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行业知识

玻璃钢夹砂管道应用中的几个问题探讨

   我国在给水排水管道工程中主要采用钢管、铸铁管、水泥管、塑料管等,玻璃钢夹砂管道作为一种新型管材在近年来才逐步为人们所了解。近些年随着玻璃钢管道技术与设备的引进和开发,在我国已经建成一批玻璃钢管道生产厂,并在相当一批给水排水管道工程中采用了玻璃钢管道。玻璃钢管道由于其特点突出而具有广泛的应用前景,但在使用过程中由于对玻璃钢管道的性能没有得到充分认识并有针对性的很好解决而影响到工程质量,继而影响到玻璃钢管道的推广应用。笔者根据近年来在玻璃钢管道应用时遇见的问题进行探讨并提出解决问题的途径,供同类工程设计施工时参考。1.玻璃钢管的主要特性
   玻璃钢又称玻璃纤维增强热固性树脂管。在我国,现有的玻璃钢管有纤维缠绕夹砂管和离心浇铸夹砂管两种。纤维缠绕夹砂管是以玻璃纤维纱、石英砂和不饱和聚酯树脂为主要原料,用纤维缠绕法制成。离心浇铸夹砂管是以不饱和聚酯树脂、短切纤维、石英砂为主要原料,用离心浇铸法制成。玻璃钢管具有以下主要特性:
1.1产品适用性强
   由于玻璃钢管道成型工艺的特点,使之更容易改变制品的规格和尺寸,工厂条件下管道制品直径可达4m,长度可达12m。
1.2安装简便、费用低
   安装方式多种多样,既可以采用法兰联接、承插联接、粘接联接,又可以方便的实现玻璃钢管道之间、玻璃钢管道和阀门或其它附件之间以及玻璃钢管道与其它材质管道之间的联接。
   由于重量较轻,安装时不必动用大型吊装设备,仅用手工或轻型吊装设备即可。由于管道较厂,接头数目减少,因而安装效率提高,费用降低。
1.3重量轻
   玻璃钢管的比重一般为1.8g/cm3,拉伸强度245~294Mpa,比重小,强度高,在内压与管径相同的条件下,单位长度的玻璃钢管重量只有碳素钢管的1/5、铸铁管的1/8、预应力钢筋混凝土的1/2左右,长途运输和施工搬运都比较简便,费用也比较低。
玻璃钢管道制品对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有良好的化学稳定性,尤其是水对玻璃钢的腐蚀几乎为零,耐腐蚀性能良好。不需象金属材料管道那样采用严格的内外涂层或阴极保护,在使用期限内基本不需保护。
1.4水力特性好
   玻璃钢管具有光滑的内表面,水流摩阻系数小。玻璃钢管的粗糙系数只有0.0053~0.0084,而混凝土管是0.013~0.014,相差55%~164%。在相当流量和相同的可利用水利条件下可以减小管径,从而可节省投资。在相当流量和相同管径条件下可以节省扬程,减少运行能耗。
2.使用过程中常见的问题与分析
   由于玻璃钢管道具有以上若干特性和优点,所以在我国得到大力推广与应用,但在推广应用玻璃钢管道过程中,常遇到某些安装施工单位和业主单位反映使用玻璃钢管道的一些具体问题,当处理不当时就会造成工程质量事故,或者处理起来费时费力,影响到整体社会经济效益的发挥。以下对玻璃钢管道使用过程中几个常见问题进行分析并提出解决问题的途径。
2.1岩石管槽处理不当引起渗漏
   在岩石中开挖沟槽是常见的管道埋设地质条件,遇到坚硬岩石时,要把沟槽底部凿平至设计标高确非易事,稍有不慎就会造成局部隆起而在回填后形成局部过载,个别岩尖会将玻璃钢管道顶裂甚至顶穿,从而造成管道渗漏。
   这是由于玻璃钢材质的硬度较小,当遇有局部隆起和个别岩尖时,管槽回填土和其它外部荷载就会使得整个管段的受力转移集中于一处而形成局部应力集中导致玻璃钢管道遭受破坏。
   解决的途径:
   一是:在岩层中开挖沟槽要严格按设计标高修理平整,不能出现局部隆起或槽底出现岩尖;
   二是:先将沟槽超挖0.3~0.5m,然后采用粗砂严格按设计标高找平.
2.2与钢筋混凝土水池池壁的联接处渗漏
   钢筋混凝土水池是给水排水工程中最为常见的构筑物,玻璃钢管道作为水池之间的联系管道也就理所当然。在钢筋混凝土水池设计时常采用预埋套管的办法来解决土建工程施工与管道工程安装之间的矛盾。设计单位在设计水池的预埋套管时一般采用国家现行标准图S312,在套管内壁和玻璃钢管道外壁之间的缝隙由填料紧密捣实固化之后即算联接完成。但在工程建成投产之后常在钢筋混凝土水池池壁与玻璃钢管道联接处出现渗漏并不易解决。
   这是由于钢筋混凝土水池池壁的刚度大,而插入的玻璃钢管道刚度相对要小,当水池外壁的玻璃钢管道在外力作用下产生环向变形时易与填料产生分离而出现渗漏。
   解决的途径:
   一是:采用钢制法兰短管插入池壁的预埋套管中,玻璃钢管端采用法兰再与短管联接;
   二是:直接采用钢制法兰短管加焊止水翼环后预埋在钢筋混凝土池壁中,玻璃钢管端采用法兰再与短管联接。
2.3管沟回填材质不当引起渗漏
   管道安装完成并经过试压验收合格之后,管沟需要回填以恢复地面的其余功能,但施工单位常将管沟开挖时取出的石渣石块填入管沟,当回填至管顶以上高度时便开始使用机械设备碾压,个别石块锐角插入玻璃钢管道而造成渗漏.
   其原因也是由于玻璃钢材质的硬度较小,当石块锐角对着玻璃钢管道而其石块后部又顶住管沟的岩壁,石块被碾压往下挤动时玻璃钢管道就容易被石块锐角扎穿。玻璃钢管道与钢管、铸铁管或者钢筋混凝土管道不同,它们有足够的硬度不会被石块锐角扎穿。
   解决的途径:
   一是:遇到岩石管沟时管顶以上0.5m以下管沟内应换土回填,不应将管沟内挖出的石块石渣再放回管沟,以免扎伤玻璃钢管道;
   二是:遇到一般硬土地基的管沟时应防止外来孤石滚入管沟中或回填土中夹杂有坚硬石块。
2.4与钢管联接处渗漏
   玻璃钢管道在工程实际中常与钢管或铸铁管发生联接,在联接处发生渗漏是一种常见现象,维修也难以凑效。
玻璃钢管道与钢管的联接有玻璃钢管道插口与钢管承口联接、玻璃钢管道承口与钢管插口联接、法兰联接三种方式。根据调查了解,法兰联接方式和玻璃钢管道承口与钢管插口联接方式的借口渗漏现象极少,渗漏现象大多出现在接口属于玻璃钢噶插口与钢管承口联接方式,原因是两种材质的管道刚度不同所致。一般用于常压下的玻璃钢管道的刚度采用SN=5000或10000,而钢管或者铸铁管承口的刚度则远大于此值,管沟回填之后,在外力作用下,玻璃钢管道先于钢管或铸铁管产生环向变形,接口处回出现缝隙而渗水。                   
   解决的途径:一是采用法兰联接方式和玻璃钢管道承口与钢管插口联接两种方式;二是在不得已情况下采用玻璃钢管道插口与钢管承口联接时,在玻璃钢管道插口端2m范围内采用180°素混凝土管基础,其余管段的管下部要密实回填,分层夯实至管腰,防止玻璃钢管道在外力作用下产生环向变形。三是尽可能采用SN≥10000刚度的玻璃钢管道制品,降低因外力作用而致使玻璃钢管道产生变形导致借口渗漏的可能性。
2.5璃钢管道自身的缺陷造成渗漏
   玻璃钢管道是一种新型管材,具有很多优点,但在工程实际中常遇见业主单位和施工单位反映玻璃钢管道的质量存在缺陷,主要表现有:遇到环向变形时容易产生分层;试压时管壁出现冒汗现象;切割时易见结构层不致密,管壁疏松;露天铺设时,管道表面易粗糙、退色、起皮。
   我国目前市场上有离心浇铸加砂管和纤维缠绕加砂管两种工艺生产的玻璃钢管道。出现这些现象的主要原因:
   一是:纤维缠绕加砂管隔离层的厚度较薄,厚度通常小于0.5mm,在大量生产条件下气体无法排出,很薄的防渗隔离层难以真正达到防渗效果,因而在试压时管壁回出现冒汗现象;
   二是:纤维缠绕加砂管的管壁为一多层加砂芯结构,当管道产生环向变形而管壁受到弯曲力作用时易产生分层,含砂量越高,分层趋势就越大,一旦管道出现分层现象,就表明管体的结构强度已经遭到破坏,就不适于继续作为承压管道使用;
   三是:在生产过程中石英砂是自由落体形式落下而被缠绕于纤维层之间,这种工艺的加砂量不均,管壁疏松,易造成分层;
   四是:玻璃钢管道在露天条件下安装,长期受到紫外线照射,管道表面会粗糙、退色、起皮。
   解决的途径:
   一是:尽可能采用地下铺设而避免在露天条件下铺设玻璃钢管道,或采取适当措施使玻璃钢管道不要受到紫外线的直接照射。
   二是:采用离心浇铸加砂管。因为离心浇铸加砂管的管壁通常为多层结构,可根据需要进行增强防渗、过渡、隔离、增加刚度的中心层以及内衬层等不同作用的铺层设计,内衬层的厚度可根据需要确定,管壁是在较大离心力作用下压制而成,非常致密、坚实、不分层、无孔隙。其管壁为一工字梁结构,抗弯曲力强,刚度高。目前市场上大部分生产的是纤维缠绕加砂管,在产品质量方面存在有诸多缺陷,应逐步提高离心浇铸加砂管的市场占有率,工程质量也会得到提高。
 

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