玻璃钢夹砂管在水利工程中的质量控制分析

乔吉仁，赵建居，王 宇

（山东省水利工程建设监理有限公司，山东 济南 250013）

山东省黄水东调应急工程是为解决胶东地区水资源短缺，优化全省水资源配置实施的大型跨流域应急调水工程。该工程自东营广南水库加压泵站接管，向南铺设经东营市东营区、滨海区，穿小清河后进入潍坊寿光市，与引黄济青工程并行后向东至滨海区潍北第二平原水库。该工程采用双管铺设，设计管材主要为DN2600 与DN2400螺旋钢管和玻璃钢夹砂管（以下简称“玻璃钢管”），设计流量15 m3/s，线路全长63.84 km，其中采用玻璃钢管道长度55.41 km。

1 玻璃钢管的特性

玻璃钢管具有较强的耐腐蚀、抗老化性能；内表面光滑，粗糙率和摩阻力很小，具有优异的流体力学特性；且重量轻、运输方便，造价经济、维护成本低。山东省黄水东调应急工程沿线地下水对混凝土有硫酸盐型中等～强腐蚀性，针对此运行环境，综合权衡玻璃钢管的性能、造价、运行可靠度等情况，最后确定采用玻璃钢管为主管材，螺旋钢管主要应用于过路过河以及地基变形要求高的地段。

2 安装前质量控制

2.1 管材（管件）现场验收

1）管材堆放查验。玻璃钢管管材刚度、强度较低，在装卸过程中要避免损伤，吊装时应使用软绳或软质带，严禁使用钢丝绳或其它硬质物。管材现场存放，要求地面平整，不能有石块和容易引起管材损坏的尖利物体。为了保证管材存放的稳定性，要有防止管道滚动的措施，管材管径较大时不可堆放，且堆放高度不宜超过2 m。

2）管材质量查验。玻璃钢管材（管件）运至现场后，建设、监理、施工三方要联合对进场的管材进行现场验收。管材及“O”型橡胶密封圈等主要查验合格证、各类试验报告等质量证明文件，检查管材内外表面及接口处等外观质量是否符合要求；用红外线测距仪、钢尺、游标卡尺等设备检测管材的长度、直径、椭圆度、壁厚等尺寸公差，用巴士硬度仪检测管材的巴士硬度等，确保进场的管材符合现行国家质量标准。

2.2 沟槽开挖

沟槽开挖前，施工单位要按照设计文件进行基准点校核、测量放样，土方开挖前要进行原始地貌联合测量，并将测量成果报监理审核。

沟槽开挖现场要配备和安装有效的降水系统排除沟槽和坑道的积水，以维持开挖范围内长期处于干燥状态，直至施工完毕。沟槽排水可用井点降水与沟槽底部明排相结合，对砂层渗水量较大的地段可采用井点降水降低地下水位至基础开挖面0.5 m 以下。对黏土和粉质黏土地段可采用明排方式，施工中在沟槽底部两侧设300 mm×400 mm 排水沟，每间隔30 m，在沟槽外侧设置集水坑，再用泥浆泵把集水坑内的明水排出沟外。

沟槽断面开挖要做到边坡平顺，槽底平整，为确保沟槽底土层不被扰动，开挖时槽底需预留20 mm 厚的土层暂时不挖，待铺管前用人工清理至设计标高。沟槽槽底挖完后，进入下一工序施工前，要采取措施确保槽底不受水浸泡或受冻。沟槽开挖段遇不良土质时，要采取必要的支护和防止边坡坍塌的安全措施。沟槽开挖至设计高程后监理应组织业主、勘察、设计、施工单位共同验槽。

2.3 基础处理

管道基础基面要平整密实，且无松土、碎渣、软泥、杂物等，施工质量必须符合设计要求。当槽底基础为非原状土或遇软弱地基时，必须全部挖除并按设计要求进行地基处理。当基础采用原状地基时，要做好基底原状土层的保护，避免超挖、扰动、受水浸泡或受冻，承载力要符合设计要求。当基础采用砂石基础时，砂石材料的质量及砂石基础的厚度、压实度等必须符合设计要求，自检、抽检质量必须合格。凡是沟槽超挖及扰动地段要按照设计要求进行基础处理，处理完毕，经监理工程师签字认可方可进行下一道工序。

3 安装过程质量控制

3.1 安装要求

管道安装前地基基础应经监理检验合格，安装宜自下游开始，承口应朝向上游。接口前需彻底清洁管材表面、凹槽、胶圈，并将胶圈涂刷润滑剂后，由下部且无任何扭曲地放入凹槽内，用手沿圆周检查确认胶圈密封就位。安装前需要在管材上量测出打压嘴、胶圈的位置、划线确定承插位置，打压嘴位置要位于两根胶圈中间并朝向上方。接口安装时，应将插口一次性插入承口内，达到安装标记为止。承插式接口部位连接要紧密，且无变形、破损、开裂等现象，接口插入深度必须符合要求，相邻管口的环向间隙要均匀，纵向间隙不应小于10 mm。

3.2 单口水压试验

双道橡胶圈的管道安装完成后，为检测双“O”型密封圈的密封效果，要进行单口水压试验。管道单口水压试验压力应为管道设计压力的1.5倍，且不应小于0.2 MPa。水压实验采用手提式打压泵将压力值升至试验值，恒压2 min，查看压力表有无压力下降，无压力下降为安装合格。当水压试验不合格时，应查明原因，必须重新安装或调整管道后再重新进行打压试验。为了确保安装质量，避免返工，黄水东调应急工程管道单口打压试验采用三阶段进行打压，管道安装完成后打压一次，回填土至管道中间位置时打压一次，回填土至管顶时再打压一次。

4 安装后质量控制

4.1 沟槽回填

玻璃钢管道安装完成后，沟槽回填按照各期管道安装完成的先后顺序分两期进行。

1）一期回填。管道有效支撑角范围回填采用人工夯实，每层厚度控制在0.1 m 在填筑砂料过程中用木棒等工具插捣密实，要与管道基础紧密接触、无空隙。管道两侧及管间应对称回填，每30 cm 为一层，回填用100～200 kg 的自行式双辊振动碾平行槽底轴线方向逐层压实，夯压至少3遍。管顶以上0.5 m 范围内的土方回填，应采用轻型碾压机具配合人工夯实，避免因回填而导致管材绕曲变形加大。管道变形率要符合设计要求，设计无要求时，玻璃钢管道变形率应不超过3%，当超过时，回填要返工处理。

2）二期回填。水压试验完成后依次组织回填，采用挖掘机回填，推土机分层摊铺，自行式双辊振动碾平行槽底轴线方向进退错距法逐层碾压，层厚一般应小于300 mm。土方回填施工要严格按照监理审批的碾压试验报告确定的参数规范施工，每层回填施工自检合格后报监理复核，压实度不能小于设计值。

4.2 水压试验

1）一般规定。在玻璃钢管道上部土方回填前，要进行系统严密性水压试验，由业主、设计、监理、施工、供货商等单位组成水压试验验收工作组，现场进行管道的水压试验。水压试验的管段试验长度按照设计要求，设计无要求时管道试验长度不宜大于1.0 km，长度大于1.0 km 时，应组织专家论证。水压试验前，施工单位应编制水压试验方案并报监理审批。玻璃钢管道水压试验应按照1.5 倍工作压力且不小于0.8 MPa 压力值进行打压试验，水压逐级加至试验压力后停止注水补压，稳定15 min，当15 min 后压力下降不超过0.02 MPa 压力值时，将试验压力下降至工作压力，继续保持稳压30 min 进行外观检查，若无漏水现象则水压试验合格。

2）水压试验条件。管道试验段已按设计要求施工完毕；各类阀件均安装完毕并通过验收；接口全部完成打压并合格；各类阀井、镇墩、支墩等管线附属构筑物混凝土强度已达设计强度的100%；除管材接头外露外，管身及管顶以上0.5 m范围内应全部覆土；管道内杂物及管线上所有临时设施均已清除，试验所需的临时加固措施已检查确认安全、可靠。

3）水压试验设备。水压试验现场采用的压力计和温度计必须符合有关部门的规定，使用前应经校正并提供符合规定的检定证书。所用的压力计精度不应低于1.6 级，最大量程应为试验压力的1.3～1.5 倍。水泵、压力计应安装在管道两端部与管道轴线垂直的支管上。根据实际情况应适当增设临时DN50 排气阀，排气阀应设置在试验管段上游的管顶及管段中的高点位置。

4）水压试验要求。试验过程中为避免产生水锤，充水应从管道的下游段开始，要缓慢充水。充水时将管道内的气体通过排气阀及时排出，待水充满后，关闭排气阀和进水阀。采用手摇试压泵或电力试压泵进行管道升压，首先应将压力逐渐升至0.2～0.4 MPa（但不应超过工作压力）进行浸泡，保持水压浸泡时间不少于24 h。浸泡完成后分级对管道进行升压，每次升压以0.2 MPa 为一级，每一级升压后应检查法兰、支墩、管身及接口等各级设施运行情况，当确定无异常后，继续升压。为减少冲击力，升至强度试验压力的时间不宜低于1 h。

升压过程中，如发现管道局部有渗漏，则应减缓升压速度或停止升压，进行检查并标记，在确认强度可靠时继续加压，以便检验暴露所有问题。当压力值达到试验压力值时，检查原渗漏点有无扩大，是否有新的渗漏点，将所有的渗漏点进行标记、记录，分析原因。地形高差变化较大的试验段，应充分考虑水的静压影响，试验时以管道最高处的压力值为准，但最低处的压力值不得超过管材、管件及阀门的承受能力。

现场必须严格按照批准的水压试验方案进行打压试验，水压试验完成后，及时填写压力管道水压试验记录表，各单位签字确认。