玻璃鋼夾砂管海底敷設(shè)技術(shù)淺析

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2002年1月，遼寧水業(yè)玻璃鋼管道有限公司在大連長興島成功地埋設(shè)了一條長360米的DN400mm海底供水管線，工作壓力1.2MPa，海水深度11米。這是國內(nèi)首次將玻璃鋼夾砂管用于海底供水管線工程的成功范例，填補(bǔ)了國內(nèi)將玻璃鋼夾砂管用于海底輸水工程的空白。
    水下（特別是海底）敷設(shè)管線在國內(nèi)外都是一個(gè)難題。因其專業(yè)性很強(qiáng)，技術(shù)難度也很大。要較好地完成這項(xiàng)工作，要求施工人員不但要具備豐富的水上和水下施工經(jīng)驗(yàn)，還要對(duì)管材的特性有足夠的認(rèn)識(shí)。
    1、工程背景
    1999年初，大連長興島鎮(zhèn)政府就其跨海供水工程管材材質(zhì)的選擇進(jìn)行了廣泛的調(diào)研并作了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較。最終玻璃鋼夾砂管以其輕質(zhì)高強(qiáng)、水利特性優(yōu)良、耐腐蝕、壽命長、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)被采用。
    1999年9月，由遼寧水業(yè)玻璃鋼管道有限公司提供管材，大連某港工大隊(duì)進(jìn)行了第一次海底供水管線施工。由于采用的法蘭連接方式不適合于海底施工及海底管線固定措施不當(dāng)?shù)仍颍率构芫€滲水無法維修及投入使用，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100余萬元。2001年10月，應(yīng)長興島鎮(zhèn)政府的請(qǐng)求，遼寧水業(yè)玻璃鋼管道有限公司包工包料在同一位置進(jìn)行了第二次海底供水管線工程施工。
    2、施工方案
    在充分考慮海底供水管線施工難度的基礎(chǔ)上，公司邀請(qǐng)專家對(duì)施工方案和技術(shù)關(guān)鍵進(jìn)行了分析和論證。采用了抗海水腐蝕性能最好的專用樹脂和密封橡膠圈，使其與管材具有同等的使用壽命。將管剛度由第一次的40000Pa降為20000Pa，使管材既具備足夠的抗外壓能力又有一定的柔韌性，在受到外力作用時(shí)不易被破壞。按照《玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管》CJ/T 3079－1998城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，將所用管材在公司內(nèi)逐一進(jìn)行水壓滲漏試驗(yàn)和相關(guān)項(xiàng)目的檢驗(yàn)。
    在供水管線總長度360米中，淺海直管段長276米，穿越11米深海溝的曲管段長84米（管線形狀見示意圖1）。
    直管段由給水管道專業(yè)施工單位采用橡膠圈密封的承插式柔性連接方式進(jìn)行施工；曲管段由專業(yè)設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理工程師、給水管道施工人員及國家級(jí)施工工程潛水員組成的公關(guān)組采用獨(dú)創(chuàng)的整體漂浮法進(jìn)行施工。首先按照潛水員對(duì)海底管溝的精確測(cè)量結(jié)果落潮時(shí)在施工平臺(tái)上進(jìn)行連接形成84米整體管段，即所有連接處和轉(zhuǎn)角處均采用橡膠圈密封的承插式連接方式后再進(jìn)行剛性粘接補(bǔ)強(qiáng)的辦法進(jìn)行處理，避免水下連接作業(yè)。將管線兩端密封，漲潮時(shí)采用水面漂浮的方式將管線移到預(yù)定位置，然后緩慢注水下潛（注水一定要緩慢，避免封住空氣導(dǎo)致管材翻轉(zhuǎn)。如自然注水不能保證管段不翻轉(zhuǎn)，則應(yīng)將管線兩端抬起朝斜上方，用水泵注水使底部緩慢下潛）。用流動(dòng)性較好的袋裝水泥砂漿對(duì)管線進(jìn)行鋪墊、填塞和擠壓，避免管線移位。
    3、技術(shù)關(guān)鍵
    十分審慎地確定一個(gè)穩(wěn)妥的切實(shí)可行的施工方案；掌握氣象資料，弄清漲潮、落潮的時(shí)間和程度；精確測(cè)量管線埋設(shè)位置的形狀和尺寸，出具完整的施工圖紙。溝槽應(yīng)滿足埋設(shè)的要求，確定其承載能力。如有沉降的可能，應(yīng)采用柔性連接方式，避免管材懸吊；管線注水下潛的方式和步驟要合理、可行，不得出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象；一般不采用法蘭連接方式。如在水下敷設(shè)長距離直線管線，宜采用柔性連接方式；現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水壓滲漏試驗(yàn)時(shí)，固定墩應(yīng)牢固，位置應(yīng)選在轉(zhuǎn)角處。其他位置是否需要固定墩視具體情況而定。
    4、結(jié)束語
    玻璃鋼夾砂管可以替代其他管材的最大優(yōu)勢(shì)是其具備極強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)的條件已經(jīng)成熟，可以依據(jù)埋設(shè)要求和輸送介質(zhì)的情況進(jìn)行管材設(shè)計(jì)，選擇與輸送介質(zhì)相適應(yīng)的原輔材料進(jìn)行生產(chǎn)。在使用過程中，玻璃鋼夾砂管無腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，不但可以很好地保持輸送介質(zhì)的質(zhì)量，而且其使用壽命長達(dá)50年以上，這極大地增強(qiáng)了海底敷設(shè)輸水管線的意義。同時(shí)，長興島跨海供水管線的敷設(shè)成功，為更多地敷設(shè)海底輸水管線提供了依據(jù)。
    長興島跨海供水管線的成功敷設(shè)，對(duì)改善人民生活質(zhì)量，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展具有極大的意義，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。
    玻璃鋼夾砂管作為一種經(jīng)濟(jì)性和工程實(shí)用性俱佳的玻璃鋼管材，近年來得到飛速發(fā)展并成為玻璃鋼管材家族的主流產(chǎn)品。良好的產(chǎn)品質(zhì)量和專業(yè)化的施工隊(duì)伍完全可以保證玻璃鋼夾砂管材在水下工程中得到越來越多的應(yīng)用。