玻璃钢夹砂顶管工程技术总结？

沈阳市崇山路道路改造工程配套排水改造工程中，管径DN2100㎜为1650 m，管径DN1550㎜为390 m..崇山路玻璃钢顶管工程的顶推力和顶距均为国内首创。本文从玻璃钢顶管的应用背景、管材特点、设计技术、生产工艺、产品质量控制等方面进行了技术总结。

一、应用背景

崇山路上有两座立交桥。道路改造工程排水改造工程实施过程中，由于立交桥下已有地下管网及构筑物、立交桥引道高度等诸多地下障碍物，无法采用地面铺设管涵的施工方式，只能采用非开挖地下顶进的施工方案。同时，考虑到顶进过程不能影响桥墩基础，应保证管道与桥墩之间的最小安全距离。只有夹砂的玻璃钢管道内壁光滑，流通能力高，输送同样流量的管道直径比其他管道小得多，能更好地保证桥墩基础不受影响。经过专家从技术、经济、施工等方面反复论证，最终决定采用玻璃钢夹砂管作为顶管，在保证流量的前提下，管径缩小到DN2100㎜、DN1550。

二、管道特性

沈阳市崇山路道路改造工程排水管DN2100㎜、DN1550㎜顶管施工工程于2002年6月15日开工，至8月31日全部完成，平均每天每坑进度超过6米，在施工过程中体现出诸多优势，具体如下:

1，施工进度快:单坑日进度不小于6米，而同样流量的混凝土管单坑日进度小于1米，钢管为2米。

2、顶力小:外观光滑，顶力小。目前最大顶力为dn 2100㎜800t，dn 1550㎜500t。但混凝土管外观粗糙，顶力大，顶托难度大，顶托机械要求高。

3.高流量:玻璃钢夹砂管内壁非常光滑，粗糙度n=0.0084，流量系数Cp=150，明显高于钢管、铸铁管、混凝土管Cp=100。因此，在相同的压力下，玻璃钢夹砂管的直径可以减小一个台阶，降低成本。

4.由于管径缩小(从DN2400㎜DN2100)且管壁较薄(混凝土管为200㎜，而玻璃钢夹砂管仅为55)，避免了顶管过程中与其他管道交叉带来的困难。

5.纠偏简单:由于重量轻，管节采用钢套管连接，施工后再用手糊玻璃钢密封，使得顶升时纠偏特别容易。

6.连接方便:由于每个工作坑或接收坑中管道的连接不是整数长度，如果使用混凝土管，则无法将其切割成任意长度进行对接，如果使用钢管，则需要24小时才能焊接两个焊缝，而如果使用玻璃钢管道，则可以将其切割成任意长度并在2~3小时内连接。

7.带土顶进:由于外观光滑，顶进力小，即使带土顶进力也不会太大。实际施工中，由于土壤多为砂土，考虑到对桥墩的影响，一般采用带土顶进的方法，但如果采用混凝土管，势必低头，无法通过。

8.管表面和土体之间基本没有粘聚力，顶管时不会死管。但混凝土管表面与土体之间有很大的粘结力，压入时容易死。

9、使用机具简单，无需大型设备。重量轻，运输和吊装成本低。本工程采用小型汽车吊卸管，5t电动葫芦下管，两台400t液压千斤顶顶升，大大节省了机具费用。混凝土管重量约为玻璃钢夹砂管的10~15倍，运输和吊装费用高。

10，玻璃钢夹砂管具有优异的耐腐蚀性能，使用寿命长，几乎无需保修和维护，保证了50年的使用寿命。然而，混凝土管道中钢筋的腐蚀严重影响了使用寿命。

玻璃钢夹砂顶管在使用过程中表现出诸多优势，特别是在城市立交桥下的复杂地段，解决了传统管道无法解决的技术难点，值得总结经验，推广应用。

第三，设计技术

1，设计参数的确定

根据沈阳崇山路玻璃钢顶管工程的具体使用条件，确定了管径、管道刚度等级、土体参数和设计荷载(包括内压、负压、管顶竖向静土压力荷载、地面车辆活载和堆土荷载)等设计参数，为玻璃钢夹砂顶管的结构计算提供了理论计算依据。

2.玻璃钢夹砂顶管的结构计算

根据选定的设计条件和参数，对玻璃纤维增强热固性树脂加砂压力管(JC/T838-1998)和顶管施工工艺进行了结构计算和计算机非线性有限元数值计算。管道结构的计算包括顶托强度、刚度、弯曲变形、弯曲强度、稳定性分析、抗震强度分析等的计算、分析和校核。本工程设计的各项性能指标均满足玻璃钢夹砂管国家标准的要求和本工程玻璃钢夹砂顶管的特殊要求。主要技术参数和检验报告见附件。

四、生产流程

采用纯玻璃钢和玻璃钢夹砂一体化的设计方案和生产工艺。

1，工艺路线

采用12m长的定长缠绕玻璃钢夹砂管的生产工艺，在每个模具上一次生产4根3m长的玻璃钢夹砂顶管。根据设计层数，间歇拌砂，每根顶管两端300~800mm纯玻璃钢件通过玻璃纤维织物局部增强实现。每节顶管房用专用设备打磨切割，达到规定的形状和尺寸即可脱模。生产效率完全可以满足指定项目进度的要求。

2.生产设备

利用我公司新购置的两套可生产DN3000mm玻璃钢夹砂顶管的微机自动控制生产线，针对玻璃钢夹砂顶管的特点和具体要求，对缠绕设备稍加改造，增加必要的打磨和修整装置，生产出符合规定要求的玻璃钢夹砂顶管。

3.生产工艺

1)确定和批准设计和生产方案；

2)制作内衬；

3)玻璃纤维缠绕并交叉缠绕在内部结构层中；

4)用专用夹层布进行间歇夹层(夹层布在纯玻璃钢处是连续的，但停止夹层)；

5)每层混砂后，及时制作纯玻璃钢件；

6)玻璃纤维缠绕并交叉缠绕在外部结构层周围；

7)修整和切割以达到统一的形状和规定的尺寸；

8)脱模，检验合格后，钢顶针出厂。

动词 （verb的缩写）质量管理

1，玻璃钢夹砂顶管企业标准。

目前玻璃钢夹砂管行业标准中没有“顶管”品种，在“初始柔度径向变形率”数据中，只规定了10000N/m2以下的管道刚度等级。为适应市场和用户的需要，参照行业标准并结合产品特点制定顶管产品企业标准，作为组织生产和质量检验的依据。附玻璃钢夹砂顶管企业标准。

2、质量控制点

2.1，原材料

按照规定的要求选择优质的原材料，尤其是原材料的工艺性非常重要。

2.2严格执行流程

每层间歇夹砂后，及时用玻璃纤维织物填充纯玻璃钢，与砂层形成良好的连接状态，保证轴向压力在端面的传递和延伸，使管道整体尽可能不被破坏；否则，如果多次夹砂后再补充纯玻璃钢，必然会出现纯玻璃钢与砂层的界面，产生挤压和剪切，导致纯玻璃钢与砂层交界处的管道损坏。

2.3、外表面平整度

我们必须高度重视并保证顶管外表面的光滑。只有外表面达到一定的光滑度，才能减小摩擦阻力和顶力，使管道顺利顶入而不损坏。

2.4.端面垂直度

既要满足管子端面的垂直度要求，又要使误差尽可能小。只有这样才能保证顶起方向，顶起力不会增加过快。

2.5纯玻璃钢部分的长度必须保证或稍加增加，其固化程度应满足规定的要求(固化程度对夹砂段同样重要)以满足实际施工顶推力的要求。

2.6针对崇山路夹砂玻璃钢顶管工程，我们编制了《顶管接头尺寸表》、《顶管产品外观尺寸质量检验及验收标准》、《顶管接头内壁密封裱糊操作及验收规则》、《顶管技术设计书》等质量策划文件，用以指导生产和施工，进一步保证产品质量和施工质量。

3.连接模式

预埋钢领用于连接和定位管段，玻璃纤维增强塑料(FRP)端口在顶管到位后密封。顶管两端翻出平台，使钢领套在管端后，钢领外径与顶管本身外径一致。外部钢领是一个高弹性橡胶圈，其厚度与内部塞子相同。两管对接后可以止水，钢领起到定位作用，增加了抵抗不均匀沉降的能力。

结束语

在各方面的大力支持下，公司顺利完成了沈阳市崇山路道路改造工程玻璃钢夹砂顶管供货项目。通过该项目的实施，公司积累了宝贵的玻璃钢夹砂顶管生产经验:今后在生产类似顶管任务时，应及早准备尺寸加强的无碱玻璃纤维布，对管道两端的纯玻璃钢件进行修补，进一步加强管端所能承受的轴向顶力；通过对设备的技术改造，进一步提高生产自动化程度，保证顶管外径一致，降低顶力。我们有理由相信，通过我们的不断努力，辽宁水业玻璃钢管道有限公司今后在类似项目中会做得更好。

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