張士進
(山西省汾河灌溉管理局,山西 太原 030012)
玻璃鋼管道的主要用途是輸送各種液體介質(zhì),但由于玻璃鋼管材料性能的限制和管道使用環(huán)境類別的不同,將會影響玻璃鋼管道的安裝與維修。
玻璃鋼夾砂管道安裝方案是由管材剛度、埋深深度和管溝原土性質(zhì)決定的。為了使管道得到足夠支撐,根據(jù)原土條件對管區(qū)的回填材料加以適當(dāng)選擇。不論遇到哪類原土和選擇哪種安裝方法,管道初始和長期撓曲值都不應(yīng)超過其規(guī)定值,否則很難達到預(yù)期的使用效果。
一般來說,管溝應(yīng)有足夠的寬度,以利于管道鋪設(shè)、接頭連接和回填材料的夯實。管溝的最小寬度在設(shè)計沒有具體要求的情況下,應(yīng)保證管道外壁兩側(cè)的填筑有足夠的施工空間,以利于方便施工,確保管道正常埋設(shè)及管道拱腰的填筑。
絕大多數(shù)粗粒土壤(礫石、碎石和砂子)都是良好的回填材料,且礫石比砂石更易夯實,可使管道埋深深度加大。如果使用原土對管區(qū)進行回填,回填材料必須滿足以下條件:沒有大于礫石兩倍大小的堅硬土塊,沒有凍土,沒有有機材料,沒有廢舊輪胎、玻璃片或金屬之類的垃圾廢渣,規(guī)定的夯實處原土一定要為粒狀土。
在選擇回填材料時,必須考慮其與原土的兼容性,確保回填材料不被沖走或與原土相混合,同時,必須防止原土進入回填材料中。若發(fā)生這種情況,管道就會失去部分支撐,變形就會加大,從而影響管道的正常運行。若有些部位必須使用不可兼容的回填材料時,可使用人工織物將其與其他材料隔開,所用土工篩布一定要包圍管床和管區(qū)回填材料,防止水進入管區(qū)使回填材料被沖走或滑移,以保證管線的預(yù)期使用壽命。
管道的最大埋設(shè)深度是指管頂以上的覆土高度。玻璃鋼管屬柔性管道,在埋設(shè)安裝條件下,其承受外載的能力與其周圍土壤提供的支撐能力密切相關(guān)。埋設(shè)深度與管區(qū)回填材料的類型、夯實程度、土壤密度、原土類型、管溝的修筑結(jié)構(gòu)和管材剛度有關(guān)。
根據(jù)玻璃鋼夾砂管道的管材剛度、原土類型進行如下設(shè)定:原土類型為中等細粒黏土,玻璃鋼管道直徑不小于300mm,剛度等級5000N/m2,根據(jù)規(guī)范規(guī)定,在無交通荷載的情況下,最大埋設(shè)深度為8m;在有交通荷載情況下,最大埋設(shè)深度5m。
在汽車或火車等載重車輛通過的地方,所有管道區(qū)域的回填土都必須經(jīng)過分層夯實。如果采用特殊安裝,如外加鋼筋混凝土包層、鋼筋混凝土蓋板、外殼等,最小覆蓋深度可適當(dāng)減小??紤]到地面交通荷載,標(biāo)準管溝的最小埋設(shè)深度不得低于1m。
管溝回填應(yīng)在管道連接安裝完成后馬上進行,這樣既可防止管道浮力和熱變形,也可避免管溝側(cè)面原土的滑移。管道受浮力作用會引起管道變形、扭轉(zhuǎn)及接頭與影響管道的正常連接;玻璃鋼管的熱膨脹系數(shù)較大,安裝溫度與長期裸露、暴曬引起的溫度變化必然導(dǎo)致明顯的熱脹或收縮,進而影響接頭處的密封效果,甚至造成不必要的經(jīng)濟損失。
管區(qū)回填材料的正確選擇、回填程序與夯實對控制管道的徑向撓曲值至關(guān)重要,對管線的正常運行非常關(guān)鍵。有害雜質(zhì)混入回填材料會降低甚至失去管道的側(cè)向支撐,嚴重時會造成管道損壞,影響管線正常運行。為防止回填材料中混入有機雜質(zhì)或外來有害材料,回填施工要嚴格細致。人工回填最好采用具有篩選功能的設(shè)備,濾掉不合格材料。
回填時,管區(qū)應(yīng)分層回填,每次回填厚度為150~300mm,夯實方法應(yīng)根據(jù)回填材料具體確定。當(dāng)回填材料填到管道起拱線及以上位置時,所有夯實都應(yīng)從管溝側(cè)壁開始,逐漸向管道靠近,以避免管道受到外來夯擊荷載的作用而發(fā)生滑移、扭轉(zhuǎn)等變形。當(dāng)回填到管頂時,管頂上方的夯實要控制力度,不能強夯,否則會引起管道的局部凹凸變形甚至破壞,因此,必須滿足管道上方的覆土不能疏松,達到要求的密實度。
管道維修時,首先把管道鼓包、內(nèi)部分層及夾砂層破壞的部分用角磨機將其磨掉,再用石棉絨膩子進行充實填補,待膩子凝固后用角磨機對填補部分及包覆部分進行磨光,使表面既平滑又具有良好的粘界面,最后對包覆進行強防滲處理。包覆面積的長度(圓周方向)按規(guī)定每邊損傷處與未損傷處搭接長度不小于30cm,寬度方向的搭接長度不低于15cm。包覆厚度的損傷面積及損傷程度在8~15mm。
首先對管道需要修復(fù)的部位用樹脂糊制2層玻璃纖維短切氈進行外部防滲,并糊制10~20層04號玻璃纖維布加強;然后進行內(nèi)部防滲處理,先糊制3層玻璃纖維短切氈,再糊制1層玻璃纖維布進行加強;最后用聚酯薄膜壓光,盡量保證修補處表面光滑。
管道受到機械損傷時,應(yīng)對機械外部損傷部位進行檢查,判斷是否損傷到管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層和防滲層。如果只是表面損傷,在管道外部對損傷部位進行局部維修,如損傷到內(nèi)部結(jié)構(gòu)層,內(nèi)部和外部均須進行修復(fù)處理。修復(fù)面積按實際損傷面積具體確定,修復(fù)方法同管道受損部位的包覆程序。
玻璃鋼管道以其輕質(zhì)高強、安裝方便、使用壽命長等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于水利、石油、化工、電力等各行業(yè),但由于其材料性能的限制,在安裝、使用、維護方面較傳統(tǒng)材料有較大區(qū)別。因此,在使用該類產(chǎn)品時,一定要嚴格按照規(guī)范施工,保證施工質(zhì)量,充分發(fā)揮材料優(yōu)勢,使其達到預(yù)期的使用目的。