郭 毅
贵州省水利投资集团有限责任公司，贵州 贵阳 550081）
摘要：玻璃钢夹砂管以其优异的耐腐蚀性能、自重轻、内壁光滑水流摩阻小、对输送介质无二次污染、运输安装方便、、投资低等优点，在夹岩工程山地供水工程中得到广泛应用，本文介绍了玻璃钢夹砂管在山地地形条件下应用的性能特点和技术优势，重点介绍了安装质量控制要点和注意事项，就沟槽开挖、基槽处理、管道安装、管道单口试压、管沟回填、管线试压等各工序施工的质量控制进行了探讨，以供同类工程的施工借鉴和参考。
关键词：玻璃钢夹砂管 山地 长距离 质量
1、工程概况
夹岩水利枢纽及黔西北供水工程是以城乡供水和农田灌溉为主、兼顾发电，并为区域扶贫开发及改善生态环境创造条件的综合性大型水利枢纽工程，水库多年平均供水量6.88m3，设计灌溉总面积90万亩，灌区渠首设计流量为34m3/s，受水区域涉及毕节、遵义2市十县（区），灌区骨干输水工程总长648km（干渠267km、支渠381km），其中玻璃钢夹砂管输水管道安装线路长约190km。
2、玻璃钢夹砂管的性能特点
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、工期短和综合投资低等优点，在夹岩工程长距离山地供水工程中得到广泛应用。（1）管材内衬采用耐腐蚀性能优良的树脂（饮用水管道采用食品级树脂）作为原材料，具有优良的耐腐蚀性能；（2）无毒害、无二次污染，在使用过程中不结垢、不生锈、不滋生藻类和其它的微生物，不会对水质或其它介质产生二次污染；（3）管材比重小、重量轻，装卸方便，易于运输安装，比重仅为钢、铸铁管的1/4—1/5，同规格、同长度球墨铸铁管的1/4，混凝土管的1/10；（4）管道具有光滑的内表面，磨阻系数小，水力流体特性好，在相同直径的管道流量中，玻璃钢夹砂管道流量最大，大大减少压头损失。
3、准备阶段工作
参建各方共同根据施工图纸对管材的规格尺寸、刚度、压力等级等参数要求，对进场管材进行检验合格后签订管材联合验收单，每批管出厂时应附有出厂证明书和技术文件；管材的存放地点应选择较为平坦的位置；对于不同规格的管道备好不同的组装机具；配置好所有的管路附件，如弯头、排气阀三通、排水阀三通及与之相配的阀门等；对管材质量进行验收，需要对其初始力学性能（环刚度和挠曲性）等进行检测，检验检测合格后，方能投入使用。
3.1、沟槽开挖
在沟槽开挖前，需对地下管线以及光缆等基础设施进行探测，对管线中心线位置和地面高程等相关数据进行测量，全面提升管道中心线的准确位置。
山地边坡管沟的开挖应根据不同地貌，选择不同的开挖方式。一般来说应采取沿等高线自上而下、分层、分段、依次开挖，在边坡上采取多台阶同时开挖时，为避免先挖坡脚造成坡体失稳，上台阶比下台阶开挖进深不少于30m，深度在5 m以上的管沟边坡应采取边坡放缓、增加支撑或者阶梯开挖施工；管沟开挖长度应结合管道安装进度进行；沟槽开挖过程中，当地下水位较高影响施工和管道安装时，要采取有效的降排水措施，待地下水位降至管底高程0.2m 以下后再进行开挖，以满足设计施工要求。
当沟槽深度挖到设计标高后，要对基础承载力进行触探试验，若基础承载力不满足要求，需根据不同基础类型及管线埋深，采取换填、回填混凝土等不同的处理措施。
3.2、管床处理
为防止应力集中损伤管道，玻璃钢夹砂管一般采用砂石垫层基础，特殊情况采用混凝土带形基础。垫层的作用是找平槽底、加大管底的受力面，分散应力，垫层厚度100～200 mm(若为基岩，50～100 mm厚即可)，采用粗砂或砂碎石(最大粒径控制在20 mm以内)，砂层无需做夯实处理；管床处理要连续平整，不应有大颗粒岩石、大冻土块等。
4、玻璃钢夹砂管安装
4.1、管道布管
布管工作所遵守的原则就是将每根管沿管沟摆放，摆放时应非常注意将每根管的承口方向朝向设计水流方向的相反方向，玻璃钢夹砂管的吊装必须使用纤维绳双点起吊，禁止管道架空放置或放在有尖锐石头的地面上。
4.2、管道连接
两根管道连接时一般应逆水流方向（从下游开始），连接前在基础上对应承插口的位置要挖一个凹槽，承插安装后，用砂石填实。连接时再检查一遍承口和插口，在承口上安装上打压嘴，在承口内表面上均匀的涂上润滑剂，然后把两个“O”型胶圈分别套装在插口上的两个凹槽中，并均匀的涂上润滑剂。
玻璃钢管在承插安装后，如果胶圈之间打压出现泄漏时，可先通过承插借转调整，若仍不能解决则采取现场手糊对接操作规程进行包敷。
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管道连接及安装示意图
对于山地等陡坡地形应由坡底向坡顶方向安装。首先定位垂直弯头，并锚固，对于施工困难的陡坡，为便于安装可将承口的安装方向随上、下坡及水流方向逆转。
4.3、管道承插借转
管线对于垂直方向或水平方向的缓慢转弯，可以借助于承口与插口之间允许借转的角度来实现，这种缓慢的转角设置，有助于其水利特性的发挥，有利于减少水流损失和管弯头的数量。一般来讲，承口与插口的借转角，均以每道承口与插口之间的打无泄漏为原则。
4.4、管道承插口间打压
安装完毕的每一道承插口之间，均需设置试压孔，其双“O”型密封圈设置的优良特性，使得每一节管道在安装后均可以检验承插安装的质量，以确保整条管路安装后的气密性。
每道承插口，可以用手动打压泵打水压至1.5倍的管路工作压力，以3分钟的时间保压，以确保不泄漏。
5、沟槽回填
根据玻璃钢的特性，应边开挖、边安装、边单口试压，试压合格后应及时进行沟槽回填。沟槽回填是玻璃钢夹砂管材最为关键的环节，回填不良的施工，可能使管道挠曲变形，荷载承受能力大打折扣，无法充分发挥管道的力学性能。因此，回填质量是玻璃钢夹砂管工程质量及安全的根本保证。
管道的回填应左右对称，不对称的回填易导致管道偏移。夹岩工程实践中，一般将玻璃钢夹砂管管槽的回填分为三角区、主回填区、次回填区和一般回填区四个区域(如下图)，回填要求分别为：
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管槽回填分区示意图
（1）三角区；管道下侧从管中心120O线以下至垫层基础范围，该区域对分散应力和管道挠曲变形起到关键性作用，采用粗砂等材料人工回填、木棒等钝器捣实，密实度要求为93％～95％。
（2）主回填区(胸腔)；从三角区至0.7D范围，采用素土或级配良好的砂碎石、人工配合机械回填，每层回填高度应不大于200mm，电动夯机夯实，回填密实度要求为90％～93％SPD。
（3）次回填区；0.7D至管顶以上500mm范围，采用人工和机械回填，电动夯机夯实，每层回填高度应不大于200mm，回填密实度一般要求大于90％。
（4）一般回填区；次回填区以上至设计高程，可用机械从管道轴线两侧同时夯实，回填密实度同路基或场地要求。
施工中要有计划地进行相对密度及压实度的检测，保证回填质量满足要求，避免由于回填不实，导致管道空鼓、变形、承插口裂纹等严重后果。回填后的管道，24小时后实际量测的挠曲值与设计要求或标准给出的值不符时，应做返工处理，一般来说往复式缠绕的定长玻璃钢夹砂压力管道，在覆土埋深≤3米时，在回填24小时后，最大24小时测挠曲值在2.5－3％，特殊的需依据设计给定。
6、现场压力试验
管道工作压力大于或等于0.1Mpa时，当管道全部回填后应进行现场压力试验。管道现场压力试验采用水压试验法，采用的弹簧压力计精度不应低于1.5级，最大量程为试验压力的1.3－1.5倍，表壳的公称直径不应小于150mm，使用前应校正。
管道水压试验前应确保管件的支墩、锚固设施已达到设计强度，未设支墩及锚固设施的管件应采取加固措施；试验管段所有敞口应堵严，不得有渗水现象；试验管段不得采用闸阀做堵块。
管道灌水应从下游缓慢灌入，灌入时，在试验管段的上游管顶及管段中的凸起点应设排气阀，将管道内的气体排除。水泵、压力表应安装在试验段两端端部并与管道轴向相垂直的支管上；试验管段灌满水后，应在不大于工作压力条件下充分浸泡再进行试压，浸泡时间不小于24小时；管道升压时，管道的气体应排除，升压过程中，当发现弹簧压力计表针摆动不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压；管道水压试验的试验压力应为工作压力的1.5倍，水压升至试验压力后，保持1.5倍工作压力恒压10分钟，检查接口、管身无破损及漏水现象时，管道强度试验方为合格。
7、结语
夹岩工程针对山地地势陡峭、管道运输困难、施工空间狭窄的长距离输水线路，选择采用玻璃钢夹砂管输水管道，施工过程中从管材生产、运输、保管、沟槽开挖、管床处理、管道安装、沟槽回填以及压力试验等环节加强过程控制，确保了工程质量和安全。
总之，玻璃钢夹砂管实际安装过程中需对安装地区实际情况进行分析，拟定各项质量保证措施，施工过程中需对管道回填进行控制，强化不同施工季节管理，明确不同施工工艺的重点环节，优化现场压力试验的可能性，进一步扩大玻璃钢夹砂管应用推广范围。
参考文献
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[3] 武乐志，沈培锋，房殿荣，周国栋，乔小琴.浅谈玻璃钢夹砂管在长距离输水管道中的应用?《珠江水运》2017
作者简介：郭毅，男，高级工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。