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夹砂玻璃钢管在水库工程输水管道中的运用

日期：2016-7-20 15:48:43　来源：转载　浏览数：
　

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    三口河水库所在流域工程性缺水较严重，根据规划及社会发展的要求，拟建的三口河水库是以灌溉为主，兼有农村人畜饮水、工业供水等功能的一项综合性水利工程。在该水库输水工程中，主要采用夹砂玻璃钢管作为输水管道。
    1· 工程概况
    三口河水库位于开阳县禾丰乡穿洞村公鸡河中游，距开阳县城约27 km，距贵阳市97 km，水库坝址以上流域面积26. 9 km2 ，总库容372 × 104 m3 ，工程等别为小( Ⅰ) 型Ⅳ等，工程由挡水坝、坝顶溢洪道、取水口、提水泵站及灌溉、供水管道等组成。挡水坝为C20 砼双曲拱坝，最大坝高为87 m，正常蓄水位1 084 m，设计灌溉面积582 hm2 ( 其中水田417. 333 hm2 ，旱地164. 667 hm2 ) ，人饮数5 300人，工业供水约6 575 t /d。该水库坝址以上流域面积26. 9 km2 ，总库容372 × 104 m3 ，水库正常蓄水位1 084 m，挡水坝为C20 砼双曲拱坝，最大坝高87 m，大坝等主要建筑物设计洪水标准为50 年一遇，校核洪水标准为500 年一遇。灌区主要分布在禾丰乡的穿洞村、田冲村、长红村和南江乡的毛家院村、南江村，总灌溉面积582 hm2 ( 其中田417. 33 hm2 ，土164. 667 hm2 ) 。根据灌面分布的地形、地理位置情况，把灌区分为3 个片区，即毛家院－南江片区、陡虎－关山坡片区、羊昌坝片区。
    工程建成后，三口河水库设计保证率( P = 80%) 的年灌溉供水量为299 × 104 m3 ，人畜饮水供水量41 × 104 m3( P = 95%) ，工业供水量为240 × 104 m3 /a( P = 95%) 。工程建设任务包括水源工程、灌区工程和供水工程的建设。水源工程包括大坝、溢洪道、取水口等建筑物。灌区工程包括输水管道、提水泵站等。供水工程含工业供水和人畜饮水。工业供水管与灌溉及人饮管合并考虑。设两级提水泵站，第一级泵站提水扬程为130 m，第二级泵站提水扬程为90 m，供水管道总长30. 85 km。
    2· 输水管道管材选择
    考虑到本工程管线长、地形复杂、管道内压高等特点，故在管材选用中，根据工程要求，在保证足够强度、水力损失小、便于运输和安装情况下，对以下3 种管材进行比选。
    2. 1 钢管
    使用年限: 40 年。
    生产与应用: ①传统管材; ②可工厂制作; ③国内以前使用较多。
    优点: ①管材强度高，工作压力也高; ②严密性较好;③能够承受轴向载荷，可安装于陡坡或作明管线; ④修补性好; ⑤运输、保存较方便; ⑥管件种类齐全，连接简单、可靠。
    缺点: ①容易腐蚀，需加以防腐处理，如防腐处理不当或在运输、安装过程中损伤防腐层，管道寿命将大大降低; ②用焊接法连接的接头较弱，当挠曲或温度变化时，接头处容易开焊; ③水泥沙浆内防腐层不允许环向挠度过大，所以不适宜外在荷过高的情况; ④造价较高; ⑤钢材用量大; ⑥对安装人员技术等级要求高，大口径管道施工速度较慢; ⑦使用寿命相对较短; 一旦破坏水力特性会急剧恶化; ⑧管道锈蚀后会对介质造成二次污染，降低水质。
    2. 2 球墨铸铁管
    球墨铸铁管使用年限: 70 年。生产与应用: ①新型管材; ②国家建委推广产品; ③国内普遍使用。
    优点: ①管材强度较高，工作压力高; ②出厂产品外喷涂沥青、内衬水泥具有很好的防腐性能; ③连接简单、可靠; ④运输、搬运、安装过程中破损率低; ⑤柔性接口，当发生挠曲时管道不发生泄露; ⑥对安装人员无任何技术等级要求，安装速度快; ⑦水泥沙浆内衬能承受较大的环向挠度，能承受较大的外载荷; ⑧对回填土无特殊要求，可使用原土回填; ⑨节约钢材，使用寿命最长，寿命周期内综合造价低; ⑩管线可开孔接支管。
    缺点: ①重量较大; ②最小直径为DN80。
    2. 3 玻璃钢管
    使用年限50 年。
    生产与应用: ①新型管材; ②生产厂家有河北、山东、浙江、四川等地。
    优点: ①非金属材料、抗腐蚀; ②重量轻; 安装速度快;
    ③用于石化、市政污水排放，管线具有较好的抗腐蚀能力。
    缺点: ①化学产品，老化后，强度消失; ②基本上没有延伸率，接口没有柔性; ③强度小，不适合用于外载荷较大的管线; ④对基础、回填土具有很高的要求，由此造成很多问题; ⑤对安装工人技术等级有较高的要求。
    2. 4 比较与选择
    3 ·种管材特性比较详见表1 和表2。

    根据表1、表2 综合比选，钢管及离心球墨铸铁管单价较高，不予采用，本工程灌溉及供水输水管线管材选用夹砂玻璃钢管。根据水头夹砂玻璃钢管使用压力等级为0. 6 ～ 2. 0 MPa。
    3 ·输水管道铺设方式
    管道铺设分明式和暗式，明式铺设优点是便于管道的安装和维修，缺点是需要经常性维护; 暗式的优点与明式铺设相反，本阶段输水管材选择为夹砂玻璃管，因管材特性要求，管材必须为暗式铺设即埋管。埋管断面根据基础不同分为5 种形式，分别为土基标准断面、土石基标准断面、石基陡坡段断面、跨路段标准断面图、跳河( 或跨小冲) 沟标准断面。标准断面图见图1。

    4 ·夹砂玻璃管施工
    土方开挖采用人工自上而下开挖，渣料堆放于管道沿线，以用作回填料。石方采用手风钻造孔，人工装药爆破，人工除渣并与土方渣料堆放在一起。不能堆放渣料的地段，用双胶轮车运输50 m就近堆放。
    管道沿线镇支墩混凝土采用JZC350 移动式拌和机拌和，双胶轮车运输，人工入仓并持振捣器振捣密实。钢筋采用加工场统一制作，双胶轮车运至现场，人工绑扎就位。
    砌石用8 t自卸汽车运至施工地段，局部困难地段用胶轮车转运。砂浆在现场用人工按照施工配合比进行拌制，并提供给就近的工作面。浆砌石砌筑程序为先砌“角石”，再砌“面石”，最后再砌“腹石”。同一层面应砌平，相邻石块高差应小于20 ～ 30 mm。毛石安砌必须自身稳定，大面朝下，适当摇动和敲击，使其平稳。铺浆应全面均匀，厚度为30 ～ 50 mm，防止缝间被大骨料架空，随铺随砌，砌缝用砂浆填充饱满。
    玻璃钢管用汽车运至施工地段后，人工搬运至施工现场。安装前需找出对接的管道，检查规格、长度及压力等级等，用装有金刚石锯片的角向磨光机将需胶接的部位切开，用装有软片砂轮的角向磨光机将需要胶接的地方打磨，然后将找正环塞入一头对接口，涨紧后，把另一接头套在找正环上，将两对接头推紧合缝，对正找平，使中间缝隙尽可能地小。然后进行封口即在接缝处刷上内衬树脂，铺上油毡，将浸好胶的长丝绕在对接的缝隙内，再在其上铺放两层短切毡。待封口固化后，检查封口质量，有无气泡、裂纹等缺陷。若有，则需重新打磨修复。若质量较好，则用打磨机将对接面打毛，将整个对接面刷上一层胶。根据工艺单上规定的搭接宽度和铺层顺序铺放短切毡，缠绕玻璃布，每缠一层，用毛刷蘸上树脂，使之浸透，用辊轮滚压，赶尽气泡并抹平，不得留有褶皱、未浸润等不良情况。糊制时，对接口两边应平整、整齐。
    管道连接完成后应马上进行回填，这样可以防止管道的浮力和热变形的发生，也可避免管沟侧面原土滑移。管道浮力作用有可能破坏管道和管道接头，造成不必要的返工。回填采用人工用铁锹挖土回填，填土用木板或木棍夯实。
    5 ·结语
    综上所述，夹砂玻璃钢管相对于其他类型的管道来说具有多种优势。在上述工程中，夹砂钢管得到了成功的运用，不仅表明了其产品的性能可靠、质量稳定，而且取得了良好的社会、经济效益，有着广阔的发展前景。