缠绕式玻璃纤维增强夹砂管

-1-缠绕式玻璃纤维增强夹砂管在污水治理二期工程SSI/6.1标中的应用我于1999年参加了污水治理二期工程6.1标工作，该工程全长2.28KM，排水管道直径φ1200mm材质，全部采用缠绕式玻璃纤维增强塑料夹砂管，简称RPM。它是以玻璃纤维及制品为增强材料，以不饱和聚酯树或环氧树脂为基体材料，石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒为填料，采用缠绕工艺制造而成的一种新型材质的管道。我国于90年代初开始开发使用，已建立了十几条生产线，经过几年市场开拓，RPM管的优良性能、价格比逐渐为用户认识和接受。缠绕式RPM管生产技术已列入建设部1999年重点推广项目。在1999年7月投入运行和使用的沈阳市北部污水厂RPM管工程是目前国内在市政污水系统中应用RPM管的一个较大工程，其管径为φ1260和φ1360共10km。国家市政建设发展对管道的性能要求越来越高。在新型材质的管道中RPM管的优越性最为突出，具有耐腐蚀性好、自重型、运输及施工方便、内壁光滑、水流摩阻小等特点，因而具有十分广阔的市场。虽然RPM管在国外及国内得到较广泛的运用，但是由于上海地区土质差、地下水位高、施工条件较差、软土路基上是否采用RPM管？1991年及1993年上海分别铺设直径φ500mm及φ600mm的RPM管，经过几年努力该管成本得到下降，已具备了与其他管材竞争的条件。为开发推广这一新型建材，市建委确-2-定在上海耀华玻璃厂定的点生产，上海污水治理二期工程指挥部相应决定在污水治理二期SSI/6.1标全部采用RPM管。当覆土深度为≤3m时，RPM管刚度要求为5000N/m2，当覆土深度为＞3m时，RPM管的刚度要求为10000N/m2。经过1999年一年的努力，该工程已经顺利的通过了验收，2001年评为上海市市政工程金奖工程，2002年评为全国市政金奖工程，同时被评为全国人文环境奖，在监理实践中体会如下：一、加强对RPM管材质量的科学管理，确保整个工程质量达标。根据工程设计图纸的要求RPM管的几项主要技术措施，能满足设计要求。本工程的RPM管有两个厂提供，分别为上海耀华玻璃厂、江苏中意玻璃钢有限公司，两厂在技术和规模上都是上乘厂家，但是在工程实施阶段，该等级的RPM管尚属中等规模的高新产品，因此对供货质量的监督问题引起指挥部的高度重视。通过工程现场监理组织体系和同济大学参研单位的现代化高科技检验设备，加强对供货RPM管材质量的监督，起到良好的效果。1）在工程施工前对进场RPM管材刚度为10000N/m2，刚度为5000N/m2,分别抽取二根样管，切割成宽度为30cm，各三段，到同济大学测试。再抽取二根样管用于水压渗漏和短时失效水压试验。2）江苏中意玻璃钢有限公司管理欠佳，曾误将刚度为500N/m2RPM管材当作，10000N/m2管材运到施工现场，经现场管材每批量验收壁厚测量时发现厚度不符合要求，采用业务联系-3-单通知承包商，及时作了处理，清理现场。3）上海耀华玻璃厂于1999年4月15日送到现场的18根RPM管材，标明刚度为10000N/m2，经抽样并到同济大学测试，结果刚度为9000N/m2，该批未能达标的18根RPM管经标识后，采用业务联系单通知承包商全部运出现场，不得使用。4）在现场对二个厂家生产刚度为10000N/m2的RPM管进行壁厚测量时发现其壁厚分别为25.4mm和26mm，但是在抽查江苏厂生产的一批运达现场的10000N/m2的RPM管时，其中有四节长度为6m管材，经现场壁厚测量时，壁厚只有17mm，明显为不合格管子，令其运出现场。5)为确保工程质量，到两个厂家进行生产现场切割，切割管材试验，发现壁厚不均匀和含砂量不一致的质量问题，同时向两个厂家提出，数次自检合格而抽检不合格的问题，要求两个厂家及时整改。6）对进场每批RPM管检查壁厚测量进行台帐记录，对标识不齐，达不到壁厚要求进行记录，并进行出场。7）本工程所急需的RPM管规格和质量要求是高的，同时对厂家来讲又是中等的批量的新产品，因此我们对生产厂家采取了严格要求时，充分合作的程序，对保证整个工程的质量和两个厂家新产品的质量、效益都取到了良好的效果。二、RPM管排设中的沉降、变形和管道与窨井之间连接、渗水问题：1）RPM管的施工优点是施工操作方便，在地质条件好，-4-地下水位低的地区敷设RPM管仅需将沟槽底部整平而无需做管道基础，可边开挖边排管，施工速度快。在上海地区软土路基上，一般排管时均需做砼或钢筋砼管道基础。对于RPM管，如果采用砼基础，因砼需要养护，这样会延长施工周期，RPM管施工快的优点将发挥不出，另外，由于RPM管集中荷载的作用下易产生裂缝，要求沟槽底表面应平整、无直径大于38mm圆石或尺寸无25mm的碎石，因此采用15cm厚的中粗砂作为管道的垫层，并进行夯实，既满足排管要求，又充分发挥了RPM管施工快的优点。2）管道安装前措施：①管道安装前，必须前清理承口的内侧和插口处外部的灰尘、砂或其他固体附着物。②将管子置于管沟后，在承插前，要在该处挖一个承插坑，以便承口离开管沟下面的砂土便于操作。③用布再次将管子的连接部位擦净，同时用润滑剂、皂液或其他润滑剂（液体凡士林、食用植物）擦承口的扩张部分。④再次清理擦口部分的凹槽，取密封橡胶圈涂油，并在两手之间转动，检查是否完好。3）沟槽回填在绿化带下，沿线两侧无建筑群，先用粗砂回填至垫层以上3/4管径处、夯实，在无车辆荷载段，用原状土分层回填、夯实至原地面。在有车辆荷载段，为增加回填土的承载能力，先用中粗砂回填至管顶以上50cm，夯实、再用原状土分层回填夯实至原地面。-5-在回填夯实中特别要注意以下3点：①在夯实管已回填土黄砂时必须小心，防止过量夯实同时管道两边应均匀回填，防止造成管道变形或管道离开基床。②在夯实管道上方1m以内回填土或黄砂时要轻夯，注意不要用力过猛，以免损伤管道。③管顶至少覆盖1m以后，才能使用重型推土机进行回填。4）沉降问题即管底标高问题：①现场对刚度为5000N/m2RPM管管底标高抽测了四段，从测试数据中监理发现二井间管底的下沉量为一条垂线形，靠近井位下沉量最小。②管底标高下沉量与覆土有关，覆土高则下沉量则大。③覆土稳定后一段时间，管底标高有微小反弹现象，然后趋向稳定。④值得注意的是由于软土地基又无砼基础上排设RPM管，覆土厚度2.5m,所测得二井间最大管底沉降为-3.8cm，按市政工程砼排管要求±1.5cm标准是超标了。解决这一问题的一个途径是在RPM管排管过程中，可利用RPM管接口允许小转角的特点，排管时预先进行预拱处理，覆土后恢复到设计标高。⑤RPM管在覆土后管直径的横向和竖向变形问题：根据国外有关资料规定，在覆土后，RPM管直径变形超过内径的5%,如果管直径变形达到5%-8%，要把回填土挖掉重新回填。如果变形超过8%将要重新施工，SSI/6.1总长2.28KM，共有38座检查井，509节RPM管。经抽测RPM管内径变形的段落-6-为：刚度5000N/m2的RPM管：抽测了23个井位，共计不同长度的管节322节，用变形测量尺进行横向和竖向变形的测量。分析测量所得数据，有如下几点结果：a）在所测量的322节RPM管中有16节变形超标，占所测节数4.97%。其中竖向变形最大值为7.10%，横向变形最大值为7.25%。全线按509节计，变形超标节数占3.14%。b）管子变形最大的段落发生在井号20#-21#、19#-20#井之间，该段落位于永泰路下，路面上来往车辆较多，容易引起变形。c）刚度为5000N/m2的RPM管横向和竖向变形，无一定的规律性。主要的影响因素为回填土的施工质量，其次是RPM管本身质量材料的不均匀性。5）RPM管与窨井连接处渗水问题：本工程除过河采用倒虹管外，一般管道理深均较浅，因此除两座透气井为钢筋砼结构外，其他检查井为砖砌窨井。由于RPM管管壁光滑，与砖的材质不同，二者无亲和性，不易紧密结合，管道与井壁间易产生缝隙，造成井壁渗水。为解决这一问题，设计采用管道与窨井连接形式。在RPM管置入窨井井壁的一端做一圈止水环，要求施工时将该端外表面打毛并涂胶，粘一层细砂，井壁孔口处的砖砌筑时混凝土须饱满，以加强管道与窨井连接的紧密性。三、通过大量实测数据及数据分析，说明SSI/6.1标2.28km，RPM管的排设基本上是成功的。通过施工实践我还有-7-以下两点体会：1）在施工中，与砼管相比，RPM管明显的显示了它的优越之处：①施工进度快，φ1200mm每台班能完成100m排管任务。②自重轻，φ1200mm，12m长的管子自重仅为1.5t，运输及施工及为方便。③内壁光滑、阻水力小，相同水压下，直径可减小。耐腐蚀性好。④接口好，设有两道橡胶止水圈，允许有一定的转角，对软土地基有较好的适应性。2)RPM管推广和施工中应注意在路面载荷较大的段落，在设计时要相应增加RPM管的刚度和施工措施。在施工过程中应该不断提高业务水平，使工程的质量得到保证，为工程的建设作一份贡献。沈峥嵘2005年3月31日