劉羽驄(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

0 引言

馬石油 Petronas ASRS 立體庫項(xiàng)目位于東南亞馬來半島地區(qū)，由于地處熱帶沿海，為了防止高溫、高濕、高鹽環(huán)境對(duì)地下管道的腐蝕，本項(xiàng)目采用了GRE管作為地下管道管材。該材質(zhì)管道的施工工藝及壓力試驗(yàn)與傳統(tǒng)的金屬材質(zhì)管道均有較大不同，結(jié)合對(duì)馬來西亞當(dāng)?shù)?熱帶沿海)的氣候，施工規(guī)范，施工人員水平及實(shí)際施工過程中遇到的各種狀況，對(duì)所遇到的狀況及問題進(jìn)行總結(jié)，作為今后項(xiàng)目的參考，避免出現(xiàn)同樣的問題，以節(jié)約費(fèi)用，加快進(jìn)度，增加效益。本文總結(jié)了GRE 管道熱帶沿海地區(qū)施工過程中出現(xiàn)的問題，并給出了相應(yīng)的解決方法及建議。

1 管材簡介

GRE 管道(GRE glass-reinforced epoxy，GRE 管即玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管)，本次馬石油Petronas 項(xiàng)目地下消防水系統(tǒng)與初期雨水系統(tǒng)采用了與之前項(xiàng)目常用的金屬材質(zhì)管道不同的GRE 材質(zhì)管道，此種材質(zhì)的管道具有耐腐蝕(適合馬來西亞沿海高溫、高濕、高鹽度的環(huán)境)、無需額外的防腐工作、絕緣耐溫性能優(yōu)良、重量輕(施工時(shí)不需要大型吊運(yùn)設(shè)備)、強(qiáng)度高(可承受較大壓力) 等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)有管道韌性較低(防壓、防碰撞及成品保護(hù)需特別注意)、施工人員水平要求高(管道連接完成后無法做探傷，待整個(gè)試壓段完成后才可試壓發(fā)現(xiàn)滲漏)。

2 GRE 管材的到貨驗(yàn)收

GRE 管材現(xiàn)場到貨后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行到貨驗(yàn)收，驗(yàn)收的主控項(xiàng)目應(yīng)包含：

(1)管道外形尺寸：管道內(nèi)外直徑、壁厚、長度；

(2)管件外形尺寸：三通、彎頭等的內(nèi)外直徑、壁厚；法蘭盤厚度及密封面情況；

(3)管道橢圓度檢查：檢查管道橢圓度是否符合標(biāo)準(zhǔn)；

(4)管道及管件外觀檢查：仔細(xì)檢查管道及管件是否有裂紋，內(nèi)外表面是否有環(huán)氧樹脂剝落、玻璃纖維斷裂，管口處是否有破損；

(5)管道連接材料：連接用玻璃纖維布的規(guī)格尺寸，粘結(jié)用環(huán)氧樹脂的規(guī)格及有效期。

3 GRE 管材的存放及運(yùn)輸

(1) GRE 管道及管件的存放以室內(nèi)為佳，若無室內(nèi)倉庫條件應(yīng)進(jìn)行全方位遮蓋避免陽光照射造成光照老化。

(2) GRE 管道堆疊，以出廠原有管道管架為佳，若管道無原有管架，堆疊高度不得超過1.5 m。最下層管道下部應(yīng)墊起并設(shè)置軟質(zhì)隔墊，管道與管道間應(yīng)設(shè)置軟質(zhì)隔墊，管道應(yīng)避免尖銳及堅(jiān)硬物體碰撞。

(3) GRE 管道管口應(yīng)由端蓋封閉。

(4) GRE 管道連接材料必須放置在室內(nèi)避光陰涼通風(fēng)處存放，并配備滅火設(shè)備。

(5) GRE 管材搬運(yùn)時(shí)應(yīng)注意保護(hù)，以人工搬運(yùn)為佳，若較大較重需使用施工機(jī)械時(shí)，應(yīng)使用軟質(zhì)吊帶吊運(yùn)[1]，或使用墊板托運(yùn)，禁止吊索貫穿管道或吊鉤鉤住兩頭。

(6) GRE 管材粘合劑開啟后應(yīng)盡快使用，如使用不完應(yīng)及時(shí)封閉返回倉庫避光、避熱存放。

(7) GRE 管材在運(yùn)輸時(shí)，運(yùn)輸板車內(nèi)部可接觸管材處均應(yīng)設(shè)置軟質(zhì)隔墊用以保護(hù)管材，管材運(yùn)輸時(shí)應(yīng)做好固定措施。

(8) GRE 管材運(yùn)至施工地點(diǎn)后，卸貨處應(yīng)做好軟質(zhì)隔墊用以擺放管材，同時(shí)做好警戒圍護(hù)，防止意外碰撞造成損壞。

(9) GRE 管道粘合劑運(yùn)至現(xiàn)場應(yīng)有獨(dú)立存放柜，避光避熱存放。

4 施工人員培訓(xùn)

GRE 管道施工人員應(yīng)經(jīng)參加施工技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后方可上崗施工，培訓(xùn)應(yīng)由管材廠家提供技術(shù)指導(dǎo)。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括：(1)管道接口處連接前打磨處理方式；(2) 管道連接時(shí)粘合劑與玻璃絲布配合方式及玻璃絲布纏繞順序，玻璃絲布纏繞圈數(shù)；(3)加熱毯使用方法；(4)粘合劑固化溫度及加熱時(shí)長。

培訓(xùn)完成后應(yīng)進(jìn)行實(shí)操考核，考核制作管段應(yīng)進(jìn)行打壓測試(測試壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力1.5倍)，測試合格者頒發(fā)培訓(xùn)合格證書并報(bào)送建設(shè)單位。合格證書的有效期一般為一年，也可根據(jù)業(yè)主要求設(shè)定。

5 GRE 管道施工

5.1 施工機(jī)具準(zhǔn)備

(1)測量卷尺；(2)游標(biāo)卡尺；(3)電動(dòng)或氣動(dòng)鉆、研磨機(jī)、角磨機(jī)；(4)手持輥壓器；(5)溫度計(jì)；(6)濕度計(jì)；(7)手鋸；(8)手持紅外線溫度計(jì)；(9)帶軟膠包裹的管鉗、夾具；(10)防雨遮擋；(11)千斤頂、倒鏈；(12)抹布、清潔刷；(13) 固化用電加熱毯；(14) 移動(dòng)滅火設(shè)備；(15)移動(dòng)配電箱。

5.2 施工工藝要點(diǎn)

5.2.1 施工材料的使用

GRE 管道的施工中，需要使用加熱毯對(duì)環(huán)氧樹脂粘合劑進(jìn)行加熱固化，由于加熱毯需要對(duì)粘合劑持續(xù)加熱較長時(shí)間，施工所處的室外環(huán)境(風(fēng)吹、日曬、雨林)會(huì)加速設(shè)備的老化，施工人員對(duì)于加熱毯的使用有時(shí)比較隨意，這些情況都會(huì)造成加熱毯的部分損壞。為了不影響施工進(jìn)度，加熱毯應(yīng)適當(dāng)增加采購量作為備用。GRE 管道的加熱連接有兩個(gè)步驟，兩個(gè)步驟使用的玻璃纖維帶規(guī)格不同，一種是編織密度較細(xì)密、寬度較窄的接頭內(nèi)層連接用玻璃絲布，其按規(guī)定纏繞完成后即進(jìn)行第一次加熱固化(可以理解為管道焊接中的氬弧焊打底)。固化完成后進(jìn)行外層纏繞及加熱固化，外層用玻璃絲布寬度較大，編織密度相對(duì)較疏。按施工手冊(cè)這兩種規(guī)格不得混用，實(shí)際施工時(shí)應(yīng)加以注意。

5.2.2 深化理解設(shè)計(jì)圖紙

結(jié)合施工總平面布置做好GRE 管道的保護(hù)規(guī)劃。除設(shè)計(jì)要求的需要設(shè)置套管的部分，下穿臨時(shí)道路的部分也要設(shè)置套管，套管加設(shè)范圍一般應(yīng)大于道路寬度1 m(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)[2]，并在套管回填后在頂部加設(shè)鋼板或混凝土板分散受力。

5.2.3 加強(qiáng)雨季施工管理

以馬石油Petronas 項(xiàng)目為例，由于地處多雨的熱帶地區(qū)，尤其是每年10 月左右進(jìn)入雨季后，降水常常為短時(shí)間暴雨形式，排水受場地限制無法及時(shí)排出，現(xiàn)場的管溝在半小時(shí)內(nèi)就會(huì)充滿雨水，雨水會(huì)混入地面的大量泥沙，十分渾濁(圖1)，鑒于此，施工中應(yīng)準(zhǔn)備尺寸合適的堵頭，施工時(shí)及時(shí)封堵暫未連接的管口，防止泥沙流入。并且GRE 管道本體重量很輕，在長距離施工中遇到短時(shí)強(qiáng)降雨，由于管道的柔性，管道的中部會(huì)有氣體滯留，會(huì)出現(xiàn)管道漂浮的情況。漂浮的管道會(huì)在管道已回填與未回填交界處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，為避免管道出現(xiàn)折斷的情況，應(yīng)使用沙袋(使用沙袋為防止雨水將回填砂沖散)對(duì)管道除連接接口處進(jìn)行壓重，防止漂浮，降雨停止后應(yīng)及時(shí)排水。試壓完成的管道應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填。地下管道雨季施工應(yīng)采用編織袋裝砂進(jìn)行墊高，同樣是為了防止經(jīng)常性的強(qiáng)降雨沖刷管道下部墊砂，造成支撐失效。

圖1 暴雨后情況

5.2.4 管道止水環(huán)制作

GRE 管道與井室連接處需要設(shè)置止水環(huán)防止混凝土與管道接縫處滲水，本次項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)了原止水環(huán)設(shè)計(jì)，采用粘接用玻璃纖維帶在管道穿井壁處纏繞成凸環(huán)狀(圖2)，截面為半橢圓，高10 cm、寬10 cm，纏繞好后進(jìn)行加熱固化，取得極好的實(shí)際效果。

圖2 止水環(huán)

5.2.5 管道試壓

GRE 管道的試壓與鋼管的試壓主要不同在于試壓時(shí)間的長短，以馬石油Petronas 項(xiàng)目為例，依照馬石油標(biāo)準(zhǔn)GRE 管道的試壓持續(xù)時(shí)間為4 h，并且需要使用試壓記錄儀進(jìn)行全程壓力曲線記錄(圖3)，GRE 管道在工序及場地條件允許的情況下最好整體暴露進(jìn)行試壓，這樣會(huì)準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)現(xiàn)管線在施工時(shí)可能因碰撞產(chǎn)生的滲漏點(diǎn)。GRE 管道外觀為黑色，在試壓過程中會(huì)吸收光照產(chǎn)生較大的升溫，導(dǎo)致壓力的上升。若在工序及場地條件不允許的情況下，應(yīng)合理安排回填區(qū)域，盡量將管道連接處暴露，如需回填，被回填的連接接口處不應(yīng)超過2 處。否則應(yīng)將試壓包分段試壓。在實(shí)際的試壓過程中，法蘭的損壞出現(xiàn)較多，并且均為大尺寸法蘭(圖4)，經(jīng)分析均為法蘭盤本體受盲板軸向的推力過大產(chǎn)生的脫開。因GRE 法蘭是由法蘭盤與管道材料粘接制造，承受軸向推力的能力較差，應(yīng)在試壓時(shí)設(shè)置頂塊抵消施加在法蘭盤上的推力，并且適當(dāng)?shù)脑黾臃ㄌm的采購余量，作為損壞的替補(bǔ)及分段試壓時(shí)的需要。

圖3 試壓記錄

圖4 法蘭軸向損壞

5.2.6 雨季管道回填

管道在連接完成后應(yīng)及時(shí)將除接頭部位回填，回填材料以原土或細(xì)砂為宜，使用原土回填時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查土質(zhì)并挑出其中石塊或較硬尖銳物體，防止管道破損?；靥顟?yīng)管道兩側(cè)同步進(jìn)行，避免管道一側(cè)側(cè)向壓力過大造成管道偏移或應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。需要試壓的管道，應(yīng)在連接處接口兩側(cè)50 cm 處進(jìn)行擋土處理，防止接口處因降雨將回填土沖刷覆蓋。管道回填應(yīng)及時(shí)將回填厚度控制大于50 cm 并應(yīng)分層壓實(shí)，管徑較大的應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲褐?，防止降雨造成管體上浮。

5.2.7 管道的成品保護(hù)

GRE 材質(zhì)管道本體剛度較低，經(jīng)磕碰或者較大彎曲后極易產(chǎn)生破損或裂紋，所以成品保護(hù)十分重要，并且GRE 管道的修復(fù)及試壓需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，成品保護(hù)的好壞直接影響了施工整體進(jìn)度的推進(jìn)。以馬石油Petronas 項(xiàng)目為例，第一種最常出現(xiàn)的情況為管道施工及試壓完成后已完成回填，但后續(xù)的土建工作導(dǎo)致需要在已回填管道的上方開挖，由于施工承包單位下屬的管道施工與土建施工分為不同的施工隊(duì)，土建隊(duì)伍對(duì)地下管線走向深度不了解，又未在開挖前與管道隊(duì)伍進(jìn)行溝通，造成了開挖時(shí)將管道損壞，此種損壞在施工前期出現(xiàn)了近10 次，其中有的位置接連破壞了3 次。馬來半島的雨季一般為10 月開始，損壞發(fā)生時(shí)正好處于下半年地下管道高峰時(shí)段，給重復(fù)的修理及試壓造成了較大的困難，為避免繼續(xù)出現(xiàn)此種破損，一要要求施工單位做好工序交接并加強(qiáng)開挖前確認(rèn)工作，二是做好現(xiàn)場地下管道標(biāo)識(shí)。我方制作了地下管道標(biāo)識(shí)牌，并延管線放置，起到了較好的提示效果；第二種出現(xiàn)的破損為管道回填土方不均衡造成的破損。部分GRE 管道的出地面分支豎管直徑尺寸較小(6寸)，回填時(shí)由于立管一側(cè)土方因土建其他工作產(chǎn)生二次開挖及回填，造成回填土擾動(dòng)，兩側(cè)土體側(cè)向壓力不均導(dǎo)致豎管的偏移，將管道連接處折斷。此種破損由于無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，均是在試壓時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞，尋找破損點(diǎn)及修復(fù)、試壓均需要更多的時(shí)間。故立管周邊應(yīng)盡量減少土體開挖，如需開挖則應(yīng)對(duì)等開挖或做好擋土措施。GRE 管道的地面走向標(biāo)識(shí)應(yīng)采取與電纜相同的保護(hù)標(biāo)識(shí)措施，在管道上方回填500 mm后，鋪設(shè)同走向的黃色聚乙烯警示帶或者設(shè)置混凝土保護(hù)板，警示下方有已完成的管道，避免開挖造成損壞，產(chǎn)生不必要的返工。

6 結(jié)語

GRE 管道以其優(yōu)良的耐腐蝕性能成為熱帶沿海地區(qū)地下管道越來越多的選擇，其施工質(zhì)量和進(jìn)度將對(duì)工程的整體推進(jìn)產(chǎn)生極大的影響。本文介紹了熱帶沿海容易出現(xiàn)的施工問題，并給出了需注意的事項(xiàng)和解決辦法。使用GRE 管材的項(xiàng)目應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，做好材料準(zhǔn)備、人員機(jī)具準(zhǔn)備、施工工序統(tǒng)籌、成品保護(hù)等工作，精心組織、細(xì)心施工，確保施工質(zhì)量及進(jìn)度，保質(zhì)保量完成項(xiàng)目任務(wù)。