一般湿陷性黄土地区玻璃钢夹砂管顶管施工技术

一般湿陷性黄土地区玻璃钢夹砂管顶管施工技术

1马海利  2孙琼 3刘瑜 4蒿冰 5张涛

  1、3、4、5西安市政道桥建设集团有限公司   2西安排水集团有限公司

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摘要  本文介绍了玻璃钢夹砂管的管材特性，施工方法和质量控制措施，以工程实例和具体数据对玻璃钢夹砂管人工顶管施工优缺点进行了阐述和总结。

关键词  玻璃钢夹砂管 ；顶管施工；施工方法

1.前言

在管道工程施工中，当管道埋深较大或穿越障碍物以及采用开挖埋管的施工方法有困难时，顶管施工无论从技术经济比较，还是从施工方法考虑，都是切实可行的最佳方案。多个工作坑可以同时顶进，平行作业，施工速度快，对周围环境和交通影响小。 新材料玻璃钢夹砂管应用于顶管施工在一定程度上也改变了传统的钢筋混凝土管在顶管施工中所需顶力大、一次顶进距离短、容易错口、不宜纠偏等问题。现就西安一般湿陷性黄土地区小管径玻璃钢夹砂管在顶管施工中的经验作以阐述和总结，以资商榷。

2.玻璃钢夹砂管

2.1管材简介

玻璃钢纤维增强热固性树脂夹砂管（简称玻璃钢夹砂管）是七十年代出现的一种新型非金属柔性复合管材。是把拉伸强度很高的增强材料玻璃纤维包裹在耐压耐磨性较强的热固性树脂中，以粘接纤维和石英砂颗粒作为基体材料，加触变剂和染料制成。

2.2管材特性

玻璃钢夹砂管具有自重轻、刚度好、管壁光滑水利条件好，输送液体阻力小，耐磨、抗蛀，管节长度可以随意加工等优点。具有优良的柔性、出色的抗化学腐蚀能力和较长的使用寿命，克服了钢筋混凝土管材易刚性开裂，管壁质脆，难于抵抗地震、地裂缝和地基的不均匀沉降的问题；同时又避免了钢管的抗腐蚀能力差，使用年限短的弊病。其综合效益好，维修简便，节钢节能。在输送能力相同时，可比混凝土管小1～3个直径等级。

2.3管材应用

随着制作工艺的成熟和质量的提高，玻璃钢夹砂管在市政管道工程中应用日益广泛。顶管所用的玻璃钢加砂管为轻质高强管，其环向强度和轴向强度分别达到500 Mpa和320Mpa，环刚度在7500pa以上。管节采用外套环的接口形式，套环由3~8mm厚的钢板制作而成，宽度为200~300mm，用树脂胶粘在管子一端的契口上，连接玻璃钢管。顶管工作结束后，清理管壁，用玻璃纤维和树脂在管内壁打磨粘接。

3.玻璃钢夹砂管顶管施工　

3.1施工方法

玻璃钢夹砂管顶管施工工作坑和顶管设备与钢筋混凝土顶管施工无异。工作坑优先选择在检查井的位置，工作坑的开挖断面,根据管径、管长、顶管机具的规格，下管及出土方法、埋深、土质等条件确定。开挖工作坑必须及时支撑防止坍塌。对于埋深较浅的稳定土层可开挖成坡比为1/20的直槽，用逆作法施工，现浇混凝土支撑。有地下水时先进行降水。测量控制点建立在易于保护，视线清晰，校核方便的地方。顶进设备为柱塞式超高压电动油泵和320吨双作用油压千斤顶，千斤顶合力作用点在管道中心的垂线上且位于管子总高的1/4～1/5处。后备采用装配式，由修铲平整的原土后备墙，横、纵叠加的双排方木和一块钢板组成。导轨的纵坡与管道纵坡支设一致，两轨顺直、平行。

3.2质量控制

管前挖土是保证顶管质量的关键，挖土长度视土质情况而定。挖土应自上而下分层开挖，管子周围挖土上面允许扩挖1.5 cm，下面中心角135°的范围内不得超挖，必须挖成锅底形，前小后大，先粗挖后细修。同时配备水平尺一把，对管前挖土的高程随时进行检查。顶进分昼夜两班不停施工，采用人工掘进，6人为一作业班组，坑上一人操纵电葫芦吊土，一人用架子车运土，坑内三人包括操作高压油泵，换顶铁和出土，管内二人，一人挖土，一人装土。第一节管子每顶进30 cm对中线及高程测量一次，正常顶进时每米测量一次高程，每根管子测量一次中线。在顶进过程中坚持勤测微调的原则，采用小角度逐渐纠偏，并增加测量次数，让管子平缓的接近设计位置。

4.施工总结     

摘录西安一般湿陷性黄土地区，顶管施工中高程及中线均合格的 d1000mm的玻璃钢加砂管顶进数据和d1000mm的钢筋混凝土管顶进数据进行分析总结。

4.1d1000mm的玻璃钢加砂管数据

4.2d1000mm的钢筋混凝土管数据

4.3数据分析

从以上数据可以看出，玻璃钢加砂管与钢筋混凝土管子相比顶进长度相同时所需的顶力比混凝土管小的多，相邻两管间错口小，高程及中线偏差比混凝土管小，走向相对稳定。分析其原因如下：

玻璃钢加砂管自重轻、外壁光滑，摩擦系数小，要求顶力自然也小，顶进、纠偏也相对容易一些，因此误差值比混凝土管小。另外，玻璃钢加砂管虽是柔性管材，但因为有钢板外套圈的作用整个管段形成了一个整体，对管节有一定的约束作用，在顶进过程中限制了管子的任意弯曲和错口的生成。提高了顶管质量。

4.4玻璃钢加砂管顶管的优确点

通过玻璃钢加砂管的顶管施工我们发现玻璃钢加砂管有不少优点，其施工工艺和机械要求简单，使用同样的顶管设备能顶进更长距离的玻璃钢加砂管，有利于更好的发挥机械性能。接口形式简单，劳动强度低，效果好，经过闭水试验发现其渗水量较同管径的混凝土管小的多。自重轻，在高程的误差上较少出现负值，克服了钢筋混凝土管易在软弱土质中出现的“栽头”问题。同时也存在不少问题，由于管子本身的柔性及钢板外套圈对管子的约束作用，使得校正纠偏不能立即生效，误差只能逐渐恢复。在夏天施工时由于管体不吸收水分，人体排汗凝结在管内壁上，汇到管子底部形成泥浆，影响施工。在顶进工程中由于挖土不当容易造成管子径向变形。接口材料有很强的刺鼻气味，不利于操作人员管内作业以及管子和检查井的结茬处容易渗水等问题都有待解决。

5.结束语

值得赘述的一点便是由于玻璃钢加砂管的管内壁粗糙度小，水头损失小，而且内壁光滑不宜截留赃物。所以在重力流的排水管道施工时，玻璃钢加砂管可以仅靠减小坡度，就能很好的解决在高差有限的范围内的排水问题而不影响排水的效果。

此外，我们也清楚的认识到施工过程本身就是一个实践认识，然后再提高的过程。在玻璃钢加砂管的顶管施工中还没有长距离顶管和其他土质类型顶进的经验，对有些问题还没有认识清楚，顶进方法还停留在半机械化的水平，有很多方面都有待改进和提高。

参考文献

[1]DB13/T 2815－2018,顶管工程施工及验收技术规程[S]

[2]GB50268-2021,给水排水管道工程施工及验收规范[S]