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浅述FRPP管在市政排水工程中的应用体会
作者:杨小芳 来源:武汉市第二市政工程有限公司 日期: 2006-4-14
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 为推广塑料管材在武汉市排水工程中的应用,东湖高新技术开发区在城区建设的排水管网中,采用了新型FRPP管材,取得了一定的经验和成效。笔者结合武昌滨湖大道工程的施工实践,浅述FRPP管的应用体会。

 一、工程简介

 武昌滨湖大道道排工程南起两湖大道,北至关凤大道,全长403km。道路红线宽度60m,其现状为湖、塘和荒地,在道路中轴线左侧1.5m处,沿道路纵向布设了一条长4km,Φ1200mm的污水管道,以收集庙山、汤逊湖周边的污水,截流至污水处理厂治理。污水管道设计要求的管材为FRPP管、橡胶密封圈接口,排水管道在路堤土方回填至管顶以上50cm后再进行施工,管道埋置深度45m

 二、管材和橡胶密封圈的技术性能

 1、管材的技术性能

 FRPP管—增强聚丙烯管,它以PP树脂为主,添加5%-30%的玻璃纤维及炭黑等组成的混合料,经模压成型。

 (1)管材的外观质量:

 a 管材外壁密实、直顺,不得有气泡、砂眼、针孔、裂纹,内壁光滑、平顺、无毛刺、皱纹;

 b 管材端面平齐,且与轴线垂直;

 c 管材色泽均匀一致,不得有明显的扁平及弯曲变形,无破损、裂口等现象。

 (2)管材的技术性能:

 FRPP管的技术要求见下表

 

 2、橡胶密封圈的技术性能

 (1)橡胶圈的外观质量:

 a 橡胶圈为O型实心截面;

 b 橡胶圈紧密,表面光滑、平整,无气孔、裂纹、卷褶、破损等缺陷。

 (3)橡胶圈的技术性能

 a 邵氏硬度为50±5度;

 b 伸长率≥500%

 c 拉断强度≥16MPa

 d 永久变形率≤25%

 e 耐酸碱系数≥0.8

 f 耐老化系数≥0.820144h)。

 三、施工工艺、施工流程和施工方法

 1、施工工艺

 采用机械和辅助人工配合完成FRPP管的施工,即用机械开挖沟槽,人工检整槽基并铺砂石垫层基础。再将管材吊放到垫层基础上后,用专制管道安装定位架将管道安装就位,最后进行闭水试验和沟槽土方回填工序施工。

 2、施工流程:

 测量放线→沟槽开挖→砂碎石垫层基础→安装FRPP管→短管和检查井连接→水压试验→胸腔及管顶50cm内砂回填→土方回填压实。

 3、施工方法

 (1)沟槽开挖

 采用机械反铲开挖,人工配合检整成型,沟槽土基至管顶50cm断面为直槽式或10.33的放坡槽开挖,并按单管长的长度模数放样,且开挖形成承插式接口的施工凹槽,槽宽同土基底宽,长度为4060cm,槽深510cm,接口完成后,即用砂回填密实。

 (2)管道安装

 以二检查井位距离为一单元安管施工。

 a 橡胶圈安装

 a) FRPP管承插接口清扫干净,如有飞边毛刺预先处理,以防划破橡胶密封圈,同时清除管内杂物。

 b) 在承口工作面涂上润滑剂,将橡胶圈套入插口环凹槽内,消除橡胶圈的扭曲翻转现象以保持密封良好,然后把润滑剂涂刷在橡胶圈上。

 B 管道接口

 a)管道插口顺水流方向,承口逆水流方向安装,安装由下游往上游施工。

 b)管道初步落位后,人工辅助定位。即将管道插口与已安装好管道的承口对中,使插口对正承口,在对中调平的同时,用手动绞盘将管拉进前一节管道,使插口滑入到已安装好的承口内,再复核调整管位中线、高程使之符合规范要求。

 c)管道铺设时,须在每节管道安装就位并将接口接好后,再安装下一节管道。

 (3)短管安装和检查井连接

 a 管道与检查井连接处,可能出现由于地基的不均匀沉降而造成掰裂或剪裂,以及连接处因密封不严而渗漏。为此管道与检查井的连接采用柔性接头。 

 b 与检查井衔接处的管道外表面采用中介法施工,即在管道与检查井相连接部位,预先用与管材相同的塑料胶粘剂和粗砂做成中介层,然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。

 c 中介层的做法:先用毛刷和棉纱将管壁的外面清理干净,然后均匀地涂上一层塑料粘接剂,紧接着在上面撒一层干燥的粗砂,固化1020分钟,即形成了表面粗糙的中介层,中介层的长度与检查井厚度相同。

 d 管道与检查井的连接采用短管连接,即直接与检查井连接处的管道用0.51.0m的管段,后面再连长度不大于2.0m的短管,以后再与整管连接。

 (4)闭水试验

 管道安装完毕后,进行密闭式试验(闭水试验),以检测管道安装层的渗水量是否满足规范要求。

 a 闭水试验前具备的条件:

 查井内预留的管,孔已封堵严密,抹面无裂缝且不渗水。

 管道接口,管与检查井接口严密、无变形、收缩裂缝。

 管道堵头(板)承载力经核算不小于水压力的合力,且已经封堵严密、紧固、无渗水现象。

 备有一定容量的储水器及易计算注水量的注水容器。

 在1/2管径以下部分回填中粗砂,回填压实度符合规范要求,管顶采用砂袋稳管。闭水试验前,沟槽内无积水。

 b 试验方法步骤

 从试验段上游处的检查井灌水,灌水至检查井井筒高程距管内顶2m处为止。

 灌水后浸泡12小时,观察检查井井身和管道接口外露处有无渗漏现象,如发现渗漏,查明原因,将灌水抽出,进行返工处理。

 灌水浸泡12小时,若末发现明显渗漏,记录试验的起始时间,用注水器不断向井内注水,注水及观察时间不少于30分钟,记录试验终止时间。计算试验时注入井管内的注水量

q=W/T·L计算实测渗水量

式中:q ——实测渗水量(L/h·m

W ——试验期注入水量(L)

T ——闭水试验观测时间(h

L —— 试验段两堵头间距离(m

 将实测渗水量与允许渗水量比较,实测渗水量若小于允许渗水量,则闭水试验合格,反之则应进行返工处理。                     

 (5)沟槽回填压实

 管道胸腔部分和管顶面50cm以内用中粗砂回填密实,管道两侧的回填保持对称并分层注水密实。严禁单侧回填和从一侧推填,以保证管道位置稳定,管顶50cm以上回填则按工程设计要求进行。

 四、结语

 1、产品优势:

 a FRPP管能耐腐蚀、抗渗漏、内壁光滑不结垢、流体阻力小、使用寿命长、重量轻、安装维修方便,能做到当日开挖、当日铺管、当日回填。

 b FRPP管从生产到使用无任何污染,是名副其实的“绿色项目”,无论经济效益,社会效益和环保效益都是同类产品无法比拟的。

 c 该管采用承插式接口,橡胶密封圈,接口允许转角大,较好地适用于软土基对不均匀沉降和位移的变形要求,有利于加快施工进度和文明施工,值得推广应用。

 2、施工中存在的问题及原因分析

 a 管道管材的应用技术不够成熟,规范不健全,施工工艺不完善,有待于试验研究和应用补充。

 b 管节每节长2m,在制作过程中是各1m 管节焊接成单节加肋塑料管,连接处局部不理想,从外壁到内壁都要用密封胶处理。

 c 管材间接口,管道与检查井的连接的密封问题,现采用柔性橡胶密封圈接头,规范中也未有橡胶圈材质性能要求,管道与检查井接口采用橡胶膨胀条在实际使用中,发现膨胀条系数不理想,造成密封不严密。

 d 管道胸腔煨砂过程中,出现浮管现象。主要是因为水密实法施工注水量过大。其处理采用砂袋放在接口处稳管。

 e 进行闭水试验时,发现接头因结构不同产生裂缝,渗水,达不到设计要求,特别是管节之间焊接不到位的地方及时先进施焊。

 五、几点建议

 a 开发新型管材,最好是以一定模数为主,不要节间利用焊接形成节长。

 b 开发管材厂家对管材检查(接口材料、几何尺寸)要有通用性好的检查工具。

 c 管材轻、脆性大,施工时容易破损,是否能提高管材的刚度。

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