热带沿海GRE 管道施工管理要点

刘羽骢(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

0 引言

马石油 Petronas ASRS 立体库项目位于东南亚马来半岛地区，由于地处热带沿海，为了防止高温、高湿、高盐环境对地下管道的腐蚀，本项目采用了GRE管作为地下管道管材。该材质管道的施工工艺及压力试验与传统的金属材质管道均有较大不同，结合对马来西亚当地(热带沿海)的气候，施工规范，施工人员水平及实际施工过程中遇到的各种状况，对所遇到的状况及问题进行总结，作为今后项目的参考，避免出现同样的问题，以节约费用，加快进度，增加效益。本文总结了GRE 管道热带沿海地区施工过程中出现的问题，并给出了相应的解决方法及建议。

1 管材简介

GRE 管道(GRE glass-reinforced epoxy，GRE 管即玻璃纤维增强环氧树脂管)，本次马石油Petronas 项目地下消防水系统与初期雨水系统采用了与之前项目常用的金属材质管道不同的GRE 材质管道，此种材质的管道具有耐腐蚀(适合马来西亚沿海高温、高湿、高盐度的环境)、无需额外的防腐工作、绝缘耐温性能优良、重量轻(施工时不需要大型吊运设备)、强度高(可承受较大压力) 等优点；缺点有管道韧性较低(防压、防碰撞及成品保护需特别注意)、施工人员水平要求高(管道连接完成后无法做探伤，待整个试压段完成后才可试压发现渗漏)。

2 GRE 管材的到货验收

GRE 管材现场到货后应及时进行到货验收，验收的主控项目应包含：

(1)管道外形尺寸：管道内外直径、壁厚、长度；

(2)管件外形尺寸：三通、弯头等的内外直径、壁厚；法兰盘厚度及密封面情况；

(3)管道椭圆度检查：检查管道椭圆度是否符合标准；

(4)管道及管件外观检查：仔细检查管道及管件是否有裂纹，内外表面是否有环氧树脂剥落、玻璃纤维断裂，管口处是否有破损；

(5)管道连接材料：连接用玻璃纤维布的规格尺寸，粘结用环氧树脂的规格及有效期。

3 GRE 管材的存放及运输

(1) GRE 管道及管件的存放以室内为佳，若无室内仓库条件应进行全方位遮盖避免阳光照射造成光照老化。

(2) GRE 管道堆叠，以出厂原有管道管架为佳，若管道无原有管架，堆叠高度不得超过1.5 m。最下层管道下部应垫起并设置软质隔垫，管道与管道间应设置软质隔垫，管道应避免尖锐及坚硬物体碰撞。

(3) GRE 管道管口应由端盖封闭。

(4) GRE 管道连接材料必须放置在室内避光阴凉通风处存放，并配备灭火设备。

(5) GRE 管材搬运时应注意保护，以人工搬运为佳，若较大较重需使用施工机械时，应使用软质吊带吊运[1]，或使用垫板托运，禁止吊索贯穿管道或吊钩钩住两头。

(6) GRE 管材粘合剂开启后应尽快使用，如使用不完应及时封闭返回仓库避光、避热存放。

(7) GRE 管材在运输时，运输板车内部可接触管材处均应设置软质隔垫用以保护管材，管材运输时应做好固定措施。

(8) GRE 管材运至施工地点后，卸货处应做好软质隔垫用以摆放管材，同时做好警戒围护，防止意外碰撞造成损坏。

(9) GRE 管道粘合剂运至现场应有独立存放柜，避光避热存放。

4 施工人员培训

GRE 管道施工人员应经参加施工技术培训，考核合格后方可上岗施工，培训应由管材厂家提供技术指导。培训内容应包括：(1)管道接口处连接前打磨处理方式；(2) 管道连接时粘合剂与玻璃丝布配合方式及玻璃丝布缠绕顺序，玻璃丝布缠绕圈数；(3)加热毯使用方法；(4)粘合剂固化温度及加热时长。

培训完成后应进行实操考核，考核制作管段应进行打压测试(测试压力应为设计压力1.5倍)，测试合格者颁发培训合格证书并报送建设单位。合格证书的有效期一般为一年，也可根据业主要求设定。

5 GRE 管道施工

5.1 施工机具准备

(1)测量卷尺；(2)游标卡尺；(3)电动或气动钻、研磨机、角磨机；(4)手持辊压器；(5)温度计；(6)湿度计；(7)手锯；(8)手持红外线温度计；(9)带软胶包裹的管钳、夹具；(10)防雨遮挡；(11)千斤顶、倒链；(12)抹布、清洁刷；(13) 固化用电加热毯；(14) 移动灭火设备；(15)移动配电箱。

5.2 施工工艺要点

5.2.1 施工材料的使用

GRE 管道的施工中，需要使用加热毯对环氧树脂粘合剂进行加热固化，由于加热毯需要对粘合剂持续加热较长时间，施工所处的室外环境(风吹、日晒、雨林)会加速设备的老化，施工人员对于加热毯的使用有时比较随意，这些情况都会造成加热毯的部分损坏。为了不影响施工进度，加热毯应适当增加采购量作为备用。GRE 管道的加热连接有两个步骤，两个步骤使用的玻璃纤维带规格不同，一种是编织密度较细密、宽度较窄的接头内层连接用玻璃丝布，其按规定缠绕完成后即进行第一次加热固化(可以理解为管道焊接中的氩弧焊打底)。固化完成后进行外层缠绕及加热固化，外层用玻璃丝布宽度较大，编织密度相对较疏。按施工手册这两种规格不得混用，实际施工时应加以注意。

5.2.2 深化理解设计图纸

结合施工总平面布置做好GRE 管道的保护规划。除设计要求的需要设置套管的部分，下穿临时道路的部分也要设置套管，套管加设范围一般应大于道路宽度1 m(可根据实际情况调整)[2]，并在套管回填后在顶部加设钢板或混凝土板分散受力。

5.2.3 加强雨季施工管理

以马石油Petronas 项目为例，由于地处多雨的热带地区，尤其是每年10 月左右进入雨季后，降水常常为短时间暴雨形式，排水受场地限制无法及时排出，现场的管沟在半小时内就会充满雨水，雨水会混入地面的大量泥沙，十分浑浊(图1)，鉴于此，施工中应准备尺寸合适的堵头，施工时及时封堵暂未连接的管口，防止泥沙流入。并且GRE 管道本体重量很轻，在长距离施工中遇到短时强降雨，由于管道的柔性，管道的中部会有气体滞留，会出现管道漂浮的情况。漂浮的管道会在管道已回填与未回填交界处产生较大的应力，为避免管道出现折断的情况，应使用沙袋(使用沙袋为防止雨水将回填砂冲散)对管道除连接接口处进行压重，防止漂浮，降雨停止后应及时排水。试压完成的管道应及时进行回填。地下管道雨季施工应采用编织袋装砂进行垫高，同样是为了防止经常性的强降雨冲刷管道下部垫砂，造成支撑失效。

图1 暴雨后情况

5.2.4 管道止水环制作

GRE 管道与井室连接处需要设置止水环防止混凝土与管道接缝处渗水，本次项目根据实际情况改进了原止水环设计，采用粘接用玻璃纤维带在管道穿井壁处缠绕成凸环状(图2)，截面为半椭圆，高10 cm、宽10 cm，缠绕好后进行加热固化，取得极好的实际效果。

图2 止水环

5.2.5 管道试压

GRE 管道的试压与钢管的试压主要不同在于试压时间的长短，以马石油Petronas 项目为例，依照马石油标准GRE 管道的试压持续时间为4 h，并且需要使用试压记录仪进行全程压力曲线记录(图3)，GRE 管道在工序及场地条件允许的情况下最好整体暴露进行试压，这样会准确及时的发现管线在施工时可能因碰撞产生的渗漏点。GRE 管道外观为黑色，在试压过程中会吸收光照产生较大的升温，导致压力的上升。若在工序及场地条件不允许的情况下，应合理安排回填区域，尽量将管道连接处暴露，如需回填，被回填的连接接口处不应超过2 处。否则应将试压包分段试压。在实际的试压过程中，法兰的损坏出现较多，并且均为大尺寸法兰(图4)，经分析均为法兰盘本体受盲板轴向的推力过大产生的脱开。因GRE 法兰是由法兰盘与管道材料粘接制造，承受轴向推力的能力较差，应在试压时设置顶块抵消施加在法兰盘上的推力，并且适当的增加法兰的采购余量，作为损坏的替补及分段试压时的需要。

图3 试压记录

图4 法兰轴向损坏

5.2.6 雨季管道回填

管道在连接完成后应及时将除接头部位回填，回填材料以原土或细砂为宜，使用原土回填时应仔细检查土质并挑出其中石块或较硬尖锐物体，防止管道破损。回填应管道两侧同步进行，避免管道一侧侧向压力过大造成管道偏移或应力集中产生裂纹。需要试压的管道，应在连接处接口两侧50 cm 处进行挡土处理，防止接口处因降雨将回填土冲刷覆盖。管道回填应及时将回填厚度控制大于50 cm 并应分层压实，管径较大的应进行适当的压重，防止降雨造成管体上浮。

5.2.7 管道的成品保护

GRE 材质管道本体刚度较低，经磕碰或者较大弯曲后极易产生破损或裂纹，所以成品保护十分重要，并且GRE 管道的修复及试压需要耗费较多的时间，成品保护的好坏直接影响了施工整体进度的推进。以马石油Petronas 项目为例，第一种最常出现的情况为管道施工及试压完成后已完成回填，但后续的土建工作导致需要在已回填管道的上方开挖，由于施工承包单位下属的管道施工与土建施工分为不同的施工队，土建队伍对地下管线走向深度不了解，又未在开挖前与管道队伍进行沟通，造成了开挖时将管道损坏，此种损坏在施工前期出现了近10 次，其中有的位置接连破坏了3 次。马来半岛的雨季一般为10 月开始，损坏发生时正好处于下半年地下管道高峰时段，给重复的修理及试压造成了较大的困难，为避免继续出现此种破损，一要要求施工单位做好工序交接并加强开挖前确认工作，二是做好现场地下管道标识。我方制作了地下管道标识牌，并延管线放置，起到了较好的提示效果；第二种出现的破损为管道回填土方不均衡造成的破损。部分GRE 管道的出地面分支竖管直径尺寸较小(6寸)，回填时由于立管一侧土方因土建其他工作产生二次开挖及回填，造成回填土扰动，两侧土体侧向压力不均导致竖管的偏移，将管道连接处折断。此种破损由于无法及时发现，均是在试压时发现损坏，寻找破损点及修复、试压均需要更多的时间。故立管周边应尽量减少土体开挖，如需开挖则应对等开挖或做好挡土措施。GRE 管道的地面走向标识应采取与电缆相同的保护标识措施，在管道上方回填500 mm后，铺设同走向的黄色聚乙烯警示带或者设置混凝土保护板，警示下方有已完成的管道，避免开挖造成损坏，产生不必要的返工。

6 结语

GRE 管道以其优良的耐腐蚀性能成为热带沿海地区地下管道越来越多的选择，其施工质量和进度将对工程的整体推进产生极大的影响。本文介绍了热带沿海容易出现的施工问题，并给出了需注意的事项和解决办法。使用GRE 管材的项目应结合实际情况，做好材料准备、人员机具准备、施工工序统筹、成品保护等工作，精心组织、细心施工，确保施工质量及进度，保质保量完成项目任务。