玻璃鋼夾砂管海底敷設技術淺析

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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，填補了國內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）敷設管線在國內外都是一個難題。因其專業(yè)性很強，技術難度也很大。要較好地完成這項工作，要求施工人員不但要具備豐富的水上和水下施工經驗，還要對管材的特性有足夠的認識。
    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的選擇進行了廣泛的調研并作了詳細的技術經濟方案比較。最終玻璃鋼夾砂管以其輕質高強、水利特性優(yōu)良、耐腐蝕、壽命長、價格低等優(yōu)勢被采用。
    1999年9月，由遼寧水業(yè)玻璃鋼管道有限公司提供管材，大連某港工大隊進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?shù)仍?，致使管線滲水無法維修及投入使用，造成直接經濟損失達100余萬元。2001年10月，應長興島鎮(zhèn)政府的請求，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上，公司邀請專家對施工方案和技術關鍵進行了分析和論證。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，在受到外力作用時不易被破壞。按照《玻璃纖維增強塑料夾砂管》CJ/T 3079－1998城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準的規(guī)定，將所用管材在公司內逐一進行水壓滲漏試驗和相關項目的檢驗。
    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行施工；曲管段由專業(yè)設計人員、監(jiān)理工程師、給水管道施工人員及國家級施工工程潛水員組成的公關組采用獨創(chuàng)的整體漂浮法進行施工。首先按照潛水員對海底管溝的精確測量結果落潮時在施工平臺上進行連接形成84米整體管段，即所有連接處和轉角處均采用橡膠圈密封的承插式連接方式后再進行剛性粘接補強的辦法進行處理，避免水下連接作業(yè)。將管線兩端密封，漲潮時采用水面漂浮的方式將管線移到預定位置，然后緩慢注水下潛（注水一定要緩慢，避免封住空氣導致管材翻轉。如自然注水不能保證管段不翻轉，則應將管線兩端抬起朝斜上方，用水泵注水使底部緩慢下潛）。用流動性較好的袋裝水泥砂漿對管線進行鋪墊、填塞和擠壓，避免管線移位。
    3、技術關鍵
    十分審慎地確定一個穩(wěn)妥的切實可行的施工方案；掌握氣象資料，弄清漲潮、落潮的時間和程度；精確測量管線埋設位置的形狀和尺寸，出具完整的施工圖紙。溝槽應滿足埋設的要求，確定其承載能力。如有沉降的可能，應采用柔性連接方式，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)翻轉現(xiàn)象；一般不采用法蘭連接方式。如在水下敷設長距離直線管線，宜采用柔性連接方式；現(xiàn)場進行水壓滲漏試驗時，固定墩應牢固，位置應選在轉角處。其他位置是否需要固定墩視具體情況而定。
    4、結束語
    玻璃鋼夾砂管可以替代其他管材的最大優(yōu)勢是其具備極強的可設計性，實現(xiàn)各種設計的條件已經成熟，可以依據(jù)埋設要求和輸送介質的情況進行管材設計，選擇與輸送介質相適應的原輔材料進行生產。在使用過程中，玻璃鋼夾砂管無腐蝕和結垢現(xiàn)象，不但可以很好地保持輸送介質的質量，而且其使用壽命長達50年以上，這極大地增強了海底敷設輸水管線的意義。同時，長興島跨海供水管線的敷設成功，為更多地敷設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，對改善人民生活質量，促進工農業(yè)生產的發(fā)展具有極大的意義，其經濟效益和社會效益十分顯著。
    玻璃鋼夾砂管作為一種經濟性和工程實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品。良好的產品質量和專業(yè)化的施工隊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用。