复杂线形大直径承插式玻璃钢夹砂管施工技术研究

曹禄彬，李传玮

（1.金湖县金维工程建设有限公司，江苏 淮安 211600；2.金湖水利建设工程有限公司，江苏 淮安 211600）

0 引言

玻璃钢夹砂管是一种柔性复合管，因其具备重量轻、刚性好、液体传输阻力小、耐化学和电气腐蚀等优势，广泛用于直接地下敷设、压力或重力输水系统建设[1-5]。

随着玻璃钢夹砂管的应用，玻璃钢夹砂管道的连接、安装施工已成为此类管道推广的首要问题。这是因为玻璃钢夹砂管是一种柔性管道系统，在设计和制造方面对施工和安装提出了相应的规范要求，正确的施工是玻璃钢砂管安全运行的根本保证。尤其是在小半径（急转弯）道路弯曲和穿越管道等较复杂的线形情况下，当玻璃钢砂管受到周向变形，或管壁遭受扭转力影响时，就更易分层。玻璃钢夹砂管的含砂量越大，分层倾向就越明显[6-8]。而玻璃钢夹砂管道如果脱层，则表明管材的内部结构已受损，不适宜再用作承压玻璃钢砂管，从而严重影响了管道的品质。

1 适用范围及工艺原理

本技术适用于各种管径的玻璃钢夹砂给排水管道安装，尤其适用于复杂线形工况下大直径玻璃钢夹砂管的连接安装。

图1为定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩。本技术通过定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩结构在管道转弯处作固定支撑，支墩为预制混凝土结构，固定支架由十字交叉整体式支杆组成，可通过螺母调整管卡，保证管道紧固不松动时即可回填。通过这种牵拉式结构对管道转弯处进行限位，即可省去挡土墙和护坡，又可在不必挖出支墩的情况下对管道的松紧度进行调节，通过定型化拉杆固定支架为十字交叉整体式结构，增加作用力的稳定性。

图1 定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩

图2为玻璃钢夹砂管接口。通过玻璃钢夹砂管承插端与插入端接触壁上的两个凹槽，并在凹槽内嵌入O形橡胶圈，在接口处形成密封的区域，每个接口进行单独的水密性测试，以保证管道接口紧密连接。

图2 玻璃钢夹砂管接口

2 施工工艺及操作要点

施工工艺流程如图3所示。

图3 施工工艺流程

2.1 测量放线

通过侧装与中心桩来定位基槽的位置及宽度，石灰放线出开挖界限。

2.2 管沟开挖

开挖沟槽时应随时控制开挖深度，开挖后，应恢复沟槽中心线和控制高程。通过斜坡板控制高程和中心线，并随时检查斜坡板的位置和标高，以确保沟槽的中心线、坡度和辅助结构正确。管沟开挖如图4所示。

图4 管沟开挖

2.3 基础处理

管道采用砂垫层基础，基础采用15cm砂砾回填，密实度大于90%。基础应按规定的沟槽宽度铺设、整平和压实，并用蛙式夯压实。

2.4 管道支墩

在管道拐弯、变径、三通等处应设置定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩，支墩为预制混凝土结构，以管道拐弯处为例，预制装配式支墩安装在弯道内侧的管沟内，在适当时候可内外侧均安装，固定支架与支墩预制连接，下管后，通过螺母和卡箍对管道的松紧度进行调节，在满足支墩的止推效果和后续施工工序后，再进行回填。

2.5 下管

在管道敷设位置附近设置三角形吊杆，然后在管道敷设处的沟槽上放置两块方木，将管道推到方木上，并楔住两侧以防止管道滚动，再将吊链移动到管道顶部并将其牢牢支撑，最后用链条吊起管道，移除方木，将管道缓慢降至沟槽底部。转弯处管道敷设完毕后，应及时与管道支墩连接。下管施工如图5所示。

图5 下管施工

2.6 管道连接

管道承口应朝向进水方向。安装完成后，检查插口推入承口的位置、橡胶圈的位置是否正确，确认接口合格后，用沙袋固定管道。

2.7 试压

通过试压检验橡胶圈与管壁接合的紧密性，是否符合设计试验压力要求。试压施工工艺流程和试压剖面分别如图6、图7所示。

图6 试压施工工艺流程

图7 试压

2.8 沟槽回填

管道应分层对称回填，水压试验前，除接口外，管道两侧及管顶以上的回填高度不得小于0.5m；水压试验合格后，其余部分应及时回填。沟槽回填如图8所示。

图8 沟槽回填

3 材料与设备

3.1 材料

玻璃钢夹砂管道及配件，包括橡胶圈和闭水试验螺栓。依据管道直径，由厂家预制支墩、支架及螺栓、卡箍等配件。

3.2 机具设备

主要机械设备数量及用途如表1所示。

表1 主要机械设备

4 技术特点

（1）通过定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩形成的牵拉式结构，实现小半径、变径、三通等处管道的稳定限位，即可省去挡土墙和护坡，又可在不必挖出支墩的情况下对弯道的松紧度进行调节。

（2）定型化拉杆固定支架为十字交叉整体式结构，增加作用力的稳定性。减少应力损伤，防止管线接头破坏。

（3）通过预制的闭水凹槽和外置的闭水试验装置，对逐个接口独立进行水密性试验，确保管道接口连接紧密，实现管道施工过程中间的强化控制，极大提高管道连接安装的一次性合格率，减少管道安装返工现象。

（4）可有效减少后期质量缺陷维修率，节约养护维修费用。

5 效益分析

5.1 技术效益

该技术具有操作性强、安装简单、技术难度低、连接可靠、维护成本低等优点，管道安装过程质量易于控制，提高了施工效率。管道一次性安装合格率高，减少了管道接口安装的返工和后期维护。具有良好的技术效益，可在水利和城市管道安装中推广应用。

5.2 经济效益

该技术通过承插式拉杆固定支架和预制支墩实现管道在转弯处的稳定定位，有效地提高了玻璃钢砂管的施工效率，降低了二次返工率，节省了机械设备和人工成本的支出，节省了工期。通过早期对接口逐一进行水压力测试，有效保证了管道安装质量，接口返工率低。与传统施工工艺相比节省了约8%的成本，取得了显著的经济效益。

6 应用实例

通过将“复杂线形大直径承插式玻璃钢夹砂管施工技术”应用于道路曲线段和大直径转角管道的大直径管道安装，现将实践借鉴经验总结如下：①前期接口逐一试压，有效保证了管道安装质量，该项工法工艺简单，安装简便，接口返工率低；②通过承插定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩，实现转弯处管道的稳定定位；③通过管道吊装定型化保护吊具实现管子的平稳、精准吊装，应用本技术有效提高了玻璃钢夹砂管施工效率，减少了二次返工率，节约工期6d（总工期50d），节省成本49.6万元，即相比传统施工工艺，相关项目节约成本约7%，取得了显著的经济效益。

7 结语

本文通过对玻璃钢夹砂管在小半径、变径、三通等复杂线形处的稳定限位，阐述了复杂线形大直径承插式玻璃钢夹砂管施工技术技术，提出了以下关键技术。

（1）通过定型化拉杆固定支架和预制装配式支墩形成的牵拉式结构，实现小半径、变径、三通等处管道的稳定限位，即可省去挡土墙和护坡，又可在不必挖出支墩的情况下对弯道的松紧度进行调节。

（2）定型化拉杆固定支架为十字交叉整体式结构，增加作用力的稳定性。减少应力损伤，防止管线接头破坏。

（3）通过预制的闭水凹槽和外置的闭水试验装置，对逐个接口独立进行水密性试验，确保管道接口连接紧密。