引言
　　玻璃鋼夾砂管道是以玻璃纖維及其制品、不飽和聚酯樹脂、石英砂為主要原料，采用纏繞法等工藝而生產(chǎn)的一種新型復合管材。綜合成本低于目前常用的鋼管、球鐵管、預應力鋼筋混凝土管，而且還有壽命長達50年，耐腐蝕、不爆管等優(yōu)點[1]。玻璃鋼夾砂管由于其各種優(yōu)異特性，被廣泛應用在給水工程與排水及石油、化工工業(yè)液體的輸送工程中，取得了良好的應用效果，是一種具有大力推廣價值的新型管材。
　　1 玻璃鋼夾砂管的應用優(yōu)勢
　　1.1 玻璃鋼夾砂管的特點
　　玻璃鋼夾砂管是由基體樹脂、增強材料、輔助材料等復合而成的管材，玻璃鋼夾砂管由內(nèi)襯層、結構層和構成。管壁由表面層、內(nèi)增強層、結構層和內(nèi)襯層組成，內(nèi)襯層為防腐防滲層，由內(nèi)表面層和次內(nèi)層兩部分組成，結構層由連續(xù)纖維纏繞層和樹脂砂漿層組成，表面層由抗老化添加劑和樹脂配制而成，其結構可根據(jù)實際情況的需要來設計，以滿足不同性能的要求。與傳統(tǒng)混凝土管材相比，玻璃鋼夾砂管具有諸多優(yōu)點（見表1）。玻璃鋼夾砂管道的密度為1.65～2.2g／cm3，管壁結構致密、堅實，重量輕、強度高、韌性好，具有較好的耐熱性和抗凍性，而且其內(nèi)外層均由熱同性樹脂固化而成，具有很強的耐腐蝕能力，使用壽命長。與混凝土管相比，其內(nèi)壁光滑、糙率和摩阻力小，輸送效率很高。在合理設計和嚴格施工的情況下，大口徑玻璃鋼夾砂管的工程總造價常常低于混凝土管，具有良好的環(huán)境效益和社會效益，在工業(yè)供水及城市建設的給水排水工程、水利水電工程中得到越來越廣泛地應用[2]。
　　
　　1.2 玻璃鋼夾砂管在供水工程中的優(yōu)點
　　現(xiàn)代供水工程的管道多是地下敷設的，玻璃鋼夾砂管道在供水管道的使用中顯示出了眾多的優(yōu)越，尤其是在地質(zhì)復雜地段的成功使用，解決了傳統(tǒng)管材所不能解決的技術困難。相同水力坡度與公稱直徑下，玻璃鋼夾砂管道流量與流速大，為鋼筋混凝土管道的1.55倍。玻璃鋼夾砂管道耐腐蝕性極強，不論是管內(nèi)的腐蝕，還是管外的腐蝕均可通過正確選用樹脂與鋪層予以解決。玻璃鋼夾砂管道纏繞層的拉伸強度與拉伸模量均很高，在富樹脂的內(nèi)襯層和外保護層的阻攔下抗?jié)B透性也很好，不易產(chǎn)生泄露而污染環(huán)境，符合供水管道建設的發(fā)展要求[3]。
　　2 玻璃鋼夾砂管在工程中的應用
　　2.1 玻璃鋼夾砂管的應用
　　近年來，隨著城市建設的蓬勃開展，尤其是城市水務系統(tǒng)的大力建設，玻璃鋼夾砂管以其優(yōu)越的性能得到了廣泛應用。例如一條長40 Km內(nèi)徑2.0m的供水管道，一個月可以供水25萬t，采用鋼管的耗電量約為680 萬KW•h，用混凝土管耗電量為840萬KW•h，而用玻璃鋼夾砂管道耗電量僅為380 萬KW•h，且采用玻璃鋼夾砂管的維修檢查次數(shù)少，能夠保證安全供水。內(nèi)蒙古準格爾黃河水務有限公司在萬家寨引黃供水工程、黃河柳林灘供水工程以及準格爾旗大路煤化工基地供水工程中大量使用玻璃鋼管，取得了很好的經(jīng)濟效益。實踐證明使用玻璃鋼夾砂管道作為供水管道，不僅有著顯著的社會、經(jīng)濟效益，而且是利國利民的大好事。
　　2.2玻璃鋼夾砂管應用中存在的問題及解決方法
　　玻璃鋼管道具有安裝方便、施工速度快的特點,但在作業(yè)人員缺少施工經(jīng)驗、安裝不熟練的情況下,這一特點很難顯現(xiàn)。在工程初期,大多數(shù)工人均為第一次接觸玻璃鋼管線施工,影響了施工進度和質(zhì)量;管道運輸中二次裝卸搬運不當有管體破損現(xiàn)象;管線回填不按程序施工,盲目采用機械回填,易造成大石下落砸傷管道;管道回填厚度不夠和不及時,在暴雨后發(fā)生管道漂浮現(xiàn)象。
　　玻璃鋼管鋪設時,接口的偏轉角度控制在1°左右,最大不得超過1.5°,接口只能在規(guī)定的角度內(nèi)轉動。接口處在管道軸線方向有一定的間隙,應控制在5~15mm,保證管線不漏水。管線基礎最好在均質(zhì)原狀土基上,當遇到較長距離松軟基礎或高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時,受地基沉降的影響,導致管道承插口變形,拉伸和轉動,使密封膠圈失效而漏水。在軟、硬基礎結合處,由于基礎的不均勻沉陷,可出現(xiàn)管道承插口受力不均產(chǎn)生漏水。巖石基礎,管道底部易出現(xiàn)巖石尖角碰撞、擠壓等損傷,在長期運行中管線漏水。
　　當玻璃鋼管道遇到復雜地段等特殊地形時,有時定制的管件滿足不了安裝要求,這時常采取接口現(xiàn)場進行糊制的辦法。現(xiàn)場糊制,野外作業(yè),受氣候、環(huán)境、人員素質(zhì)等因素的影響,易出現(xiàn)糊制質(zhì)量不合格的現(xiàn)象。主要表現(xiàn)一是接口糊制厚度不足,也就是糊制層數(shù)不夠,形成局部強度低,充水打壓不合格;二是接口兩側纏繞搭接寬度達不到要求,打壓時抗?jié)B透能力不夠;三是現(xiàn)場配料固化時間掌握不準確,糊制工序不規(guī)范造成糊口質(zhì)量不好等。
　　解決方法：
　　在施工前,對管道及附屬件要逐個檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。管道有裂紋等損傷,承插口不光滑、橢圓度不合格的,不能用于管線中,要及時返廠或進行現(xiàn)場處理。施工安裝中還需要再認真查看,管道連接時檢查“0”型橡膠圈的彈性,是否有氣泡和雜質(zhì),發(fā)現(xiàn)問題及時剔除,保證膠圈的密封性。遇承插口安裝困難時,不要強行安裝,以免承口被漲裂,應對承口、插口進行表面光滑度、橢圓度進行檢測,當誤差大時,采用電動砂輪配合細砂紙打磨處理后,再進行管道連接。并在管口水壓試驗時,保壓時間由正常時3min延長至5min,確保安裝質(zhì)量合格。
　　在實際中還存在沒有同類工程經(jīng)驗的施工企業(yè)中標的情況,給工程正常施工帶來不便,一是施工速度緩慢、質(zhì)量不易保證,二是監(jiān)理單位、業(yè)主單位對工程管理不順暢。針對上述施工問題,在承包單位通過及時調(diào)整人員結構,選調(diào)和增加有類似施工經(jīng)驗人員,請有經(jīng)驗的技術人員現(xiàn)場培訓等手段,增加現(xiàn)場施工技術工人,保證正常施工進度和質(zhì)量。工程監(jiān)理單位應加強對工程各施工工序的控制,規(guī)范施工程序,避免出現(xiàn)盲目施工的現(xiàn)象。如在管道二次倒運時加強監(jiān)管、管線標準回填和雨季及時回填等,防止出現(xiàn)工程返工現(xiàn)象。
　　管線基礎好壞,對正常輸水運行影響較大。當遇有軟基、高膨脹性土包括人工填土、淤泥和濕陷性土基時,基礎承載力較低,必須采用換土、夯實等措施進行處理?？筛鶕?jù)實際情況用礫石砂進行處理,要求礫石砂層厚度在300~500mm,并夯實平整,以保證基礎有足夠承載力,施工中要防止礫石砂在溝底兩側擠出,影響基礎處理效果;在軟、硬基礎結合處,一定要加強對軟基一側的處理,通過換土、夯實等手段,將軟基處理好,同時在管道底部增加砂墊層厚度至200mm,防止在結合部位產(chǎn)生不均勻沉陷;遇到巖石基礎,要增加對基礎面巖石平整處理,不能有大的棱角和凸起,同時還要保證至少150~200mm左右砂墊層的厚度。施工中注意管道人為砸壞和機械碰撞損傷,管線回填距管中部以下回填中細砂,管中部以上距管頂0.5m回填土,并夯實。
　　施工現(xiàn)場由于作業(yè)環(huán)境差異,施工人員素質(zhì)不同,糊補質(zhì)量差別較大,為避免出現(xiàn)糊制質(zhì)量問題,要制定玻璃鋼管現(xiàn)場糊制工藝技術要求。從材料包括不飽和聚脂樹脂、玻璃纖維、固化劑和促進劑、作業(yè)工具等準備,現(xiàn)場施工準備包括計劃糊補厚度及層數(shù)、樹脂用量、配料程序等,到施工技術和工藝要求等都要做到規(guī)范操作,嚴格施工,這樣才能經(jīng)受住充水打壓試驗的檢驗。

3 玻璃鋼夾砂管的工程經(jīng)濟性
　　3.1 供水工程管道類型
　　管道的成本在供水管工程的建設中比例很大，選擇合適的管道十分重要。傳統(tǒng)的供水管網(wǎng)通常采用鍍鋅鋼管、鑄鐵管作為主要的供水管材，但其容易銹蝕結垢，影響用水安全。目前，國內(nèi)可供選擇的管材種類很多，有球墨鑄鐵管、鋼管、預應力混凝土管和UPVC塑料管以及玻璃鋼夾砂管等。鋼管具有較高的抗變形能力，強度高，其壽命取決于防腐材料的質(zhì)量。球墨鑄鐵管材質(zhì)優(yōu)于鑄鐵管，延伸率較大，強度略低于鋼管。預應力鋼筋混凝土管造價低，耐腐蝕，但抗變形能力差，容易出現(xiàn)滲漏問題，目前用量很小。UPVC塑料管具有強度高、重量輕、耐腐蝕、不結垢等特點，而且其價格低、施工方便，在城市供水管網(wǎng)中得到廣泛應用[4]。玻璃夾砂管具有較強的耐腐蝕性，能抵抗酸、堿、鹽等腐蝕性侵蝕，可以制成不同壓力和剛度的管道，具有廣闊的應用前景。各中管材的優(yōu)缺點如表2所示。
　　
　　3.2 玻璃鋼夾砂管的工程造價
　　玻璃鋼夾砂管道的大量應用表明了其技術進步的優(yōu)勢，而純凈的水質(zhì)、快速的安裝、完善的管配套件和系統(tǒng)服務是組成其社會效益的基本因素；節(jié)約工程投資和增加管線運行收入是構成其經(jīng)濟效益的主要原因。玻璃鋼夾砂管道用于城市供水管網(wǎng)的建設具有顯著的經(jīng)濟效益。由表2可看出，當輸水量相同時，玻璃鋼夾砂管的施工費用最少，具有明顯的經(jīng)濟性。
　　
　　4 結論
　　玻璃鋼夾砂管道在水力特性、耐腐蝕性、環(huán)境保護、環(huán)境適應性、經(jīng)濟效益等方面具有較大優(yōu)勢性。與其他管材相比，玻璃鋼夾砂管安全可靠，經(jīng)濟性好，玻璃鋼夾砂管的開發(fā)與應用已經(jīng)引起一場管道材料的重大革命。在現(xiàn)代供水工程中，通過嚴格的工程結構設計，選定合適的管材，并按照合理的施工技術和工藝，能保證工程建設的質(zhì)量。隨著管材制造設備和生產(chǎn)技術、設計和施工技術等方面不斷發(fā)展和成熟，在供水工程中玻璃鋼夾砂管取代傳統(tǒng)材料的給排水管將成為勢不可擋的必然趨勢。