装运管道的最高高度为2 m。
2.3存放
玻璃钢夹砂管是柔性复合材料,要求堆放场地平坦,场地内不可有尖锐石子,所有堆放的管道应加木楔防止滚动,每一层应垫放枕木,枕木间距应小于1/2管长,高度不得超过2 m。同时也不宜长时间在日光下曝晒,因容易加速老化。
3 玻璃钢夹砂管道施工
3.1施工工艺
测量放样→管沟开挖→基础处理→管道敷设及装配→接口严密性试验→固定支墩→管沟回填→系统严密性试验→系统冲洗消毒。
3.2测量放样
开工前应校测与本工程衔接的已建管道、构筑物等平面位置和高程。测量时先测量管道系统中心线和检查井、阀门井的位置,在管道转弯、分支处设置施工控制桩并撒出石灰线以便开挖,在机械开挖施工时架设水准仪进行跟踪测量。
3.3管沟开挖
管沟开挖主要是进行明挖,采用梯形断面,宽约10~15 m,沟深4.5 m。施工时采用自上而下分层开挖的施工程序,先进行管道底部开挖,然后进行侧面边坡开挖,分层开挖厚度0.5~1 m。开挖时应注意的事项如下:
(1)管沟开挖前,应根据施工需要进行调查,掌握管道沿线的现场地形、地貌、建筑物、各种管线和其他设施的情况以及工程地质、水文地质资料、排水条件,并编制排水方案。如果工程地下水位较高,采用井管排水方案,降低地下水位。排出的水应输送至抽水影响半径范围以外,不得影响交通和破坏道路、农田、河岸及其它构筑物。
(2)管道穿越绿地或农田地段时,首先剥离地表0~80 cm范围内的耕植土,并单独堆放。耕植土不足80 cm的按实际厚度剥离。
(3)管沟开挖过程及时控制开挖深度,防止超挖;管沟开挖后应及时恢复管沟中心线和控制高程,采用设置坡度板来进行高程、中心线控制,随时检查坡度板设置位置和高程是否准确,确保管沟中心线、坡度及附属构筑物位置正确。
(4)管沟边坡应根据管沟土质确定,必要时管沟壁应设置支撑或护板,并编制应急预案。土方开挖采用机械开挖,槽底预留20 cm由人工清底,开挖过程严禁超挖,以防扰动地基。
3.4基础处理
(1)当管基土壤承载力为80~100 kPa和非岩石时,应采用原状土作为基础;当土壤承载力为50~70 kPa时,应采用经夯实后的原土作为基础,夯实密度应达到95%。
(2)管沟底若遇淤泥、卵石、岩石、硬质土、不规则碎石块及浸泡土质,应换填50 cm厚碎石垫层,垫层相对密实度不小于0.67。对于玻璃钢夹砂管,管底铺设150 mm厚的粗砂垫层,垫层要求一次铺设完成,均匀铺滩平整,相对密度不小于0.65。对于管道经过不良地质时还应按设计要求进行管基加固。
3.5管道敷设及安装
(1)布管
在管沟基础质量检验合格后,先将不同压力等级的管道运至各桩号集中卸车,并核对管节、管件,安装时用吊车将二次倒运来的管道放至沟槽内。下管采用吊装设备与人工配合。下管时注意承口方向保持与管道安装方向一致,并在各接口处掏挖工作坑,工作坑大小以方便管道对接安装为宜。
(2)橡胶圈安装
根据管径选择相应橡胶圈,将管道承插口及橡胶圈清理洁净,上橡胶圈时,使橡胶圈弯成心形或花形放在承口槽内就位,并用手压实,确保各个部位不翘不扭。橡胶圈润滑剂应由配套厂商提供,不得使用石油制成的润滑剂。
(3)管道连接
管道安装前应彻底清洁管端、凹槽和橡胶圈;在承口管壁上预先开好试压孔,孔径需与试压专用螺栓匹配;玻璃钢夹砂管间连接时,承口端试压螺栓必须安装到位,管道的承口、插口与橡胶圈接触的表面应平整光滑、无划痕、无气孔,确保橡胶圈与凹槽、管壁均匀贴合。管道就位时,将插口对承口找正,试压孔朝上,套帆布绳,调整起吊机械,将插口端慢慢推入承口。安装后,检查插口推入承口的位置是否符合要求,用探尺插入承插口间隙中检查橡胶圈位置是否正确。经检查确认接口安装符合要求后,用砂袋固定管道。在土壤或地下水对橡胶圈有腐蚀地段,在回填土前应用沥青胶泥、沥青麻丝或沥青锯末等材料封闭橡胶圈接口。 3.6接口严密性试验
接口严密性试验目的是检验两道橡胶圈与管壁接合是否紧密,是否符合设计试验压力要求。在管道连接前安装好试压专用螺栓,管道安装后螺栓连接手动试压泵,向接口内灌水打压,打至试验压力后,保压2 min,若无压力下降,则表示接口安装合格。当水压试验不合格时应查明漏水原因,重新安装或调整管道后再试验,直到合格为止,方可进行后续管道安装。
3.7固定支墩
管道在弯头、变径、三通及阀门等处应按设计要求设置混凝土固定支墩,各支墩混凝土强度达到设计强度后方可进行管道系统试压。
3.8管沟回填
当管道连接后,必须尽快进行回填和系统试压,防止管道浮动和热变形。回填时应正确选择管区回填材料,并按设计要求进行管区回填与夯实。
(1)回填前应清除管沟中的杂物,并排除积水,不得在有积水情况下回填。管顶覆土深度应符合设计要求,当管道覆土较浅,管道的承载力较低,或原土回填达不到要求的压实度时,可与设计单位协商采用石灰土、砂、砂砾等具有结构强度或可以达到要求的其它材料回填。
(3)管区应对称分层回填,严禁单侧回填。每次回填厚度应根据回填材料和回填方法确定,回填步骤需符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268规定。水压试验前,除接口外,管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5 m;水压试验合格后,应及时回填其余部分。
(4)管道通过铁路、公路时,应按铁路、公路部门的要求施工。穿越障碍时,应根据汽车荷载大小和埋深要求,按设计要求采取管涵等形式保护。
3.9系统严密性试验
(1)水压试验前管道变形应符合规定;接头应安装正确;系统止推装置到位,且完全达到规定的强度;管沟回填已符合试压要求;阀泵已固定好。
(2)水压试验应按《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268规定试验方法执行,试验前应做好水源引接及排水疏导路线的设计。
(3)管道安装后必须尽早进行水压试验,每次试验长度不宜超过1 km,对中间设有附件管段分段长度不宜大于500 m。可利用玻璃钢夹砂管与钢管及其管件、或其他设备连接处的安装柔性玻璃钢夹砂管盘承法兰短管接口进行分段试压。试压泵和压力表设置在试验管段最低点。
3.10系统冲洗消毒
管道水压试验后,竣工验收前应进行冲洗消毒。可利用上游水源或安装临时水泵,以不小于1 m/s的水流速度连续冲洗管道,应冲洗到出水口处的浊度、色度与入水口相当为止。
4 安全措施
(1)施工前,必须对邻近建筑物、构筑物给水、排水、煤气、电力、电信、地下管线进行调查,摸清位置,作相应的标志并采取可靠的安全保护措施。
(2)管沟应按设计要求开挖,注意观察是否有塌方迹象,必要时管沟壁应设防护措施,并编制事故应急预案。
(3)管道吊装时应检查吊装机具是否安全,吊装管件下方不得有人停留。起重机停机位置需防止土基浸水软化,采取垫方木或其它措施防止机体、支腿下陷或倾斜,雨天不能进行吊装作业。
(4)安装过程中应防止电焊或切割火星引发火灾。
(5)水压试验过程中,端部需顶撑,管道两端严禁站人;水压试验过程中严禁对管身、接口进行敲打或修补缺陷,遇到有缺陷时,应作出标记,卸压后才能进行修补。
5 结语
综上所述,玻璃钢夹砂管作为一种新型材料,具有耐腐蚀、使用寿命长、价格低、重量轻、刚度好等优点。安装便利,可大大缩短工期,但对其运输、安装和回填要求严格。在施工过程中应积极探索新的施工技术、攻克管道安装和管沟回填等多项技术,使玻璃夹砂管在水利工程中得到广泛的应用。