試論玻璃鋼輸水管道在供水工程中的應(yīng)用

褚天龍

【摘要】在城市供水管道工程中，使用較多的輸水管道材料為鑄鐵管、鋼管、鋼筋混凝土管和塑料管等。隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，材料市場(chǎng)上又推出了多種新型管道材料，其中的玻璃鋼管是在國外引進(jìn)的具備與鑄鐵管相同性質(zhì)的材料，在國外已經(jīng)有了多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但是國內(nèi)對(duì)這種材料的應(yīng)用和了解還相對(duì)較少。近年來，我國成功建立了多家玻璃鋼管的制造廠家，經(jīng)過不斷的努力，玻璃鋼管技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)逐漸成熟。

【關(guān)鍵詞】玻璃鋼管；輸水管道；供水工程

隨著玻璃管道技術(shù)的不斷提升和相關(guān)設(shè)備設(shè)施的不斷完善，玻璃管道在我國的供水工程中已經(jīng)得到了應(yīng)用，在長(zhǎng)距離大口徑的供水工程中應(yīng)用較多。對(duì)于某地供水工程中玻璃鋼管進(jìn)行試水實(shí)驗(yàn)時(shí)，一次成功，并且可以正常運(yùn)行，由此可見，玻璃鋼管在供水工程中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸趨于成熟。為了使玻璃鋼輸水管道在供水工程中的應(yīng)用得以推廣，我們對(duì)玻璃鋼管的特性進(jìn)行分析，并探求其在供水工程中的具體應(yīng)用。

1、玻璃鋼管的主要特性

玻璃鋼管在行業(yè)內(nèi)又被叫做玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂管，在供水工程中較為常見的是增強(qiáng)熱固性樹脂砂漿管，通常是將玻璃纖維、石英砂和聚脂樹脂作為主要的制作原料，利用計(jì)算機(jī)控制工藝，實(shí)行纖維纏繞制作而成。玻璃管道的主體是由防滲內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度層和負(fù)荷剛度層共同組成。其中的防滲內(nèi)襯層是由較高樹脂含量的材質(zhì)制作而成，對(duì)于供水工程而言，內(nèi)襯層需要選擇食品級(jí)的樹脂，確保不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度層是由玻璃纖維纏繞而成，這里需要借助計(jì)算機(jī)的控制成型工藝；負(fù)荷強(qiáng)度層是由具備一定剛度的石英砂為主要原料制作而成，在幾個(gè)構(gòu)造層的共同作用下保證玻璃鋼管的使用性能。一般將玻璃鋼管的規(guī)格定為12m，支持承插、粘接和法蘭等多種方式連接，對(duì)于玻璃鋼管厚度的確定可以根據(jù)實(shí)際工程需要進(jìn)行定制。

1.1、水力特性好

玻璃鋼管的內(nèi)壁表面光滑程度要明顯高于其他材質(zhì)的管道光滑度，國外的相關(guān)資料中就對(duì)玻璃鋼管和混凝土管道的光滑度進(jìn)行了對(duì)比研究，得出這樣的數(shù)據(jù)，玻璃鋼管內(nèi)壁的粗糙率為0.0084，而混凝土管道內(nèi)部的粗糙率為0.014，二者之間相差1.67倍，差異明顯。在實(shí)際使用過程中，在相同的水量情況下，玻璃鋼管因內(nèi)壁較為光滑，阻力相對(duì)較小，水流速度就會(huì)相對(duì)較快，而混凝土管道則會(huì)因?yàn)榇植诼瘦^大，產(chǎn)生過多的阻力，致使水流速度降低。鑄鐵管和混凝土管道在經(jīng)過多年使用之后，在內(nèi)壁會(huì)形成較多的依附物，致使管道口徑變小，水流量減小。國外的相關(guān)資料中顯示，玻璃管道在經(jīng)過20年以上的使用之后，內(nèi)壁的粗糙率沒有發(fā)生明顯變化，也沒有附著物產(chǎn)生。

1.2、重量輕、易于施工

玻璃鋼管還具備比重小，強(qiáng)度高的特性，相關(guān)資料顯示玻璃鋼管的比重為1.8g/cm3拉伸強(qiáng)度在210-294MPa之間。選取其他規(guī)格相同不同材質(zhì)的管道進(jìn)行對(duì)比之后得出，相同規(guī)格的碳素鋼管重量是玻璃鋼管重量的5倍、相同規(guī)格的鑄鐵管重量是玻璃鋼管重量的8倍、相同規(guī)格的鋼筋混凝土管重量可達(dá)玻璃鋼管重量的12倍之多。由此可見，玻璃鋼管較于其他管材具有搬運(yùn)方便的優(yōu)勢(shì)。

1.3、使用壽命長(zhǎng)

玻璃鋼管具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，在不受外力的作用下，玻璃鋼管的使用壽命在50年以上，而鑄鐵管和混凝土管的抗腐蝕能力相對(duì)較低，在沒有外力的影響下，使用壽命在20到40年之間。

1.4、安裝簡(jiǎn)便、施工效率高，維修費(fèi)用低

承插式接頭采用雙密封膠圈（橡膠圈），且由于重量輕，無需大型起重設(shè)備，在安裝時(shí)對(duì)每個(gè)接頭進(jìn)行注水試壓，可以邊挖溝、邊安裝、邊試壓、邊填埋，占地面積小，占地時(shí)間短，可很大程度上降低青苗賠償?shù)日嫉刭M(fèi)用，管溝開挖回填費(fèi)用也較低。渭南市澗峪水庫城市供水應(yīng)急工程，在6月20日至8月20日三個(gè)月時(shí)間，完成安裝玻璃鋼管道19km，每個(gè)工程面只需5～7人每班可安裝300～500m，為工程的如期完成創(chuàng)造了條件，這一點(diǎn)在該工程中表現(xiàn)得尤為突出。

2、玻璃鋼管道在供水工程中的應(yīng)用

2.1、管溝開挖

在安裝管道之前需要先操作管溝開挖，為了保證管溝的穩(wěn)固性能，需要對(duì)開挖部位的地形情況和地質(zhì)條件進(jìn)行分析，確保挖開一定深度之后不會(huì)產(chǎn)生塌陷事故。另外，管溝底部的寬度也需要達(dá)到便于安裝管道的要求，為了確保安裝工程的順利進(jìn)行，可以將外開之后對(duì)管溝的兩側(cè)進(jìn)行夯實(shí)操作。在一個(gè)管溝并排安裝兩個(gè)管道的情況下，需要根據(jù)管道的規(guī)格和供水工程功能性要求來控制兩個(gè)管道之間的間距。就直徑為Φ700-Φ600的玻璃管道安裝而言，可以將開挖深度確定為管道頂部埋于地面1.2m左右，管道底部的寬度可以設(shè)定為1.7m，將管道與管溝內(nèi)壁的距離控制在0.5m，另外在安裝管道之前，需要對(duì)管溝底部采用特定的手段進(jìn)行處理，降低出現(xiàn)塌陷情況的幾率。

2.2、管道安裝

接口玻璃鋼管節(jié)長(zhǎng)12m，雙橡膠密封圈接頭止水，在管道插頭上設(shè)有二道密封槽，起固定橡膠圈位置作用，插管前在承口及橡膠圈上涂以中性潤(rùn)滑脂，供水工程的插管方法采用在插入管與被插管上各捆一道鋼絲繩，用緊繩器或手動(dòng)葫蘆將管子插入。管道插入后，要進(jìn)行接口打壓試驗(yàn)，管道承口在兩道橡膠圈之間設(shè)有試壓嘴，接口按管道設(shè)計(jì)檢驗(yàn)壓力打壓試驗(yàn)，對(duì)接口加壓，檢查密封情況，達(dá)到試驗(yàn)壓力后，保壓1～3min，不出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，則證明密封良好，否則拆開重新安裝。管道裝卸、運(yùn)輸、安裝過程中，要防止對(duì)管道造成損傷禁止拋扔或重物碰擊管道。

2.3、管溝的回填

管溝的回填操作一般在管道接頭試壓之后進(jìn)行，需要特別注意的是，為了保證回填的過程中造成管道偏移現(xiàn)象可以兩側(cè)同時(shí)操作回填，并且在回填一定深度之后進(jìn)行夯實(shí)操作。對(duì)以往的工程總結(jié)之后可以發(fā)現(xiàn)，管溝回填時(shí)下層的夯實(shí)程度將對(duì)管道的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響，如果夯實(shí)程度不夠就很容易引發(fā)管道偏移的現(xiàn)象，致使整體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，嚴(yán)重的還可能造成管道泄露的現(xiàn)象，影響整個(gè)供水工程的性能。管溝回填通常是采用人工回填的方式，并且在現(xiàn)場(chǎng)安排專門的技術(shù)人員做出指導(dǎo)，實(shí)時(shí)檢測(cè)回填質(zhì)量。如果因回填操作不當(dāng)產(chǎn)生漂管想象，不僅會(huì)為人們的生活帶來不便，對(duì)于施工單位來說也會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

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