熱帶沿海GRE 管道施工管理要點

劉羽驄(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

0 引言

馬石油 Petronas ASRS 立體庫項目位于東南亞馬來半島地區，由于地處熱帶沿海，為了防止高溫、高濕、高鹽環境對地下管道的腐蝕，本項目采用了GRE管作為地下管道管材。該材質管道的施工工藝及壓力試驗與傳統的金屬材質管道均有較大不同，結合對馬來西亞當地(熱帶沿海)的氣候，施工規范，施工人員水平及實際施工過程中遇到的各種狀況，對所遇到的狀況及問題進行總結，作為今后項目的參考，避免出現同樣的問題，以節約費用，加快進度，增加效益。本文總結了GRE 管道熱帶沿海地區施工過程中出現的問題，并給出了相應的解決方法及建議。

1 管材簡介

GRE 管道(GRE glass-reinforced epoxy，GRE 管即玻璃纖維增強環氧樹脂管)，本次馬石油Petronas 項目地下消防水系統與初期雨水系統采用了與之前項目常用的金屬材質管道不同的GRE 材質管道，此種材質的管道具有耐腐蝕(適合馬來西亞沿海高溫、高濕、高鹽度的環境)、無需額外的防腐工作、絕緣耐溫性能優良、重量輕(施工時不需要大型吊運設備)、強度高(可承受較大壓力) 等優點；缺點有管道韌性較低(防壓、防碰撞及成品保護需特別注意)、施工人員水平要求高(管道連接完成后無法做探傷，待整個試壓段完成后才可試壓發現滲漏)。

2 GRE 管材的到貨驗收

GRE 管材現場到貨后應及時進行到貨驗收，驗收的主控項目應包含：

(1)管道外形尺寸：管道內外直徑、壁厚、長度；

(2)管件外形尺寸：三通、彎頭等的內外直徑、壁厚；法蘭盤厚度及密封面情況；

(3)管道橢圓度檢查：檢查管道橢圓度是否符合標準；

(4)管道及管件外觀檢查：仔細檢查管道及管件是否有裂紋，內外表面是否有環氧樹脂剝落、玻璃纖維斷裂，管口處是否有破損；

(5)管道連接材料：連接用玻璃纖維布的規格尺寸，粘結用環氧樹脂的規格及有效期。

3 GRE 管材的存放及運輸

(1) GRE 管道及管件的存放以室內為佳，若無室內倉庫條件應進行全方位遮蓋避免陽光照射造成光照老化。

(2) GRE 管道堆疊，以出廠原有管道管架為佳，若管道無原有管架，堆疊高度不得超過1.5 m。最下層管道下部應墊起并設置軟質隔墊，管道與管道間應設置軟質隔墊，管道應避免尖銳及堅硬物體碰撞。

(3) GRE 管道管口應由端蓋封閉。

(4) GRE 管道連接材料必須放置在室內避光陰涼通風處存放，并配備滅火設備。

(5) GRE 管材搬運時應注意保護，以人工搬運為佳，若較大較重需使用施工機械時，應使用軟質吊帶吊運[1]，或使用墊板托運，禁止吊索貫穿管道或吊鉤鉤住兩頭。

(6) GRE 管材粘合劑開啟后應盡快使用，如使用不完應及時封閉返回倉庫避光、避熱存放。

(7) GRE 管材在運輸時，運輸板車內部可接觸管材處均應設置軟質隔墊用以保護管材，管材運輸時應做好固定措施。

(8) GRE 管材運至施工地點后，卸貨處應做好軟質隔墊用以擺放管材，同時做好警戒圍護，防止意外碰撞造成損壞。

(9) GRE 管道粘合劑運至現場應有獨立存放柜，避光避熱存放。

4 施工人員培訓

GRE 管道施工人員應經參加施工技術培訓，考核合格后方可上崗施工，培訓應由管材廠家提供技術指導。培訓內容應包括：(1)管道接口處連接前打磨處理方式；(2) 管道連接時粘合劑與玻璃絲布配合方式及玻璃絲布纏繞順序，玻璃絲布纏繞圈數；(3)加熱毯使用方法；(4)粘合劑固化溫度及加熱時長。

培訓完成后應進行實操考核，考核制作管段應進行打壓測試(測試壓力應為設計壓力1.5倍)，測試合格者頒發培訓合格證書并報送建設單位。合格證書的有效期一般為一年，也可根據業主要求設定。

5 GRE 管道施工

5.1 施工機具準備

(1)測量卷尺；(2)游標卡尺；(3)電動或氣動鉆、研磨機、角磨機；(4)手持輥壓器；(5)溫度計；(6)濕度計；(7)手鋸；(8)手持紅外線溫度計；(9)帶軟膠包裹的管鉗、夾具；(10)防雨遮擋；(11)千斤頂、倒鏈；(12)抹布、清潔刷；(13) 固化用電加熱毯；(14) 移動滅火設備；(15)移動配電箱。

5.2 施工工藝要點

5.2.1 施工材料的使用

GRE 管道的施工中，需要使用加熱毯對環氧樹脂粘合劑進行加熱固化，由于加熱毯需要對粘合劑持續加熱較長時間，施工所處的室外環境(風吹、日曬、雨林)會加速設備的老化，施工人員對于加熱毯的使用有時比較隨意，這些情況都會造成加熱毯的部分損壞。為了不影響施工進度，加熱毯應適當增加采購量作為備用。GRE 管道的加熱連接有兩個步驟，兩個步驟使用的玻璃纖維帶規格不同，一種是編織密度較細密、寬度較窄的接頭內層連接用玻璃絲布，其按規定纏繞完成后即進行第一次加熱固化(可以理解為管道焊接中的氬弧焊打底)。固化完成后進行外層纏繞及加熱固化，外層用玻璃絲布寬度較大，編織密度相對較疏。按施工手冊這兩種規格不得混用，實際施工時應加以注意。

5.2.2 深化理解設計圖紙

結合施工總平面布置做好GRE 管道的保護規劃。除設計要求的需要設置套管的部分，下穿臨時道路的部分也要設置套管，套管加設范圍一般應大于道路寬度1 m(可根據實際情況調整)[2]，并在套管回填后在頂部加設鋼板或混凝土板分散受力。

5.2.3 加強雨季施工管理

以馬石油Petronas 項目為例，由于地處多雨的熱帶地區，尤其是每年10 月左右進入雨季后，降水常常為短時間暴雨形式，排水受場地限制無法及時排出，現場的管溝在半小時內就會充滿雨水，雨水會混入地面的大量泥沙，十分渾濁(圖1)，鑒于此，施工中應準備尺寸合適的堵頭，施工時及時封堵暫未連接的管口，防止泥沙流入。并且GRE 管道本體重量很輕，在長距離施工中遇到短時強降雨，由于管道的柔性，管道的中部會有氣體滯留，會出現管道漂浮的情況。漂浮的管道會在管道已回填與未回填交界處產生較大的應力，為避免管道出現折斷的情況，應使用沙袋(使用沙袋為防止雨水將回填砂沖散)對管道除連接接口處進行壓重，防止漂浮，降雨停止后應及時排水。試壓完成的管道應及時進行回填。地下管道雨季施工應采用編織袋裝砂進行墊高，同樣是為了防止經常性的強降雨沖刷管道下部墊砂，造成支撐失效。

圖1 暴雨后情況

5.2.4 管道止水環制作

GRE 管道與井室連接處需要設置止水環防止混凝土與管道接縫處滲水，本次項目根據實際情況改進了原止水環設計，采用粘接用玻璃纖維帶在管道穿井壁處纏繞成凸環狀(圖2)，截面為半橢圓，高10 cm、寬10 cm，纏繞好后進行加熱固化，取得極好的實際效果。

圖2 止水環

5.2.5 管道試壓

GRE 管道的試壓與鋼管的試壓主要不同在于試壓時間的長短，以馬石油Petronas 項目為例，依照馬石油標準GRE 管道的試壓持續時間為4 h，并且需要使用試壓記錄儀進行全程壓力曲線記錄(圖3)，GRE 管道在工序及場地條件允許的情況下最好整體暴露進行試壓，這樣會準確及時的發現管線在施工時可能因碰撞產生的滲漏點。GRE 管道外觀為黑色，在試壓過程中會吸收光照產生較大的升溫，導致壓力的上升。若在工序及場地條件不允許的情況下，應合理安排回填區域，盡量將管道連接處暴露，如需回填，被回填的連接接口處不應超過2 處。否則應將試壓包分段試壓。在實際的試壓過程中，法蘭的損壞出現較多，并且均為大尺寸法蘭(圖4)，經分析均為法蘭盤本體受盲板軸向的推力過大產生的脫開。因GRE 法蘭是由法蘭盤與管道材料粘接制造，承受軸向推力的能力較差，應在試壓時設置頂塊抵消施加在法蘭盤上的推力，并且適當的增加法蘭的采購余量，作為損壞的替補及分段試壓時的需要。

圖3 試壓記錄

圖4 法蘭軸向損壞

5.2.6 雨季管道回填

管道在連接完成后應及時將除接頭部位回填，回填材料以原土或細砂為宜，使用原土回填時應仔細檢查土質并挑出其中石塊或較硬尖銳物體，防止管道破損?；靥顟艿纼蓚韧竭M行，避免管道一側側向壓力過大造成管道偏移或應力集中產生裂紋。需要試壓的管道，應在連接處接口兩側50 cm 處進行擋土處理，防止接口處因降雨將回填土沖刷覆蓋。管道回填應及時將回填厚度控制大于50 cm 并應分層壓實，管徑較大的應進行適當的壓重，防止降雨造成管體上浮。

5.2.7 管道的成品保護

GRE 材質管道本體剛度較低，經磕碰或者較大彎曲后極易產生破損或裂紋，所以成品保護十分重要，并且GRE 管道的修復及試壓需要耗費較多的時間，成品保護的好壞直接影響了施工整體進度的推進。以馬石油Petronas 項目為例，第一種最常出現的情況為管道施工及試壓完成后已完成回填，但后續的土建工作導致需要在已回填管道的上方開挖，由于施工承包單位下屬的管道施工與土建施工分為不同的施工隊，土建隊伍對地下管線走向深度不了解，又未在開挖前與管道隊伍進行溝通，造成了開挖時將管道損壞，此種損壞在施工前期出現了近10 次，其中有的位置接連破壞了3 次。馬來半島的雨季一般為10 月開始，損壞發生時正好處于下半年地下管道高峰時段，給重復的修理及試壓造成了較大的困難，為避免繼續出現此種破損，一要要求施工單位做好工序交接并加強開挖前確認工作，二是做好現場地下管道標識。我方制作了地下管道標識牌，并延管線放置，起到了較好的提示效果；第二種出現的破損為管道回填土方不均衡造成的破損。部分GRE 管道的出地面分支豎管直徑尺寸較小(6寸)，回填時由于立管一側土方因土建其他工作產生二次開挖及回填，造成回填土擾動，兩側土體側向壓力不均導致豎管的偏移，將管道連接處折斷。此種破損由于無法及時發現，均是在試壓時發現損壞，尋找破損點及修復、試壓均需要更多的時間。故立管周邊應盡量減少土體開挖，如需開挖則應對等開挖或做好擋土措施。GRE 管道的地面走向標識應采取與電纜相同的保護標識措施，在管道上方回填500 mm后，鋪設同走向的黃色聚乙烯警示帶或者設置混凝土保護板，警示下方有已完成的管道，避免開挖造成損壞，產生不必要的返工。

6 結語

GRE 管道以其優良的耐腐蝕性能成為熱帶沿海地區地下管道越來越多的選擇，其施工質量和進度將對工程的整體推進產生極大的影響。本文介紹了熱帶沿海容易出現的施工問題，并給出了需注意的事項和解決辦法。使用GRE 管材的項目應結合實際情況，做好材料準備、人員機具準備、施工工序統籌、成品保護等工作，精心組織、細心施工，確保施工質量及進度，保質保量完成項目任務。