張士進(jìn)
(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(huì)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(duì)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(zhǎng)期撓曲值都不應(yīng)超過其規(guī)定值,否則很難達(dá)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(shí)。管溝的最小寬度在設(shè)計(jì)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(shí),可使管道埋深深度加大。如果使用原土對(duì)管區(qū)進(jìn)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(jiān)硬土塊,沒有凍土,沒有有機(jī)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(shí)處原土一定要為粒狀土。
在選擇回填材料時(shí),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(shí),必須防止原土進(jìn)入回填材料中。若發(fā)生這種情況,管道就會(huì)失去部分支撐,變形就會(huì)加大,從而影響管道的正常運(yùn)行。若有些部位必須使用不可兼容的回填材料時(shí),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(jìn)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(shí)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(jìn)行如下設(shè)定:原土類型為中等細(xì)粒黏土,玻璃鋼管道直徑不小于300mm,剛度等級(jí)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(shí)。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。考慮到地面交通荷載,標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(huì)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(zhǎng)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(jìn)而影響接頭處的密封效果,甚至造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
管區(qū)回填材料的正確選擇、回填程序與夯實(shí)對(duì)控制管道的徑向撓曲值至關(guān)重要,對(duì)管線的正常運(yùn)行非常關(guān)鍵。有害雜質(zhì)混入回填材料會(huì)降低甚至失去管道的側(cè)向支撐,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成管道損壞,影響管線正常運(yùn)行。為防止回填材料中混入有機(jī)雜質(zhì)或外來有害材料,回填施工要嚴(yán)格細(xì)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(shí),管區(qū)應(yīng)分層回填,每次回填厚度為150~300mm,夯實(shí)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(shí),所有夯實(shí)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(shí),管頂上方的夯實(shí)要控制力度,不能強(qiáng)夯,否則會(huì)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(dá)到要求的密實(shí)度。
管道維修時(shí),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(jī)將其磨掉,再用石棉絨膩?zhàn)舆M(jìn)行充實(shí)填補(bǔ),待膩?zhàn)幽毯笥媒悄C(jī)對(duì)填補(bǔ)部分及包覆部分進(jìn)行磨光,使表面既平滑又具有良好的粘界面,最后對(duì)包覆進(jìn)行強(qiáng)防滲處理。包覆面積的長(zhǎng)度(圓周方向)按規(guī)定每邊損傷處與未損傷處搭接長(zhǎng)度不小于30cm,寬度方向的搭接長(zhǎng)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(duì)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(jìn)行外部防滲,并糊制10~20層04號(hào)玻璃纖維布加強(qiáng);然后進(jìn)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(jìn)行加強(qiáng);最后用聚酯薄膜壓光,盡量保證修補(bǔ)處表面光滑。
管道受到機(jī)械損傷時(shí),應(yīng)對(duì)機(jī)械外部損傷部位進(jìn)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(duì)損傷部位進(jìn)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(jìn)行修復(fù)處理。修復(fù)面積按實(shí)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(qiáng)、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)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(hù)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(shí),一定要嚴(yán)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(shì),使其達(dá)到預(yù)期的使用目的。