跟着城市结构的拉大,城市根底设施的逐渐改进,尤其是城市旧有排水管网的不断改造,排水系统中所挑选排水管材的功能好坏将直接影响城市排水系统的可靠性和安全性。钢筋混凝土管等传统管材及其施工工艺因为其自身固有的一些缺陷 ,已难以习惯城市开展的需求。因而,逐渐筛选传统管材,大力推行玻璃钢管道等新式管材,既契合节能环保政需求,又进步工程的技能、经济等归纳效益,成为城市开展的必然趋势。
　　
1　概　述
　　
　　玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管(简称玻璃钢夹砂管RPMP),是一种新式的复合管材。选用饱满聚酯树脂、玻璃纤维、石英砂三种要原料绕或离心浇铸、固化而成。其间,玻璃纤维是一增强资料,它被镶嵌或包裹在热固性树脂中,热性树脂经加热或其它办法固化后成为本质上不的一类塑料。而石英砂作为一种骨料,进步其构刚性。其出产工艺成型办法要有离心浇铸和环绕法。玻璃钢夹砂管是上世纪70年代在上呈现的一种新式管道,自1988年开端研发和出产,这以后又从大利、美国、日本等国引入工艺设备和技能,有关规范和规范已出书并不断完善之中。当前玻璃夹砂管的研发开发运用还没有得到广泛的推行,致使许多运用部门对其功能、质量及运用没有得到充分认识。别的,国内许多公司出产才能也未到达饱满,所以玻璃钢夹砂管在国民经济中运用商场还有待开辟,尤其在市政排水管道中的运用[1]。
　　
2　功能特色
　　
　　联系郑州市工程地质及水文地质等特色,关于郑州市政排水管网工程中大口径管道较多,管材的输水才能、能耗、抗外压负载才能、工程归纳造价,尤其是在旧排水管网改造过程中工期紧、工程量较大的疑问等方面对合理挑选管材就显得尤为重要,挑选一种适宜的管材经过其优秀的耐腐蚀功能、轻质高强、运送流量大、装置便利、施工周期短及归纳出资低一级长处,能够在市政排水工程广泛运用,玻璃钢夹砂管是一种佳的挑选。
　　2.1玻璃钢夹砂管质轻、管道装置方便
　　玻璃钢夹砂管原料轻,同管径同压力玻璃钢夹砂管的分量是混凝土管的1/15～1/10,致使运送、吊装简便,在排水管铺设、装置施工中简单纠偏,确保了管道轴线、标高定位精确及施工的可靠性。排水管道接口选用承插式“O”型――双密封圈衔接,接头柔韧拉伸力功能优于混凝土,因而对脆弱淤泥层地基习惯性强。管道地基处置费用较混凝土管道大幅度下降,无需象混凝土管那样去装置钢模、绑扎钢筋和浇筑混凝土,减轻了施工劳动强度,较大地缩短了施工工期[2]。
　　2.2玻璃钢夹砂管刚度高、抗弯强度大、寿命长
　　玻璃钢夹砂管经过在管壁中间层添加夹砂层来进步刚度,可满意用户提出的任何合理的刚度需求。玻璃钢夹砂管刚度特性的另一长处是抗弯变形的才能很强,比方,5000Pa刚度的玻璃钢夹砂管在变形达20%的景象下,不发生分层损坏,并在卸载后能恢复原状,而混凝土管因为不能接受较大变形有能够发生开裂损坏玻璃钢夹砂管其表观环向抗弯强度150MPa～450MPa之间,而混凝土管抗弯强度的抗拉和抗压有些别离由钢筋和混凝土承当,其表观抗弯强度仍远低于玻璃钢夹砂管,仅为玻璃钢夹砂管的8.5%～26%。通常排水玻璃钢夹砂管的运用寿命可长达50年以上,是钢筋混凝土管道等排水管材的2倍以上。
　　2.3玻璃钢夹砂管具有优秀的腐蚀功能
　　与传统管材比较具有优秀的耐化学腐蚀功能,能够耐酸、碱、盐、氧化剂、有机溶剂、各类油脂、污水等。它的内衬选用耐腐蚀的功能优秀的树脂作为原资料,所以不需求任何防腐。并经长时间运用不结垢,不会被污水中的微生物和杂物堆积而沾污蛀附,致使增大粗糙率而削减过水断面或阻塞管道。因为玻璃钢夹砂管的损坏压力是按作业压力的4倍以上安全系数进行规划的,有满足的安全系数。
　　2.4玻璃钢夹砂管归纳造价低,长时间经济效益好
　　以钢筋混凝土管道为例,玻璃钢夹砂管道关于同种一样口径的管材,玻璃钢夹砂管道在单位造价上略高,但若考略管道长时间运用的维护及维修费用,并思考管道的运用年限及运送才能等要素。玻璃钢夹砂管道的归纳效益要远高于钢筋混凝土管道等排水管材。
　　2.5玻璃钢夹砂管水力学功能优秀
　　因为玻璃钢夹砂管内壁润滑,水流摩阻小,无藻类等水生衍生物附着,可有效地增强输水才能。玻璃钢夹砂管等塑料管的管壁粗糙系数n1=0.0084～0.009,钢筋混凝土管等传统管材的管壁粗糙系数n2=0.013～0.014。
　　经过水力学中的达西公式Q=AC(Ri)0.5与曼曼宁公式C= 1/n/R1/6的联系,可求得:
　　Q=k/n D 8/3i0.5
　　式中:Q-流量;D-管径;i-水力斜度;n-管道的粗糙系数;K=(π/4)×( 1/42/3)。
　　(1)当管道输水流量、水头丢失一守时,则:D2/D1=(n2/n1)3/8;
　　(2)当管道内径、水头丢失一守时,则:D2/D1=n2/n1;
　　(3)当管道内径、输水流量一守时,则:i2/i1=(n2/n1)2;
　　在流量、水头丢失、管径三参数之其间的两参数一守时,另一参数的比例联系可依据上述公式核算得到。玻璃钢夹砂管输水功率是传统管材1.4～1.7倍,管道水力丢失是传统管材的0.4～0.5倍,管径是传统管材的0.8～0.9倍。
　　
3　夹砂玻璃钢管道的规划与装置
　　
　　尽管玻璃钢夹砂管道有着以上长处,但要把玻璃钢夹砂管道运用到城市排水工程中来,还要仔细规划、精心施工、到达经济利益大化。玻璃钢夹砂管属柔性管道,其排水管道施工内容包含:开槽、根底处置、下管、稳管、接口、回填及闭水实验等要工序。
　　3.1玻璃钢夹砂管刚度的挑选
　　因为敷设于城市道路下的无压排水管道外压负载比较复杂,要来自于土壤分量和地上发生的静负载,以运送车辆经过期发生的动负载。“负载”、“管材”和“土壤回填”是决议玻璃钢夹砂管铺设后能否正常作业的三个重要参数,并且相互影响。刚度是玻璃钢夹砂管抗外压负载才能的归纳参数。为确保玻璃钢夹砂管在外压负载下安全作业,刚度的挑选是规划中的要害之一,其不光取决于外压负载的状况,还取决于铺设后管道周围土壤回填资料的状况。依据各国的经历,玻璃钢夹砂管在外压负载下是不是能够安全运用的要素中,铺设状况是要的。常用的玻璃钢夹砂管可供挑选的刚度等级值可选用1.25、2.5、5、10kN/m四个等级。刚度确实定是先开始挑选,然后按《给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管管道结构规划规程》进行管道结构规划,进行管道强度核算、变形验算、压屈失稳核算等[3]。若是核算结果不满意需求就增大刚度从头核算。联系以往的工程经历,笔者主张在排水管道规划中尽量挑选刚度较高的管材,并严厉操控管道根底、回填资料、分层夯实等铺设工序的施工质量。
　　　3.2玻璃钢夹砂管管径的挑选
　　玻璃钢夹砂管道管径的挑选,要取决于本地区区域内的排水当量的核算,经过仔细核算挑选出正确管径巨细,一起联系玻璃钢夹砂管道内部外表润滑,粗糙度和冲突阻力远小于其他管材,所以在挑选管径的根底上,联系以往的经历,在污水流量一样的前提下,管径挑选可减小1至2个等级,这样就能够节约施工本钱。
　　3.3玻璃钢夹砂管施工工艺
　　(1)在管道的运送和布管作业傍边应将管道及管件沿已开挖的沟槽顺线排开,有时为了削减二次转移的费用,也可选用运送和装置一起进行的办法。摆放时应注意将每根管的承口方向朝向规划水流方向的相反方向。
　　(2)开挖基槽时,应严厉操控槽底标高和防止扰动槽底原状土。基槽底超挖有些,有必要用砂砾石回填密实。槽底若遇有孤石等坚固物体时,在铲除后,也须用砂、砾石回填处置好。当下道工序与本道工序不接连施工时,基槽底要预留维护土层不挖,等下道工序开工后,再一起开挖。当管槽根底为软土淤泥、粉砂质粘土时,应先采纳降水位及换土办法,即铲除浮泥、平坦管床,后衬托碎石、中砂层大于25cm以上。
　　(3)每根管子吊装有必要运用吊装带双点起吊,防止架空放置或放在有尖利石头的地上上。装卸过程中应轻装轻放,禁止摔跌或碰击禁止选用钢丝绳吊装管道,避免在吊装过程中呈现滑绳表象,损害树脂层而形成废管。
　　(4)管道的接口选用“O”型-双密封圈承插衔接,需严厉按厂方供给的操作规程履行。衔接时通常应逆水流方向衔接,衔接前在根底上对应承插口的方位要挖一个凹槽,承插装置后,用砂填实。衔接时再查看一遍承口和插口,在承口的内外表均匀涂上润滑剂非石油商品,如动植物油,然后把两个“O”型胶圈别离套在插口的凹槽内,并涂上润滑剂。管道衔接时需选用适宜的机械辅佐设备,关于大口径管,在插口端应将管道吊离地上,以削减管道与地上的冲突。
　　(5)在管道的回填过程中应当注意维护管道,免受下落石块的冲击、压实设备的直接磕碰和其他潜在的损坏。玻璃钢夹砂管是脆性资料,抗冲击力很小,一旦遭到冲击的损坏,很简单受损坏,呈现内衬有些的裂纹,致使致使走漏。在管顶覆土50cm以上时,才答应直接运用滚压设备或重夯,但应获得厂家答应或给出相应的覆土厚度。应在左右对称的状况下进行管道回填,不对称的回填,简单致使管道偏移。
　　(6)管道闭水实验需求参照《给水排水管道施工及检验规范》,当渗水量在答应范围内,即为合格。如不合格,应查找漏水点,从头进行装置或堵漏后再做实验,直至合格。
　　3.4玻璃钢夹砂管根底及主管区回填料的挑选
　　因为玻璃钢夹砂管道轴向拉伸强度较低,通常为55mpa左右(与玻璃钢夹砂管道成正比),在施工过程中,若是回填不实很简单形成挠曲度变形,致使管道漏水。
　　当管道变形量超越8.0%,应更新管道。参照埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及检验规程》中的有关内容RPMP管道根底及主管区回填的压实度必定不该小于95%。所以,回填料的挑选是操控整个RPMP管道施工的要点。回填料不只能够加大土壤阻力,并且能进步土壤的支撑力,是操控管道径向挠曲度变形的强有力手法。根底及主管区回填资料的挑选可依据规范《土的分类规范》GBJ145-90、《修建地基根底规划规范》GB50007等资料,一起思考郑州本地区的资源优势,挑选中粗砂或石沫(粒径不超越20mm)作为回填资料。 　　
4　结束语
　　
　　跟着清洗出产的大力推行、节能环保方针的推动及RPMP管材出产工艺的完善,以及工程运用经历的不断堆集,在交通拥堵的繁忙施工区域选用玻璃钢夹砂管,其施工进度快、对周边交通、环境维护负面影响小,为往后的城市管道规划及施工开辟了新的运用领域。从商场预测以及加大根底设施建造来看,玻璃钢夹砂管以其强度高、耐腐蚀性好、能耗低、流量大、防渗性强,便于运送和装置,寿命长、归纳价格便宜而具有较强的商场竞争力和生命力,将是郑州市政排水工程管材的一个较佳挑选。