玻璃鋼加砂管在福建南安沿海三鎮供水工程中的應用

程思勝

（徐州市政建設集團有限責任公司 ，江蘇徐州 221000）

1 工程概況

福建省南安市沿海三鎮供水工程設計直徑1400 mm，輸水管線31.8 km，工程設計輸水能力為50萬m3/d，設計工作壓力為0.6 MPa，管道水壓試驗壓力為1.0 MPa。

由于工程規模大、工期短，沿線地質條件不一，很多地段流沙較多，所以工程對管材質量要求較高。

2 玻璃鋼加砂管技術要求

玻璃鋼加砂管以無堿玻璃纖維無捻粗紗為增強材料，熱固性樹脂為基體，優質硅砂為填料，采用纏繞工藝制成。它的質量滿足《玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂加砂壓力管》（JC/T 838—1998）、《玻璃纖維增強塑料夾砂管》（GB/T 21238—2007）的規定。圖1為玻璃鋼加砂管。

圖1 玻璃鋼加砂管

2.1 管道規格

管道內徑有DN1200 mm和DN1400 mm，管道單根有效長度12 m。

管道剛度SN5000Pa（N/m2），承插口剛度20000Pa。

2.2 管道接口形式

管道采用承插口形式，用雙“O”形三元乙丙橡膠圈密封（見圖2）。

圖2 玻璃鋼承插口示意圖

3 玻璃鋼加砂管安裝

3.1 溝槽開挖

采用放坡開挖，坡度一般為1∶0.3，如果遇到土質較差情況，放坡系數適當加大。管道埋置較深時，溝槽采用二步臺階，雙梯形斷面，如圖3所示。由于表層土質較好，一般不會出現塌方情況，因此上部梯形槽可以預先開挖，邊坡控制在1∶0.3～1∶0.5，下部梯形槽邊坡控制在1∶0.2～1∶0.4,開挖后須立即下管安裝并分層回填夯實，采用二次開挖形式，大大減少下部梯形槽的開挖時間，減少管區塌方的可能性，施工質量容易得到保證。鋪設時，通常在地基上直接墊鋪厚30 cm厚砂墊層，在墊層上進行管道鋪設，接口采用承插式連接，安裝方便，通常一個接口可在30 min內連接好，且每節管道為12 m，大大縮短晾槽時間。如遇地下水較淺時應進行井點降水以便于施工。

3.2 管道安裝

圖3 雙梯形溝槽斷面圖（單位：mm）

主要安裝步驟：接頭清潔→橡膠圈潤滑→橡膠圈安裝→接頭連接→安裝到位。安裝過程中，使待裝管與連接管保持中心線及水平一致，用2臺挖機一前一后或吊車前后吊起一根準備對接的玻璃鋼管，傾斜角與前一根夾砂管基本相同；然后用一臺挖機將后一根夾砂管通過墊木緩慢均勻地頂入前一根夾砂管的承口中；夾砂管安裝到位后，將夾砂管放平放穩，插口兩道“o”型密封圈與插口齊平，使密封圈在插口受力均勻，若發現橡膠圈扭曲，則立即退出重新安裝。管道需要轉角度，應待接口施工到位后再轉角度，在每節管道安裝到位后，在兩道密封圈之間的打壓孔安裝打壓嘴進行壓力試驗。

3.3 管溝回填

主管區是指溝槽從墊層往上到0.7 d（管道外直徑）高度范圍的空間區域，次管區是指溝槽從主管區往上到管頂400 mm高度范圍的空間區域。

（1）回填材料

管道基礎采用厚度為300 mm的中粗砂弧墊層。主管區采用的回填材料為中粗砂，次管區采用中粗砂和表層土。中粗砂細度模數在2.3～2.4之間，屬中砂。表層土最好為勻質粉性粘土。

（2）回填方式

主管區高度為1.6 m，分兩次回填。第一次回填高度共1 m，第二次回填到1.6 m。每次回填要按20 cm分層均勻夯實或澆水均勻夯實。

（3）回填密實度

中砂的回填密實度控制在0.87%～0.97%之間，平均為0.9%，土的密實度壓實度在0.87%～0.95%之間，平均為0.9%，最小管頂覆土深度為1.9 m。

3.4 變形控制

在管道敷設12～24 h后進行測量。在每節管道中部和承口兩個斷面，主要測量豎向變形和橫向變形，要求初始和長期徑向撓曲允許值見表1。

表1 給水管允許徑向撓曲值

管道的變形主要來源于管頂的荷載，因此要使變形很小，首先玻璃鋼管要有足夠的強度和剛度，同時管兩側的沙土回填密實度要達到設計密實度，才能與管道一起抵抗豎向荷載的壓力。

3.5 玻璃鋼加砂管與鋼筋混凝土管的比較

玻璃鋼加砂管自重較小（相當于相應直徑鋼管重量的一半，相當于相應直徑混凝土管的10%），其與鋼筋混凝土管的技術經濟比較見表2。

表2 兩種管材技術經濟數據比較

4 結語

（1）確定可靠的管材性能指標，科學地設計好管壁結構并通過驗證試驗，在生產過程中對原材料性能、工藝過程進行嚴格監控和檢驗。

（2）玻璃鋼加砂管作為柔性管必須保證施工質量，選擇合適的回填材料是基礎，確定回填密實度是關鍵，控制好初始豎向變形是最終目標。

（3）在軟土地基中鋪設大口徑玻璃鋼加砂管，通常其管頂覆土較厚，考慮到工程的經濟性，回填材料僅在主管區采用中粗砂即可，次管區采用表層土，以節省投資。

（4）與鋼管施工相比，玻璃鋼加砂管具有安裝方便、施工效率高、勞動強度低、節省工期、管材價和綜合價均低等優點。

此次大口徑玻璃鋼加砂管在福建南安沿海三鎮輸水管道工程兩年來的成功應用，說明大口徑玻璃鋼加砂管是能適應軟土地基的，且管道水頭損失小，安全可靠，能替代大口徑鋼管用于給水輸水工程。

[1]JC/T 838—1998，玻璃纖維纏繞增強熱固性樹脂加砂壓力管[S].

[2]GB/T 21238—2007，玻璃纖維增強塑料夾砂管[S].

[3]GB∕T 11836—1999，混凝土和鋼筋混凝土排水管[S].