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1、中學雙橡膠圈承插式玻璃鋼夾砂管施工工法雙橡膠圈承插式玻璃鋼夾砂管施工工法xx三公司 林 丹 黃業永 吳秋明 賴友華 1 前言 玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(簡稱玻璃鋼夾砂管）是目前國內正廣泛推廣使用的一種柔性復合型管材，在化工、飲用水輸送和排污等領域應用廣泛，安裝方式多種多樣，但采用雙橡膠圈承插式連接，并配合專用試壓螺栓獨立進行接口水密性試驗的創新施工方式,可有效保證管道接口安裝質量. 連江可門港供水工程塘坂至金星鋼鐵廠段總長約30km，主要采用雙橡膠圈承插式玻璃鋼夾砂管，由于此類管道安裝過程容易出現接口安裝質量問題，我司聯合相關生產廠家開展技術合作，對玻璃鋼夾砂管接口安裝方法進行改進，采用試2、壓專用螺栓獨立進行每節管道接口水密性試驗的施工方法，于2007年通過中國建筑第七工程局技術委員會評審鑒定,被評為2007年xx局級工法（編號GF/3070332007)。2 工法特點 2。1 雙橡膠圈承插式連接具有連接可靠、施工方便快捷、維護成本低；2.2 強化管道施工過程中間控制，對管道雙橡膠圈接口逐一試壓，接口試壓合格方才進入后續管道安裝，有效保證了管道接口安裝質量，減少管道安裝過程發生返工現象。3 適用范圍 適用于一般工程地質條件下，管徑大于300mm、不同剛度的雙橡膠圈承插式連接玻璃鋼夾砂管壓力供水管道施工。 4 工藝原理 在玻璃鋼夾砂管的插口端外壁加工兩道凹槽，將兩條“o”型橡膠圈嵌3、入凹槽內，然后將插口端插入承口端,使雙橡膠圈與承口內壁和插口外壁緊密接合，形成接口處密封區域，對逐個接口獨立進行水密性試驗，確保管道接口連接緊密。5 施工工藝流程及操作要點 5。1 施工工藝流程 測量放樣?溝槽開挖？基礎處理?管道敷設及裝配?接口嚴密性試驗?固定支墩？管道回填?系統嚴密性試驗？系統沖洗消毒 5.2 操作要點 5.2.1 測量放樣 開工前應校測與本工程銜接的已建管道、構筑物等平面位置和高程。測量時先測量管道系統中心線和檢查井、閥門井位置，在管道轉彎、分支處設置施工控制樁并撒出石灰線以便開挖，在機械開挖施工時架設水準儀進行跟蹤測量.5.2。2 溝槽開挖 溝槽開挖前,應根據施工需要進4、行調查，掌握管道沿線的現場地形、地貌、建筑物、各種管線和其他設施的情況以及工程地質、水文地質資料、排水條件,并編制排水方案。施工排水系統排出的水,應輸送至抽水影響半徑范圍以外，不得影響交通和破壞道路、農田、河岸及其它構筑物。當管道未具備抗浮條件時，嚴禁停止排水。溝槽開挖過程及時控制開挖深度，防止超挖;溝槽開挖后應及時恢復溝槽中心線和控制高程，采用設置坡度板來進行高程、中心線控制,隨時檢查坡度板設置位置和高程是否準確，確保溝槽中心線、坡度及附屬構筑物位置正確。 溝槽的寬度應便于管道鋪設、安裝,以及夯實機具操作和地下水排出。溝槽的最小寬度應按下式計算確定: b?D+2S 1式中：b溝槽的最小寬度（5、mm)； D管外徑（mm); 1S管壁到溝槽壁的距離(mm)，按表5.2.2確定。管道公稱直徑DN溝槽邊坡的最陡坡度應根據溝槽土質確定，必要時溝槽壁應設置支撐或護板，并編制應急預案。土方開挖采用機械開挖，槽底預留20cm由人工清底，開挖過程嚴禁超挖,以防擾動地基. 在軟土溝槽坡頂不宜設置靜載或動載;需要設置時，應對土的承載力和邊坡的穩定性進行驗算。 當溝槽挖深較大時,應按機械性能合理確定分層開挖的深度。5。2.3 基礎處理 當土壤承載力為8，100KPa和非巖石時應采用原狀土作為基礎;當土壤承載力為5,70KPa時,應采用經夯實后的原土作為基礎，夯實密度應達到95,.溝槽底遇淤泥、卵石、巖石、6、硬質土、不規則碎石塊及浸泡土質應挖除后作相應的管基處理。管道經過不良地質時應按設計要求進行管基加固。 5。2。4 管道敷設及裝配 1 管材運輸、存放 裝卸過程中應輕拿輕放，嚴禁摔跌或撞擊。管道吊裝應保證管道在空中均衡，可采取一個支撐點或兩個支撐點起吊，嚴禁用繩子貫穿其兩端裝卸管道。裝卸采用的吊裝繩應是柔韌的、較寬的皮帶、吊帶或繩索，嚴禁采用鋼絲繩或鐵鏈吊裝管道。寒冷季節搬運管材時，嚴禁劇烈撞擊，以防裂紋。 管道應按規格分類堆放，管道直接存放在地上時，地面應平坦。嚴禁將管道存放在尖銳的硬物上，所有堆放的管道應加木楔防止滾動。 運輸和存放時管道也應加木楔防止滾動，每一層應墊放枕木，枕木間距應小于17、/2管長.管道堆放高度不得超過2m,公稱直徑大于DN1400的管道不得疊放，如圖5.2.41所示。 2 下管 在溝槽地基質量檢驗合格，并核對管節、管件位置無誤后及時下管。下管采用吊裝設備與人工配合。下管時注意承口方向保持與管道安裝方向一致,并在各接口處掏挖工作坑，工作坑大小為方便管道對接安裝為宜，如圖5。2.4-2所示。3 橡膠圈安裝 根據管徑選擇相應橡膠圈，將管道承插口及橡膠圈清理潔凈,上橡膠圈時，使橡膠圈彎成心形或花形放在承口槽內就位，并用手壓實，確保各個部位不翹不扭。橡膠圈潤滑劑應由配套廠商提供，不得使用石油制成的潤滑劑。4 管道連接 1)安裝前應徹底清潔管端、凹槽和橡膠圈,確保無油污、8、灰塵，橡膠圈應清潔、無損;在承口管壁上預先開好試壓孔，該孔位需位于安裝到位后的接口兩道橡膠圈中間，孔徑需與試壓專用螺栓匹配。 2）玻璃鋼夾砂管間連接時，承口端試壓螺栓必須安裝到位,管道的承口、插口與橡膠圈接觸的表面應平整光滑、無劃痕、無氣孔，確保橡膠圈與凹槽、管壁均勻貼合; 3）管道就位時，將插口對承口找正，試壓孔朝上，套帆布繩，調整起吊機械，將插口端推入承口. 第一節管與第二節管安裝要準確,管道承口朝來水方向。插口端與承口變徑處在軸向應有一定間隙，DN300，DN1500mm管的間隙應控制在5，15mm，接口的允許轉角應由生產廠家提供。安裝后,檢查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺插入承9、插口間隙中檢查橡膠圈位置是否正確。經檢查確認接口安裝符合要求后,用砂袋固定管道。 4）在土壤或地下水對橡膠圈有腐蝕地段,在回填土前應用瀝青膠泥、瀝青麻絲或瀝青鋸末等材料封閉橡膠圈接口。 5)非定尺長度的管道可現場實測后定制，非標角度的彎頭、三通可由管材生產企業現場制作.玻璃鋼夾砂管與鋼管、鑄鐵管及其管件、泵或其他設備連接時可采用盤承法蘭短管轉換.5。2。5 接口嚴密性試驗 接口嚴密性試驗目的是檢驗兩道橡膠圈與管壁接合是否緊密，是否符合設計試驗壓力要求.(工藝流程見圖5。2.51) 清理承插口插口端橡膠圈安裝 鋪砂下管 承口端試壓孔制作承口端安裝試壓螺桿 安管撞口管道調整、固定 不合格 拆除該節10、管道 接口注水 拆除試壓泵 穩壓檢查接口加壓、排氣 合格 接口排水 封閉試壓孔 安裝后續管道 圖5.2。51接口嚴密性試驗工藝流程 試驗用壓力表應按計量要求檢驗合格后方能使用,當采用彈簧壓力計時精度不應低于1.5級，最大量程宜為試驗壓力的1。3，1.5倍，表殼的公稱直徑不應小于150mm。在管道連接前安裝好試壓專用螺栓(螺栓做法見圖5。2。5-2，試壓螺栓為銅制，表面光滑無毛刺），管道安裝后螺栓連接手動試壓泵，向接口內灌水，將水從試壓螺桿內小孔灌入兩個橡膠圈與管壁形成的密閉空間，同時打開設在最高點的排氣閥，然后緩慢分級加壓，先將水壓逐步升高到工作壓力，檢查接口有無滲漏，如無滲漏再提高到試驗壓力11、,試驗壓力為工作壓力的1.5倍，觀察10min，壓力保持不變,且外觀檢查無滲漏為合格。試壓合格后將密閉空間內的水排干，然后封閉試壓孔泄水孔。管道接口試壓方法參見圖5。2.5-3. 當水壓試驗不合格時應查明漏水原因,重新安裝或調整管道后再試驗，直到合格為止，方可進行后續管道安裝. 5。2.6 固定支墩 管道在彎頭、變徑、三通及閥門等處應按設計要求設置混凝土固定支墩,經過池塘、河道等地段按要求設置混凝土抗浮墩，各支墩混凝土強度達到設計強度后方可進行管道系統試壓.止推墩的受力一邊應支承在原狀土層上，并保證支墩和土體緊密接觸,否則土壤應分層夯實或以C15素混凝土填實.支墩具體作法參見標準圖集柔性接口給12、水管道支墩（03SS505)。 5。2。7 溝槽回填 當管道連接后，必須盡快進行回填和系統水壓試壓，防止管道浮動和熱變形.回填時應正確選擇管區回填材料,并按設計要求進行管區回填與夯實，管槽斷面參見圖5。2.7。 回填前應清除溝槽中的雜物，并排除積水,不得在有積水情況下回填。管頂覆土深度應符合設計要求,當管道覆土較淺，管道的承載力較低，壓實工具的荷載較大，或原土回填達不到要求的壓實度時，可與設計單位協商采用石灰土、砂、砂礫等具有結構強度或可以達到要求的其它材料回填。 管區應對稱分層回填，嚴禁單側回填。每次回填厚度應根據回填材料和回填方法確定，回填步驟需符合給水排水管道工程施工及驗收規范GB50213、68規定，水壓試驗前，除接口外，管道兩側及管頂以上回填高度不應小于0.5m;水壓試驗合格后，應及時回填其余部分。 管道通過鐵路、公路時，應按鐵路、公路部門的要求施工。穿越障礙時，應根據汽車荷載大小和埋深要求，按設計要求采取管涵等形式保護。 5.2.8 系統嚴密性試驗 水壓試驗應按給水排水管道工程施工及驗收規范GB50268規定試驗方法執行，試驗前應做好水源引接及排水疏導路線的設計。 管道安裝后必須盡早進行水壓試驗，每次試驗長度不宜超過1km,對中間設有附件管段分段長度不宜大于500m,系統中不同材質管道應分別進行試壓.可利用玻璃鋼夾砂管與鋼管及其管件、或其他設備連接處的安裝柔性玻璃鋼夾砂管盤承14、法蘭短管接口進行分段試壓。試驗管段不得采用閘閥作堵板，不得有消火拴、安全閥等附件。試壓泵和壓力表設置在試驗管段最低點. 水壓試驗前管道變形應符合規定;接頭應安裝正確;系統止推裝置到位，且完全達到規定的強度；溝槽回填已符合試壓要求；閥泵已固定好. 從下游緩慢向管道灌水，在試壓管段上游管頂及管段中的最高點設排氣閥,將管道內的氣體排除。管道注滿水后，浸潤時間不得少于24h。試驗壓力采用工作壓力1.5倍, 水壓試驗應符合下列要求: 緩慢地對管道加壓，先將管段內壓力逐步升高到工作壓力,檢查管道和接口,如無滲漏再提高到試驗壓力，觀察壓力下降值不超過0.05MPa為合格。嚴密性試驗計算方法應按給水排水管道工15、程施工及驗收規范GB50268規定的放水法進行，滲水量應按(5.2。8）式計算： 式中 ： q管道滲水量 W每下降時流出的水量 T未放水時試驗壓力下降所經過的時間 1T放水時試驗壓力下降所經過的時間 2L試驗管段的長度 允許滲水量按現行給水排水管道工程施工及驗收規范GB50268規定的鋼管允許滲水量確定。 當試驗不合格時,應檢查漏水原因，重新安裝或堵漏后再試驗,直到合格為止；當試驗合格后,須及時將閥門、消火拴、安全閥等處所設的堵板撤下,恢復設備功能。5。2。9 系統沖洗消毒 管道水壓試驗后，竣工驗收前應進行沖洗消毒。可利用上游水源或安裝臨時水泵，以不小于1m/s的水流速度連續沖洗管道，應沖洗到16、出水口處的濁度、色度與入水口相當為止. 飲用水管道沖洗后,還應用液氯或漂白粉配制成不低于含20mg/L游離氯的水灌滿管道進行消毒。含氯水在管中應留置24h以上。每100m管道用水及漂白粉用量可按表5。2.9選用。浸泡完畢后，放凈消毒溶液，再放入生活飲用水沖洗，直至水質管理部門取樣化驗合格為止. 表5。2。9 每100m管道消毒用水及漂白粉用量 100管徑(mm） 300 350 400 450 500 600 700 750 800 900 0 12。15。19。28.38.44.50。63.78。3用水量（m) 7.1 9。6 6 9 6 3 5 2 2 6 5 漂白粉用量0.70。91.217、1.51。92。83.84.45.06.37。8(kg） 1 6 6 9 6 3 5 2 2 6 5 93用水量(m） 113 133 154 177 201 227 254 283 314 380 5 漂白粉用量13.15.17。20。22。25。28。31。9。5 11。3 38 （kg) 3 4 7 1 7 4 3 4 5。3 勞動力組織 表5.3 每個作業班組勞動力組織情況表 序號 工種名稱 人數 持證情況 備注 1 電工 1 應持有特殊工種操作證 2 管工 3 3 普工 2 4 挖掘機司機 1 應持有特殊工種操作證 5 吊車司機 1 應持有特殊工種操作證 合 計 15 6 材料與設備18、 材料進場和安裝前必須經過抽樣檢查，嚴格進行外觀和尺寸檢查，不合格材料嚴禁用于工程上。玻璃鋼夾砂管道和管件的管材性能、管道等級和特點等應符合現行行業標準玻璃纖維增強塑料夾砂管CJ/T3079有關產品質量的要求，并應具有產品出廠合格證。橡膠圈由管材供應廠家配套提供，其原材料的各項物理、力學指標必須符合國家有關標準規定，橡膠圈直徑、環徑系數滿足設計要求；用于飲用水工程的管道及橡膠圈水衛生性能應符合國家生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準GB/T17219規定。 主要采用的機具設備見表6: 表6 主要機具設備表 序號 設備名稱 型號規格 數量 用 途 3土方開挖 1 挖掘機 1m/斗 1臺19、 管道吊裝 2 汽車吊車 10t 1輛 運土運砂 3 自卸汽車 8t 3輛 插入式振動填砂振實 4 2.2kw 2臺 棒 回填夯實 5 蛙式打夯機 HW60 2臺 7 手動試壓泵 SSY-2.5 1臺 接口試壓 4DSY170/6系統試壓 8 電動試壓泵 1臺 .3 抽水 9 潛水泵 揚程20m 2臺 保證沖洗水流速度1m/s 10 水泵 視管徑確定 臺 7 質量控制 7.1 工程質量控制標準 7。1。1 管道施工質量按給水排水管道工程施工及驗收規范GB50268和埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗收規程CECS129:2001執行。管道基礎及安裝允許偏差按表7。1。1-20、1執行： 表7.1。11 管道基礎及安裝允許偏差表 序項 目 允許偏差(mm） 號 中線每側寬度 不小于設計規定 1 墊 層 0 高 程 -15 厚 度 不小于設計規定 2 管道基礎 支承角側邊高程 不小于設計規定 軸線位置 30 3 管道安裝 D？1000 ?20 管道內底高程 D1000 ？30 注:D為管道內徑（mm）. 安裝后管道初始和長期徑向撓曲值不得超過表7。1.12的規定：表7.1.12 管道允許徑向撓曲值 原土級別 1 2 3 4 5 公稱管徑 平均初始值% 3.0 3。0 2.5 2。0 2。0 DN300mm 平均長期值% 5.0 5.0 5.0 5。0 5。0 7。2 質21、量保證措施 7.2。1 根據設計要求的公稱壓力規格和剛度選擇管材。管壁不得有裂縫、斷皮等現象，接口工作面平整、光潔，管口橢圓度誤差必須滿足接口間隙即橡膠圈壓縮率的要求.管道運輸過程中應作好管壁和接頭的保護工作，承插口凹槽應包塑料布，防止凹槽損壞。管材進入現場后，應逐根檢查，并填寫管材抽樣檢查記錄.7.2.2 為防止露天管道受陽光的紫外線老化，可在外保護層樹脂中加入抗老化劑，或在管道安裝好后,刷抗老化劑樹脂. 7。2。3 橡膠圈要存放在-5,30？的室內，濕度不應大于80，存放位置不宜長期受紫外線光源照射，距熱源的距離不小于1m,現場隨用隨取，放置應避免長期擠壓、拉伸、以免變形，要防止與易揮發物22、溶液和油脂接觸。 8 安全措施 8。1 施工前，必須對鄰近建筑物、構筑物給水、排水、煤氣、電力、電信、地下管線進行調查,摸清位置,作相應的標志并采取可靠的安全保護措施。8.2 溝槽應按設計要求開挖,注意觀察是否有塌方跡象,必要時溝槽壁應設防護措施，并編制事故應急預案。 8。3 管道吊裝時應檢查吊裝機具是否安全，吊裝管件下方不得有人停留。起重機停機位置需防止土基浸水軟化，采取墊方木或其它措施防止機體、支腿下陷或傾斜，雨天不能進行吊裝作業。 8。4 安裝過程中應防止電焊或切割火星引發火災。 8.5 水壓試驗過程中，端部需頂撐，管道兩端嚴禁站人；水壓試驗過程中嚴禁對管身、接口進行敲打或修補缺陷，遇到23、有缺陷時，應作出標記，卸壓后才能進行修補。8.6 對影響交通及周圍居民出行路段設專人疏導，設立顯著的施工告示牌,加設圍欄以及紅色警示燈。 9 環保措施 9.1 保護既有的綠色植被，盡量減少施工對植被的破壞，因修建臨時工程破壞道路、植被等時，應在拆除臨時工程后及時恢復。 9.2 管道開挖期間要隨時做好防排水工作，防止水土流失或造成污染。9.3 施工中的棄土處理,應嚴格按照設計要求進行，做好防護工作，防止污染河流和農田。 9.4 加強對施工機械的維修保養，遇到漏油、漏水的機械必須修好后方可繼續參與施工，廢油回收后集中存放，統一處理。 9.5 沖洗和消毒水排放應連接至允許排放的排水溝道，防止消毒水污24、染環境。10 效益分析 10.1 本工法可操作性強，安裝簡便、技術難度不大,管道過程安裝質量容易控制，提高了施工效率；管道一次安裝合格率高，減少了管道接口安裝的返工現象,從而節省了機械設備和人工費用的支出，與傳統施工方法相比該方法有較好的經濟效益。10.2 采用本工法施工，溝槽明露時間縮短，降低了塵土排放,減少對交通和環境影響，有利于文明施工;能夠有效避免管道系統試壓時接口滲水、漏水的問題，減少管道返工造成不良影響；隨著玻璃鋼管道廣泛應用，該工法將得到更好的實施，獲得較好的社會效益. 11 應用實例 本工法在連江縣塘坂引水管道工程潘渡羅侖段、連江縣可門港供水工程金星鋼鐵廠保福寺段和連江可門港供25、水工程羅侖至文山段中成功應用.下面以連江可門港供水工程-羅侖至文山段為例作簡單介紹. 11。1 工程概況 連江可門港供水工程-羅侖至文山引水工程?標段，全長4300m,其中1821m采用DN1200剛度SN5000纏繞玻璃鋼夾砂管，標準單節管道長度12m。夾砂管間接口采用承插式雙“o”型橡膠圈接口，與鋼管或其他設備連接時采用盤承法蘭短管轉換連接。玻璃鋼夾砂管采用埋地敷設，管道工作壓力PN=0.8MPa，試驗壓力1.2MPa.11。2 施工情況 工程玻璃鋼夾砂管平均管頂覆土深度1.2m，施工時玻璃鋼夾砂管和鋼管穿插進行，玻璃鋼夾砂管在與鋼管法蘭連接處分段施工，玻璃鋼夾砂管間雙橡膠圈接口均利用手動26、試壓泵逐一進行試壓，接口試驗壓力為1。2MPa,在接口試壓合格后方可安裝后續管道，最后進行各段玻璃鋼夾砂管分段系統試壓,未發現接口破損和漏水現象。前期接口的逐一試壓，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。 工程于2006年12月1日開工,于2007年5月21日竣工. 11。3 工程監測與結果評介 該工程采用本工法施工，共對的151個橡膠圈接口逐一進行檢查，管道分段系統嚴密性試驗未發現接口破損及漏水現象，通過設計要求的1。2MPa的試驗壓力要求，水壓試驗結果合格。管道系統清洗和消毒后，水質經連江縣病控制中心檢測,符合供水衛生要求。施工過程無安全生產事故發生。工程經竣工驗收,工程質量達到合同約定的“合格”標準。經近半年運行，使用正常，業主反映良好。隨著玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管在國內的進一步推廣使用，該工法必將具有廣泛的應用前景