论玻璃钢管道安装的质量控制

摘 要】本文以石门引水工程玻璃钢管安装为例,论述了管槽开挖、管道安装前期准备、管道现场制作、玻璃钢管安装、压力试验、压水试验等质量控制要点,旨在为玻璃钢管施工提供经验与供供鉴。
关键词】玻璃钢管安装玻璃钢管现场制作压水试验质量控制

1 工程概况

  石门引水工程的作用是将闻喜县中条山南麓石门乡的石门河和横榆河117km2的地表水,通过兴建闸坝拦蓄河水,开凿13.355km的隧洞,把水自流引入已建成的小涧河水库进行调节,通过21.25km管径为600mm的玻璃钢管输水管道,把水自流送到闻喜县城,解决县城及周边地区群众的生活用水和政府应急用水需要。工程总投资9261万元,总工程量48.07万m3,总投工146.5万工时,年供水量858万m3,设计工期为3年。

2 管槽开挖

  根据地质情况及管道的埋深,石门引水工程玻璃钢管管沟的几何形状分别采用矩形槽、梯形槽、混合槽等形式,开挖时沟底表面平整而连续。使用挖掘机反铲开挖管道土方。开挖过程中,充分考虑水土保持措施,使农作物生长土层不乱,先挖管槽地表30cm表层土堆放在管槽偏远侧,再挖下面深层土堆放在管槽近侧(玻璃钢管经过安装、管槽回填后,将表层土回填至管槽部位的表层,以利农作物的生长)。管槽开挖到底标高后,人工整修管槽,用蛙式打夯机或其他履型机械进行原土夯实,使其压实度不小于0.95。
  石门引水工程玻璃钢管管径600mm,为便于管道的铺设和安装,管槽的宽度选择1.35m,也便于夯实机具的操作和地下水的排出。
  沟底出水时,要对沟底进行彻底清理、夯实,并把水位降低到所需深度的30cm以下。用撑板撑住管沟两侧,深挖沟底土层换上砂子和粗砂石的混合物或碎石子,拆除撑板,随即填平并压实撑板所在处,以及在出现突出的石块、硬块及其他杂质的地方,后在沟底填上一层20cm厚的砂子或压实的细粒土壤作为基础。
  开挖管接口承插工作坑时,其底部宽度应大于承口外径,长度应覆盖承口前、后200mm,接口施工完毕后,采用与砂垫层相同密实度的材料进行回填。管槽处理合格后,在管沟内均匀地铺一层20cm或设计要求的砂垫层作为管子的底垫,在管件连接处留出凹槽,这些凹槽待管子连接好后再回填,底垫层要用适当的工具夯实,其密实度达到0.95。

3 管道安装的前期准备

  管道安装,先要进行管道、管件检查。在安装施工现场必须对所有管子进行检查,管材内表面应光滑,无龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区及气泡等,管端面应平齐、无毛刺,外表面无明显裂纹、分层等缺陷。承插管承口内外所有表面应光滑,不得有裂纹、断口或对连接面使用性能不利的其他缺陷。O型圈槽的台阶及断面必须粘合成一体,不得有分层。管端应标明材料执行标准、规格类型等,并提供产品质量合格证明及验收内容等。
  密封圈橡胶验收是管道安装前必须进行的程序。密封圈外观应完好、无接头,表面不得有裂纹、杂质和气泡,规格、外观尺寸必须与管道圈槽加工尺寸一致,橡胶圈截面直径差不得超过±0.5mm,橡胶圈环的直径差不得超过±10mm。橡胶圈的性能指标以保证密封、无渗漏为准。
  由于玻璃钢管相对于钢管来说,比较“娇气”,其管道装卸过程是绝不可忽视。在石门引水工程中,装卸单管时用柔顺的吊带、吊绳或者绳索起吊,帆布或聚脂绳带小宽度为19cm,尼龙绳的小直径为30mm,若用钢索或铁链吊运管子必须在上面套上橡胶管或其他柔性管,禁止抛落或撞击管道。

4 管道的现场制作

  由于玻璃钢是一种复合材料,影响其耐蚀性和施工质量的因素很多。同时,现场施工除大部分管件是预制外,还有少部分管件、配套工艺及连接均为现场手工制作。受现场气温、湿度、机械、手工作业等条件影响,现场预制的少量管件,要满足设计质量要求,需要加大质量控制力度。在现场进行预制要做到以下几点:
  a.如果发生流胶现象,种可能是树脂粘度太小,可适当加入2%~3%活性二氧化硅粉;第二种可能是配料不均匀,配制树脂液时,要充分搅拌;第三种可能是固化剂用量不足,要适当调整固化剂用量。
  b.如果制品表面发粘,种可能是制品表面树脂中交联剂挥发多,树脂中苯乙烯挥发使比例失调,造成不固化,防止方法为避免树脂胶凝前温度过高,控制通风,减少挥发;第二种可能是空气湿度大,水对树脂的固化有延缓和阻聚作用,因此好选择相对湿度相对较小的天气进行施工,雨雪天应采取特别措施。
  c.如果制品内气泡多,可能是树脂用量过多,胶液气泡含量多,因此要严格控制用胶量,同时要注意搅拌方式,防止产生过多的气泡。
  d.如果制品发生分层现象,则要检查所有玻璃丝布是否进行了脱蜡处理或者受了潮,要选用“三无”玻璃丝布,在使用前要进行干燥,同时要检查是否用胶量不足,或者玻璃丝布铺层未压实。糊制时,要使用足够的胶液,用力刮涂,使铺层压实,赶尽气泡。
  e.如果发生不固化现象,则主要原因是固化剂用量不足或者失效,检查后要拆除原来糊口,重新进行糊制。

5 玻璃钢管安装

  玻璃钢管的安装是实质性的工序,其安装的质量,直接影响着该工程的总体质量。下管时,管道承口应朝来水方向。为便于管口试压时的排气,玻璃钢管安装时应将试压孔朝向正上方。允许偏差为±5mm。玻璃钢管下入管槽时,不得与槽壁相互碰撞,沟内运输管道不得扰动天然地基,每根管顺槽方向错开0.4m。安装前彻底清洁管表面、凹槽、胶圈,并将胶圈涂好润滑剂后由下部且无任何扭曲地放入凹槽内,用手沿圆周检查整体胶圈密封就位情况。划标记点、撞口。以承口的试压孔中心量取25mm,在插口两胶圈中心到插口的标志环方向,均匀画标记点,采用人吊链撞口方法安装。将承口慢慢推人插口,承口端线与标记点重合,即安装到位。

6 压水试验

  由于玻璃钢管之间采用承插式双“O”型密封圈连接,所以每安装一根管子,就要在承插口处进行打压,以检测双“O”型密封圈的密封效果,用试压泵直接通过管顶的试压孔,加水打压至管道工作压力的1.5倍后停泵,观察3min,压降值不超过试验压力的5%,且管口没有渗漏现象时,管口试压即为合格。若压降降低较快,说明密封效果不佳,需重新安装,以确保整个管道系统总体试压成功。
  管道系统安装完毕后投人生产前,要对管道系统进行压力试验。压力试验分为强度试验和严密性试验。管道系统的压力试验多采用液压试验,一般强度试验取工作压力的1.5倍,但不得小于2kgf/cm2;严密性试验取工作压力,且长度不宜超过1.0km。向管内灌水时,打开管道各高处的排气阀,待水灌满后关闭排气阀和进水阀,停止供水后,系统静止24h左右,以使管道达到机械、热力和化学上的平衡。如果需要可向管内补充一些水,然后以每分钟不大于0.1kgf/cm2的速度增加管内压力,使管内水压力达到测试压力值,在试验压力下保持20min,如果管道未发生异常现象,压力表指针不下降即可以认为强度合格。然后把压力降至工作压力进行严密性试验,在该压力下使管道系统在不少于2h的时间内保持静止,系统的泄露率不超过设计要求即可。

7 管槽回填

  由于玻璃钢管是柔性管道,管槽的回填质量一直是业内人士感到头痛的一道工序。管槽回填,先要做到回填前清除管槽内的杂物,并且排除积水,不得在有积水的地方进行回填。管道连接好后,必须尽快进行水压试验并进行回填,防止管道发生浮动和热变形。其次,管槽回填土时,在管顶以上高为50cm、宽为管道外径范围内应松填,压实度不大于0.85;管道两侧和管顶以上50cm范围内(除松填部位外),采用人工分层夯实,压实度不小于0.95,两侧压实面高差不应超过20cm;在管顶50cm至地面范围内采用推土机回填,一次回填土厚度不应超过20cm,压实度不小于0.95;回填土时在离管道15cm范围内,不得有直径大于2.5cm的岩石或硬土块。第三,管区回填材料必须与管沟的自然土壤相协调,以防止管沟中的自然土和回填材料相互迁移,管侧支撑土壤要夯实,松散流失会造成管道挠度增加。回填材料中不得含有淤泥、腐殖质、砖块及直径大于100mm的石块等不适合回填的物质。

8 结 语

  玻璃钢管相对于钢管、混凝土管、PCCP管来说,是一种柔性管道,在管槽开挖、管道安装、管区回填过程中,必须精心施工,否则会出现玻璃钢管变形、接口漏水的现象。玻璃钢管变形达到一定程度后,玻璃钢管内的石英砂和树脂就会分离,玻璃钢管就会破裂、爆管,给工程带来不必要的经济损失,甚至造成事故。因此,对施工过程严格控制是非常有必要的。