復雜線形大直徑承插式玻璃鋼夾砂管施工技術研究

曹祿彬，李傳瑋

（1.金湖縣金維工程建設有限公司，江蘇 淮安 211600；2.金湖水利建設工程有限公司，江蘇 淮安 211600）

0 引言

玻璃鋼夾砂管是一種柔性復合管，因其具備重量輕、剛性好、液體傳輸阻力小、耐化學和電氣腐蝕等優勢，廣泛用于直接地下敷設、壓力或重力輸水系統建設[1-5]。

隨著玻璃鋼夾砂管的應用，玻璃鋼夾砂管道的連接、安裝施工已成為此類管道推廣的首要問題。這是因為玻璃鋼夾砂管是一種柔性管道系統，在設計和制造方面對施工和安裝提出了相應的規范要求，正確的施工是玻璃鋼砂管安全運行的根本保證。尤其是在小半徑（急轉彎）道路彎曲和穿越管道等較復雜的線形情況下，當玻璃鋼砂管受到周向變形，或管壁遭受扭轉力影響時，就更易分層。玻璃鋼夾砂管的含砂量越大，分層傾向就越明顯[6-8]。而玻璃鋼夾砂管道如果脫層，則表明管材的內部結構已受損，不適宜再用作承壓玻璃鋼砂管，從而嚴重影響了管道的品質。

1 適用范圍及工藝原理

本技術適用于各種管徑的玻璃鋼夾砂給排水管道安裝，尤其適用于復雜線形工況下大直徑玻璃鋼夾砂管的連接安裝。

圖1為定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩。本技術通過定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩結構在管道轉彎處作固定支撐，支墩為預制混凝土結構，固定支架由十字交叉整體式支桿組成，可通過螺母調整管卡，保證管道緊固不松動時即可回填。通過這種牽拉式結構對管道轉彎處進行限位，即可省去擋土墻和護坡，又可在不必挖出支墩的情況下對管道的松緊度進行調節，通過定型化拉桿固定支架為十字交叉整體式結構，增加作用力的穩定性。

圖1 定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩

圖2為玻璃鋼夾砂管接口。通過玻璃鋼夾砂管承插端與插入端接觸壁上的兩個凹槽，并在凹槽內嵌入O形橡膠圈，在接口處形成密封的區域，每個接口進行單獨的水密性測試，以保證管道接口緊密連接。

圖2 玻璃鋼夾砂管接口

2 施工工藝及操作要點

施工工藝流程如圖3所示。

圖3 施工工藝流程

2.1 測量放線

通過側裝與中心樁來定位基槽的位置及寬度，石灰放線出開挖界限。

2.2 管溝開挖

開挖溝槽時應隨時控制開挖深度，開挖后，應恢復溝槽中心線和控制高程。通過斜坡板控制高程和中心線，并隨時檢查斜坡板的位置和標高，以確保溝槽的中心線、坡度和輔助結構正確。管溝開挖如圖4所示。

圖4 管溝開挖

2.3 基礎處理

管道采用砂墊層基礎，基礎采用15cm砂礫回填，密實度大于90%。基礎應按規定的溝槽寬度鋪設、整平和壓實，并用蛙式夯壓實。

2.4 管道支墩

在管道拐彎、變徑、三通等處應設置定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩，支墩為預制混凝土結構，以管道拐彎處為例，預制裝配式支墩安裝在彎道內側的管溝內，在適當時候可內外側均安裝，固定支架與支墩預制連接，下管后，通過螺母和卡箍對管道的松緊度進行調節，在滿足支墩的止推效果和后續施工工序后，再進行回填。

2.5 下管

在管道敷設位置附近設置三角形吊桿，然后在管道敷設處的溝槽上放置兩塊方木，將管道推到方木上，并楔住兩側以防止管道滾動，再將吊鏈移動到管道頂部并將其牢牢支撐，最后用鏈條吊起管道，移除方木，將管道緩慢降至溝槽底部。轉彎處管道敷設完畢后，應及時與管道支墩連接。下管施工如圖5所示。

圖5 下管施工

2.6 管道連接

管道承口應朝向進水方向。安裝完成后，檢查插口推入承口的位置、橡膠圈的位置是否正確，確認接口合格后，用沙袋固定管道。

2.7 試壓

通過試壓檢驗橡膠圈與管壁接合的緊密性，是否符合設計試驗壓力要求。試壓施工工藝流程和試壓剖面分別如圖6、圖7所示。

圖6 試壓施工工藝流程

圖7 試壓

2.8 溝槽回填

管道應分層對稱回填，水壓試驗前，除接口外，管道兩側及管頂以上的回填高度不得小于0.5m；水壓試驗合格后，其余部分應及時回填。溝槽回填如圖8所示。

圖8 溝槽回填

3 材料與設備

3.1 材料

玻璃鋼夾砂管道及配件，包括橡膠圈和閉水試驗螺栓。依據管道直徑，由廠家預制支墩、支架及螺栓、卡箍等配件。

3.2 機具設備

主要機械設備數量及用途如表1所示。

表1 主要機械設備

4 技術特點

（1）通過定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩形成的牽拉式結構，實現小半徑、變徑、三通等處管道的穩定限位，即可省去擋土墻和護坡，又可在不必挖出支墩的情況下對彎道的松緊度進行調節。

（2）定型化拉桿固定支架為十字交叉整體式結構，增加作用力的穩定性。減少應力損傷，防止管線接頭破壞。

（3）通過預制的閉水凹槽和外置的閉水試驗裝置，對逐個接口獨立進行水密性試驗，確保管道接口連接緊密，實現管道施工過程中間的強化控制，極大提高管道連接安裝的一次性合格率，減少管道安裝返工現象。

（4）可有效減少后期質量缺陷維修率，節約養護維修費用。

5 效益分析

5.1 技術效益

該技術具有操作性強、安裝簡單、技術難度低、連接可靠、維護成本低等優點，管道安裝過程質量易于控制，提高了施工效率。管道一次性安裝合格率高，減少了管道接口安裝的返工和后期維護。具有良好的技術效益，可在水利和城市管道安裝中推廣應用。

5.2 經濟效益

該技術通過承插式拉桿固定支架和預制支墩實現管道在轉彎處的穩定定位，有效地提高了玻璃鋼砂管的施工效率，降低了二次返工率，節省了機械設備和人工成本的支出，節省了工期。通過早期對接口逐一進行水壓力測試，有效保證了管道安裝質量，接口返工率低。與傳統施工工藝相比節省了約8%的成本，取得了顯著的經濟效益。

6 應用實例

通過將“復雜線形大直徑承插式玻璃鋼夾砂管施工技術”應用于道路曲線段和大直徑轉角管道的大直徑管道安裝，現將實踐借鑒經驗總結如下：①前期接口逐一試壓，有效保證了管道安裝質量，該項工法工藝簡單，安裝簡便，接口返工率低；②通過承插定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩，實現轉彎處管道的穩定定位；③通過管道吊裝定型化保護吊具實現管子的平穩、精準吊裝，應用本技術有效提高了玻璃鋼夾砂管施工效率，減少了二次返工率，節約工期6d（總工期50d），節省成本49.6萬元，即相比傳統施工工藝，相關項目節約成本約7%，取得了顯著的經濟效益。

7 結語

本文通過對玻璃鋼夾砂管在小半徑、變徑、三通等復雜線形處的穩定限位，闡述了復雜線形大直徑承插式玻璃鋼夾砂管施工技術技術，提出了以下關鍵技術。

（1）通過定型化拉桿固定支架和預制裝配式支墩形成的牽拉式結構，實現小半徑、變徑、三通等處管道的穩定限位，即可省去擋土墻和護坡，又可在不必挖出支墩的情況下對彎道的松緊度進行調節。

（2）定型化拉桿固定支架為十字交叉整體式結構，增加作用力的穩定性。減少應力損傷，防止管線接頭破壞。

（3）通過預制的閉水凹槽和外置的閉水試驗裝置，對逐個接口獨立進行水密性試驗，確保管道接口連接緊密。