張 啟

（中國水利水電第六工程局有限公司 丹東 118002）

王留超

（遼寧潤維工程有限責任公司 沈陽 110006）

1 工程概況

大伙房水庫輸水（二期）工程是將渾江流域調來的水由大伙房水庫調節(jié)后，向遼寧省撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦等六城市輸水的一項大型輸水工程。輸水管道線路全長231.4km，其中，輸水線路2×DN3200PCCP管道長約33.4km，輸水線路2×DN2400PCCP管道長122.7km，輸水線路1×DN1400玻璃鋼管道長43.6km，輸水線路1×DN1800玻璃鋼管道長31.7km。工程總投資52.18億元。

2 夾砂玻璃鋼管的概念及其性能

2.1 夾砂玻璃鋼管的概念

夾砂玻璃鋼管是近年來國內外逐漸在石油化工、供排水等領域推廣使用的一種新型柔性非金屬復合材料壓力管道，其實質是以玻璃纖維為增強材料，以不飽和熱固性聚酯樹脂為基體，中間夾石英砂的壓力管（英文縮寫名FRP，代號FWRPMP，簡稱夾砂管）。

2.2 夾砂玻璃鋼管的性能

2.2.1 夾砂玻璃鋼管的優(yōu)點

夾砂玻璃鋼管具有比強度高、剛度大、抗?jié)B防腐性能好、耐久性好、重量輕、流通能力強綜合造價低、安裝方便、運行可靠、無毒無害等優(yōu)點，可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰凍、潮濕等各種惡劣環(huán)境中使用。

2.2.2 夾砂玻璃鋼管的缺點

管道連接完畢未及時回填，地下水位上升或下雨，會造成管道漂浮；回填過程中夾砂玻璃鋼管產(chǎn)生變形，回填要求雙側同時進行，撓曲值不合格時，需要進行返工，撓曲值超過8%或出現(xiàn)隆起、扁平及其他突變現(xiàn)象此節(jié)管道就要報廢，需要返工并更換新管道。

3 夾砂玻璃鋼管施工一般要求

3.1 管道基礎承載力一般要求

表1 夾砂玻璃鋼管基礎承載力要求

要求見表1?；A承載力達不到要求時，按照設計文件進行基礎處理。

3.2 溝槽回填一般要求

回填應分層夯實，管道兩側同時回填?；A墊層區(qū)為級配良好的中粗砂，厚度為20cm，夯實后相對密度大于0.7。主管區(qū)回填厚度為0.7倍管道直徑，回填土壓實度不小于95%。次主管區(qū)回填厚度為主管區(qū)回填頂面至管上50cm，回填土壓實度不小于85%。一般回填區(qū)為管頂上50cm以上至地面，壓實度不小于80%。

3.3 管道撓曲值要求

按照《埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗收規(guī)程》（CECS129：2001）要求，DN1400～DN1800夾砂玻璃鋼管回填后，應在24h內檢測管道的初始撓曲值，初始撓曲值不得大于3%。管道回填后，應在一年內檢測長期撓曲值，長期撓曲值不得大于5%，如發(fā)現(xiàn)撓曲值超過8%或出現(xiàn)隆起、扁平及其他突變現(xiàn)象應更換新管道。撓曲值超過規(guī)定值時應通過重新回填來加以糾正。

撓曲值是反應管材受外界力的作用時的變形程度，計算公式為

4 夾砂玻璃鋼管撓曲值控制方法

夾砂玻璃鋼管撓曲值的大小與管材的選定、溝槽的開挖形狀、基礎處理、管溝回填壓實方法等有直接的關系。其中最關鍵并且難以控制的就是管溝回填壓實方法。

4.1 管材的選定

根據(jù)管道覆土的不同和工況要求，進行確定夾砂玻璃鋼管剛度的選擇（見表2）。

表2 夾砂玻璃鋼管剛度選擇參照指標

4.2 溝槽的開挖形狀

溝槽的寬度應便于管道鋪設、安裝，以及夯實機具操作和地下水排出。溝槽寬度不宜過大，過大會增加投資，溝槽的最小寬度應按下式確定：

溝槽的最小寬度≥管道外徑DN+管壁到溝槽壁的距離 S×2

式中，管壁到溝槽壁的距離，按表3確定。

表3 管壁到溝槽壁的距離

管溝基槽土方開挖采用機械開挖和人工開挖互相配合進行，以機械開挖為主，人工輔助整坡和清底。

嚴格按照設計要求進行開挖，開挖邊坡的坡比根據(jù)現(xiàn)場土質情況按照施工規(guī)范放坡。粘土及亞粘土：0.4～0.7；砂壤土1∶（0.5～0.7）；砂礫料1∶（0.4～0.8）；強風化巖1∶（0.3～0.4）；中等風化巖1∶（0.2～0.3）；弱風化巖1∶（0.1～0.2）。其中溝槽較深時取大值，較淺時取小值。

槽底不得有積水，原土不得擾動，若超挖，用中粗砂找平，不得用原土回填。冬季施工溝槽的基礎不能被凍，否則，應將凍層清除，用中粗砂回填。

4.3 管溝回填壓實的方法

管道施工前，按照管線溝槽長度3km以內或者土質變化時，做一次現(xiàn)場碾壓試驗，根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗成果嚴格控制施工過程。

墊層采用20cm的中粗砂，墊層要求平整密實，壓實后相對密度不小于0.7。

經(jīng)現(xiàn)場碾壓試驗，水田地段土壤含水量較高，壓實度達不到主管區(qū)回填要求，現(xiàn)場又無晾曬條件，主管區(qū)回填采用中粗砂填筑，壓實后相對密度不小于0.7。要保證管道兩側回填同時進行，以免兩側受力不均，回填時溝槽不能有積水，管頂50cm以下不得含有石塊等硬質填料，冬季回填不得有凍土，回填料的夯實密度是保證管體在外力作用的條件下不變形的重要條件，因此，玻璃鋼管回填材料尤為重要，否則易造成管中心位移和管道變形。

回填夯實設備的選擇和夯實方法是保證壓實度的關鍵因素，夯實設備應選擇振擊力30kN以上、電機功率4kW以上的平板振動夯，碾壓遍數(shù)和碾壓方法嚴格按照經(jīng)現(xiàn)場碾壓試驗成果操作。

主管區(qū)回填壓實度最為重要，平板振動夯不能到達管道周圍。0.7倍管道直徑內的主管區(qū)采用中粗砂填筑，管道周圍用木棒搗實，有排水條件時可以在管道周圍采用水撼砂法，必須保證管道周圍回填密實度達到設計要求，這樣才能確保管道的撓曲值最小和剛度要求。

5 結語

夾砂玻璃鋼管施工過程中撓曲值控制難度大，如果控制不好，撓曲值不合格就會造成返工甚至管材報廢，增加施工成本。大伙房水庫輸水工程施工的實踐證明：施工過程中，嚴格控制主管區(qū)回填壓實度，保證管道周圍回填料夯實密度滿足設計要求，夾砂玻璃鋼管撓曲值不合格現(xiàn)象完全可以減少甚至可以避免。