某區(qū)污水管網系統(tǒng)工程方案設計投標文件

某區(qū)污水管網系統(tǒng)工程方案設計投標文件

目錄

前言

大亞灣石油化學工業(yè)區(qū)規(guī)劃用地處于大亞灣開發(fā)區(qū)的

東部，屬南邊灶、巖

前和東聯(lián)三個管理區(qū)，該處依山傍海，環(huán)境優(yōu)美。北

面為加強對外聯(lián)系的快速

干道和支線鐵路，東鄰霞涌旅游區(qū)，南望浩瀚的大海,

西接大亞灣中心區(qū)，地

理位置十分優(yōu)越。

隨著中海殼牌南海石化項目和年產1200萬噸的煉油項

目投產后，對廣東省

及東南沿海地區(qū)的經濟發(fā)展都將起到重要的帶動作用,

大亞灣石油化學工業(yè)區(qū)

以中海殼牌項目為依托，將建設成為以乙烯和煉油項

目為龍頭的高附加值、高

技術含量的世界級石化工業(yè)區(qū)，成為廣東省石化基地

和能源基地，最后發(fā)展成

為世界一流的現(xiàn)代化石化工業(yè)區(qū)。

目前，中海殼牌、LNG發(fā)電廠、三菱MMA項目以及倉儲、

碼頭等工程已

經進入施工階段，中海油1200萬噸煉油項目已獲得國

家批準，另有多家國內外

知名石油化工企業(yè)已經或有意在此投資設廠，整個石

化區(qū)的開發(fā)正逐漸進入高

潮。

隨著大亞灣開發(fā)區(qū)的迅速發(fā)展，該區(qū)的受納水體已日

益受到嚴重污染，為

營造良好的投資環(huán)境，吸引外資，石化工業(yè)區(qū)污水處

理工程的同步建設勢在必

行。石化工業(yè)區(qū)污水處理工程的建設，可將石化工業(yè)

區(qū)產生的污水經處理達到

規(guī)定的排放標準后進行深海排放，避免對近海水域造

成污染，具有明顯的社會

效益、環(huán)境效益和經濟效益。

其經濟效益直接表現(xiàn)在：污水處理廠的建設直接促進

了污水的回用，同時

也更加體現(xiàn)了它具大的社會效益。

我院接受惠州大亞灣清源環(huán)保有限公司邀請參加“大

亞灣石化區(qū)污水管網

系統(tǒng)工程方案設計”投標。

按照招標文件要求，在本設計中遵照相關規(guī)劃，在結

合《惠州大亞灣石化區(qū)污水管網系統(tǒng)規(guī)劃調整方案設

計》的基礎上，提出《大亞灣石化區(qū)污水管網系統(tǒng)工

程方案設計》。力爭將服務片區(qū)內的污水以最經濟的

方案收集處理、考慮近遠期發(fā)展、實事求是結合當地

的實際情況，提出切實可行的技術方案，為污水干管

的順利、按時實施奠定基礎，主要內容如下：

結合現(xiàn)狀路況等因素，對污水干管走向進行布置；

結合擬敷設管路道路的實際情況，確定污水干管的

施工方式；結合施工方式、地質狀況等因素，對污

水干管的埋深進行設計；論述設計方案的可實施性;

提出工程實施的進度安排及其保障措施；

結合上述結論給出投資估算并提出合理化建議。

1概述

1.1設計依據

甲方提供的資料；

相關規(guī)范：

《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規(guī)范》

GB50032-2003；

《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規(guī)范》

GB50032-2003；

《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-97；

《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50318-2000；

《給水排水工程管道結構設計規(guī)范》GB50332-2002；

《室外排水設計規(guī)范》GBJ14-87；

《埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道

工程施工及驗收規(guī)程》

CECS129:2001；

《玻璃纖維增強塑料夾砂管》CJ/T3079-1998；

《排水管道維護安全技術規(guī)程》CJJ6-85；

《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-97；

《建設項目環(huán)境保護設計規(guī)范》1987年3月

《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》GB50289-98o

相關法規(guī)：

《中華人民共和國環(huán)境保護法》1989年12月

《中華人民共和國環(huán)境污染防治法》1984年5月

《中華人民共和國水污染防治實施細則》1989年5月

《建設項目環(huán)境保護管理辦法》1986年3月

《污水處理設施環(huán)境保護、監(jiān)督管理辦法》1989年5

月

《地面水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)《污水綜合

排放標準》(GB8978T996)1.2主要設計內容

在綜合考慮接納石油化學工業(yè)區(qū)西部的污水和霞涌生

活區(qū)污水的前提下，主要對石化區(qū)污水管網主干管進

行方案設計。

此外，尚應合理布置出廠廢水與排海管線之間的輸水

管線。1.3自然概況

規(guī)劃區(qū)處于大亞灣開發(fā)區(qū)的東部，該處倚山傍海，環(huán)

境優(yōu)美。北面為加強對外聯(lián)系的快速干道和支線鐵路,

東鄰霞涌規(guī)劃區(qū)，南望浩瀚的大海，西接大亞灣石油

化學工業(yè)區(qū)西部，區(qū)域位置十分優(yōu)越。

1.3.1地形地貌

石化工業(yè)用地的北側為高程數百米的海岸山脈，主峰

鐵爐峰海拔743m,規(guī)劃用地范圍內地勢較為平緩，呈

北高南低狀，屬丘陵地帶和海濱臺地，除北部有20-

70米的丘陵地外，其余用地高程大多為一20米之間；

規(guī)劃填海部分的海域海水水深較淺，大部分在-2.0?

米之間，填海工程量較少。

1.3.2水文

a）水系

規(guī)劃區(qū)內有畬禾坑河、柏崗河、巖前河三條小河流經

石油化學工業(yè)區(qū)中、東區(qū)，往南直接匯入大海，其中

畬禾坑河與畬禾坑水庫相連。

b）潮汐

大亞灣潮汐屬不正規(guī)半日混合潮型，最高潮位為3.116

米。每月有8~10天為日潮，20~22天為半日潮，由于

受地形影響，外海潮波傳至大亞灣內變形較大，以致

潮汐日不等現(xiàn)象非常明顯。

c）海水

規(guī)劃區(qū)內海水物理性狀好，無色、無嗅、透明、可以

達到I類水標準，化學

成分多項指標達I類，但也有部分指標只達到II類一

III類標準的。據廣東省環(huán)境

監(jiān)測中心站1995年對大亞灣海水監(jiān)測結果：磷酸鹽和

石油超海水一類水質標準，

pH值也有部分測值偏高，該結果說明海水已受到了工

業(yè)廢水的污染。

1.3.3氣候條件

a）氣候

開發(fā)區(qū)地處北回歸線以南，瀕臨南海，屬于典型的亞

熱帶海洋性氣候。主導

風向為東南風，次主導風向為西北和西南風。歷年平

均風速3米/秒。歷年平均溫

度21.8C,極端最高氣溫38.5Co年平均降雨量為

1989.4毫米。歷年最高降雨量

為2347.2毫米。每年6—10月為臺風季節(jié)，以7T

月份為盛期。

b）臺風

本地區(qū)臺風影響的起止時間為5~10月，尤以廠9月份

居多，年平均影響次數

1.4次，最多年份1964年5次，受臺風影響，一般出

現(xiàn)狂風和暴雨，并在沿海產

生風暴潮，臺風登陸瞬時風速達40m/s以上。

2工程概況

2.1工程由來

中海殼牌南海石化項目和年產1200萬噸的煉油項目投

產后，對廣東省及東南

沿海地區(qū)的經濟發(fā)展都將起到重要的帶動作用，大亞

灣石化區(qū)以中海殼牌項目為

依托，將建設成為以乙烯和煉油項目為龍頭的高附加

值、高技術含量的世界級石

化工業(yè)區(qū)，成為廣東省石化基地和能源基地，最后發(fā)

展成為世界一流的現(xiàn)代化石

化工業(yè)區(qū)。

隨著中海殼牌南海石化項目的投產運行，它的中、下

游產品勢必象雨后春筍

一樣在這里落戶定基，但同時帶來的污水的出路問題,

目前已提到日程上來，而

且迫在眉睫、必須進行統(tǒng)籌安排建設。石化工業(yè)區(qū)污

水處理工程的建設，可將石

化區(qū)產生的污水經處理達到規(guī)定的排放標準后進行深

海排放，避免對近海水域造

成污染，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益。

2.2工程范圍

本次污水方案設計范圍與《惠州大亞灣石油化學工業(yè)

區(qū)（東、中區(qū)）控制性

詳細規(guī)劃》的規(guī)劃范圍相同，石化區(qū)西四路以東的中

區(qū)和東區(qū)的所有地塊。此外

還考慮了石油化學工業(yè)區(qū)西部用地的污水，霞涌生活

區(qū)污水也在此次考慮范圍內。

2.3工程目的

目前石油化學工業(yè)區(qū)污水管網尚未建設，居民生活污

水未經過任何處理就近

排入現(xiàn)狀水體。而現(xiàn)狀的在建項目和一些生產項目均

通過各自的污水處理裝置進

行處理，達到排放標準，直接就近外排。

擬建的綜合污水處理廠位于大亞灣石化區(qū)M1地塊，終

期處理規(guī)模8萬立/日，首期處理規(guī)模2.5萬立/日，

該污水處理廠主要服務范圍為大亞灣石化區(qū)中除中海

殼牌南海石化項目外的其他所有項目產生的工業(yè)及生

活污水，計劃于2006年4月建成投產。

惠州大亞灣石化區(qū)污水管網工程是石化區(qū)綜合污水處

理廠的重要配套工程。管網的按期建成是綜合污水處

理廠投入使用的重要保障。

本次方案設計的目的就是為有效收集服務區(qū)域內污廢

水，以最大程度地保護大亞灣海域水質。

2.4工程任務

根據石化區(qū)污水管網規(guī)劃設計，綜合考慮石化區(qū)的中

遠期發(fā)展，使污水管網建設和石化區(qū)發(fā)展相協(xié)調，最

大限度地發(fā)揮工程效益，投資省，收益佳。工程可實

施性強，充分滿足綜合污水處理廠的投產需求。

3方案設計

3.1方案設計原則

1、盡可能采取重力流原則

2、服務范圍內所有支管均實現(xiàn)自流接入原則

3、污水管網系統(tǒng)運行維護最簡單、綜合費用最小原則

4、污水管網系統(tǒng)與服務區(qū)現(xiàn)狀條件及河流等空間最協(xié)

調、充分將規(guī)劃與實

際情況相結合的原則

5、施工及運行期間對周邊環(huán)境、水體影響最小原則

6、施工期短，對交通影響最小原則

7、方案可實施性強的原則

8、抗各排污戶事故時腐蝕最強原則

3.2截污主干管設計

3.2.1設計服務區(qū)內現(xiàn)狀

3.2.1.1截污干管埋深的影響及技術經濟限制因素

截污干管起始點埋深的限制條件

A西區(qū)污水的轉輸

A中一路支管的重力自流接入

干管沿程及尾端由西至東所涉及的影響埋深的因素

A中四路與東一路之間的CSPC涵洞，涵底標高為：-

2.75

A東一路西側的柏崗河，河底標高為：+0.46

A東一路東側的電廠取水涵，涵頂標高為：-2.20

A東二路東側的電廠排水涵，涵底標高為：-2.95

A干管尾端進入石化區(qū)中央污水處理廠的埋深不宜過

深，以節(jié)省污水處理廠運行費用、并降低污水處理廠

泵站建設難度。3.2.1.2擬敷設污水干管的地質狀況介

紹

《惠州大亞灣石化工業(yè)區(qū)污水處理系統(tǒng)線路瑞雷波

檢測報告》該報告是由“惠州大亞灣清源環(huán)保有限公

司”委托“廣州海洋勘察開發(fā)總公司大亞灣分公司”

于2005年1月25日完成的。

此次物探工作于擬建場地共布設瑞雷波測點18個，點

距2501n?500m左右。其主要結論為：

瑞雷波檢測：本場地瑞雷波波速在100m/s-400m/s間

變化，屬中低波速，在勘察范圍內存在2層地質體，

根據現(xiàn)有勘探資料推斷為填土層及砂礫層；填土層波

速在10Om/s?200m/s間變化，層厚不均勻，介于3m?

6m；砂礫層波速在250m/s?400m/s間變化，層厚不均

勻，介于3m?7m；由于基巖瑞雷波波速＞500m/s,從頻

散曲線可看出本場地10m范圍內無基巖分布，但場地

局部地段填土層存在填石。

《大亞灣澳霞大道路基巖土工程勘察報告》（初勘）

該報告是由“大亞灣石化發(fā)展集團公司”委托“韶關

地質工程勘察大亞灣分院”于2002年7月完成的。

此次勘察工作共布設施工鉆孔14個，勘察鉆孔間距為

300mo勘察范圍由其主要結論為：

一、區(qū)域地質、地形地貌：澳霞大道北約2公里左右,

呈東西向延伸的為霞涌斷裂帶，整體向南傾。

二、地層巖性特征：場地內巖土層基本構成為：①第

四系人工填土層、②第四系植物層、③第四系海陸交

互相沉積層、④第四系沖洪積層、⑤第四系殘積層

和⑥白堊系基巖。

三、水文地質條件：地下水主要賦存于第四系各土層

中，屬孔隙水類型，水

位埋深隨地勢的變化而起伏，含水量較為豐富，補給

途徑主要為大氣降水與北部

低山側向徑流，同時與海水有密切的水力聯(lián)系。勘察

期間測得地下水埋深標高在

1.0m?3.8m之間，埋深較淺。但地下水對混凝土無腐

蝕性，對鋼結構有弱腐蝕

性。

四、場地位于抗震設防烈度VI度區(qū)。

《大亞灣澳霞大道東段路基巖土工程勘察報告》

（初勘）

該報告也是由“大亞灣石化發(fā)展集團公司”委托“韶

關地質工程勘察大亞灣分

院”于2002年7月完成的。

此次勘察工作總長3785米（勘察范圍為中四路至M1、

M2地塊交界處），

其中K6+700至K7+840（即東一路至東二路間）為海水

水域。共布設施工鉆孔

14個，勘察鉆孔間距為300m。

其主要結論為:

一、規(guī)劃道路沿線原始地貌屬于山前沖洪積平原和和

濱海地貌，由于地表水

動力較弱的原因，海岸線淤積較小，多為泥灘或礫石

灘。

二、地層巖性特征：場地內巖土層基本構成為：①第

四系人工填土層、②第

四系耕土層、③第四系海陸交互相沉積層、④第四系

沖洪積層、⑤第四系殘積層

和⑥侏羅系基巖。

三、水文地質條件：地下水主要賦存于第四系各土層

中，屬孔隙水類型，水

位埋深隨地勢的變化而起伏，含水量較為豐富，補給

途徑主要為大氣降水?？辈?/p>

期間測得地下水埋深標高在Om-11.78m之間。

四、場地位于抗震設防烈度VI度區(qū)。

3.2.1.3服務區(qū)內排污戶性質

由大亞灣石化產業(yè)辦提供的主要項目如下表:

項目階段項目名稱項目階段項目名稱

中海油煉油SBR（或膠乳）

LNG電廠順丁橡膠（BR）

熱電聯(lián)產選址BDO（1,4丁二醇）

落戶項目惠菱化成MMA階段丙烯酸

裂解汽油深加工項目E0下游

建滔苯酚丙酮石油樹脂

普萊克斯工業(yè)氣體氮氨酸

明確

ABS

規(guī)劃

烷基酚

意向

阿托菲納PS

階段

乙二醇單酸

項目

SBS

項目

二甘醇酸酯

MEK（甲乙酮）異丙醇胺，等

備注：各排污戶均有預處理系統(tǒng)達到中央污水處理系統(tǒng)接

納標準后方可排放。

3.2.2現(xiàn)狀的特點及應對措施

澳霞大道的特殊性要求截污干管施工方式采取非開

挖方式且施工工期宜短；

受服務區(qū)內各種因素影響，為減小干管末端埋深且

避免多次提升以節(jié)省運行費用，干管坡度應盡可能小;

考慮盡可能不使受海水影響的地下水滲透入干管而

影響中央污水處理廠的正常有效運行，并不向大亞灣

海域滲漏污水，應著重考慮防滲漏；考慮到敷設管

道處為填海區(qū)，宜注重考慮抗變形滲漏方面；頂管

施工且干管埋深相對較深，宜考慮易于維護；

由于管內輸送污水的性質及管外受海水侵蝕，宜注

意防腐。3.2.3污水干管施工方案的確定

由于澳霞大道肩負的交通任務嚴峻，目前路面并不很

寬，且淺層均有填海時的大直徑的石頭，即使泵站提

升后仍不適于淺埋；同時，污水干管埋深較深也利于

未來污水回用管線的敷設，避免污水次干管與污水回

用管線高程方面的矛盾；

再次，污水干管埋深較深則易使次干管污水接入，并

允許污水支管有較大坡度，

從而使其不易堵塞、排污順暢，維護簡單。

綜合各方面因素考慮：本工程擬實施非開挖技術施工。

幾種非開挖技術的比較表

比較項目氣動矛水平定向鉆機械頂管盾構施工

管材鋼管

鋼管、PVC管、鋼管、鋼筋混凝土管、復

PE管合管、PE管、陶管

盾構管片

管徑50—300mm50—600mm200—3000mm3000mm以上

一次施工距離20—40m

一般100m左右，管徑V800mm；130m左右，

特大型1km左右管徑N800mm；1km以上

500m以上

適用土質

軟土，在混一般土，在砂粘土，砂礫至巖層全土質

合層中困難礫，巖層中困難均可

軟土為主

平衡地下水不能困難好（且不用井點降水）能

控制地面沉隆不能不能好（頂進面有壓力管理）能（需有相當

的深度）

機械原理

采用壓縮空先鉆進，后擴孔前面刀盤切削土體，后方前面

刀盤切削土體，

氣、沖擊型回拖頂進頂進機頭后設置管片

施工速度（同±500mm一2m

質比）/min

2m-5m/min70mm-200mm/min10mm-50mm/min

施工精度

施工中無誘地面方向有誘

激光定位，機頭糾偏（絕對

導導

偏差；上下±50mm,左右土機內測量

30mm以內）

曲線施工不能

用鉆管前方導任意曲線，曲率半徑可小

向板于50m

任意曲線

占地面積小較小

管線兩頭需分別設置工作

井和到達井

大

穿越對象穿一般通路

穿路，過河（須穿路、過河、市區(qū)房下頂

設置管內導向）管

過河、市區(qū)穿越

電纜、通信、

用途煤氣、自來

電纜、通信、天所有管線，包括重力流的

水支管

然氣、自來水管下水、污水，雨水管線

地下鐵道、隧道

設備價格10—40萬元100—300萬元約100萬元以上約

500萬以上

由上表可見：頂管技術在經濟、生態(tài)和環(huán)境上有許多

優(yōu)點，頂管施工最適合

于本工程。

其優(yōu)勢具體表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)頂管施工是頂管鋪管技術的一種，其在國外已廣

泛使用，在國內也己

逐漸普及。因不開挖地面，所以能穿越公路、鐵路、

河流，其至能在建筑物底下穿過，是一種能安全有效

地進行環(huán)境保護的施工方法。

(2)頂管施工不開挖地面，故而被鋪設管道的上部土

層未經擾動，管道的管節(jié)端不易產生段差變形，其管

壽命亦大于開挖法埋管。

(3)采用房下頂管施工法能節(jié)約一大筆征地拆遷費用,

減少動遷用房，縮短管線長度，有很大的經濟效益。

(4)頂管施工范圍的擴大，頂管機械的性能越來越適

應各種土質。頂管特別適用中小型管徑管道的非開挖

鋪設。

(5)適用于各種地質條件的土層。

(6)其深度對管材的抗壓能力、撓度及其造價有影響、

對工作井深度及造價有一定影響，故不宜過深；但一

定深度范圍內，深較淺并不會明顯增加費用。3.2.4污

水干管的設計

3.2.4.1污水干管布置方案

污水干管布置與“規(guī)劃調整方案設計”一致。

即起點在E2地塊北澳霞大道規(guī)劃規(guī)劃路段中點，終點

至污水中央處理系統(tǒng)格柵井。主干管沿澳霞大道敷設,

布置在道路北側綠化帶下，在CSPC管廊涵洞東側設置

一地下式提升泵站，至東三路折向南敷設，至東西大

道折向東敷設。另外，在主干管起點處設置西區(qū)污水

接收池，并與主干管相連。霞涌休閑度假區(qū)的生活污

水沿濱海大道敷設，至污水中央處理系統(tǒng)格柵并。

中途提升泵站位置的確定

ACSPC涵洞東電廠取水涵以西

特點：提高了CSPC涵洞后干管的標高，使敷設干管位

置避開了基巖層，減小了工程實施難度，增強了工程

的可實施性；提升后雖沿程又受到電廠取水及排水涵

的限制，但仍使得干管末端埋深有效減小。

決定因素：由始點至此若繼續(xù)以此坡度埋設，則可能

遇到巖石層，故需

避開；經前期工作的比較，《規(guī)劃調整方案設計》中

干管的方案具有最高凈現(xiàn)

值，故其揚程及位置均與之相同。

3.2.4.2污水干管管材比選

污水干管管材比選原則:

A結合本工程實際情況，找出綜合性價比高的管材;

A工程可實施性強、安裝方便；

A運行維護簡單；

A工期短，對交通影響??；

A管材本身及其接口嚴密，既保護周圍水域，又保證

不使鹽水滲入污水

中影響污水廠處理效果；

A耐腐，能抵抗沿海區(qū)海水侵蝕，且對排污戶一定范

圍水質出水的沖擊

有抵抗能力。

結合本次設計特點及考慮的施工方式，參照國內新型

排水管材的研究開發(fā)情

況和當前市場上新型排水管材的供應情況，考慮國內

外目前相關工程的首選管

材，經過與普通混凝土管以及其它管材的比較，選取

玻璃鋼夾砂管。

管材綜述：

玻璃鋼夾砂管(RPMP)是一種以玻璃纖維及精選硅砂為

增強材料，以熱固性

樹脂為基體材料，通過計算機集中控制，采用一定工

藝復合而成的復合結構的高

分子復合管材。

玻璃鋼夾砂管具有可設計性強、輕質高強、水力特性

優(yōu)良、耐腐蝕、抗?jié)B

漏、安裝運輸快捷方便、配件齊全、無需維護、綠色

環(huán)保、安全可靠壽命長、綜

合效益高等一系列優(yōu)點，這些優(yōu)點是傳統(tǒng)金屬管材、

無機非金屬管材以及普通塑

料管材所無法比擬的。玻璃鋼夾砂管在市政排污管道

工程中具有較強的市場競爭

力，已在城鎮(zhèn)市政工程中得到普遍應用。尤其是大口

徑玻璃鋼夾砂排污管，不僅使用性能優(yōu)良，而且在同

流量對比的管材價格方面已有了優(yōu)勢，因而得到了管

道設計部門和業(yè)主的認同。

管材經濟特性:

玻璃鋼夾砂管因其設計標準承諾使用壽命達50年以上,

綜合經濟特性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)管材，玻璃鋼管線初期投

資一般略高于混凝土管，低于金屬管，如果考慮到管

線壽命及壽命期運行費用，玻璃鋼管材綜合效益遠高

于傳統(tǒng)管材。玻璃鋼夾砂排水管與預應力硅排水管綜

合經濟比較

序公稱

玻璃鋼夾砂排水管鋼脛排水管（預應力）

號直徑單根長材料單價運輸、安裝費綜合造價單根材料單

價運輸、安裝費綜合造價

（m）（元/米）（元/米）（元/米）長（m）（元/米）（元/

米）（元/米）

1DN1000121110.6820.51131.185766.1678.6844.76

2DN1200121454.6228.81483.425934.10891023.1

3DN1400121902.860.51963.351085.121281213.12

4DN1600122495.668.52564.151723.51561879.5

上表表明：

1、同口徑玻璃鋼夾砂排水管綜合造價高于同口徑（預

應力）鋼筋碎排水管10—30%。

2、由于險排水管內表面不光滑，因而易結垢產生表苔

和藻類物質而縮小管徑，增加阻力，減少排水量，在

重力流狀態(tài)下若要排水量不變，選用玻璃鋼夾砂管時,

可縮小一個管徑等級，這樣玻璃鋼夾砂排水管的綜合

造價僅比硅管略高5-10%0由于玻璃鋼管使用奉命長,

不腐蝕，不滲漏，不會產生對地下水源和土壤的二次

污染，雖然一次性投資略高，但長期運行費用就降低,

因而具有良好的經濟效益和社會效益。

管材水力特性方面：

玻璃鋼夾砂管的水力特性優(yōu)良：內壁的粗糙系數可在

50年內保持不高于

0.009o因此，在相同流量的前提下，可比其它管材小

1-3個管徑級別，并可節(jié)能

20%-30%,因此在鋪設過程中減小整體埋深，節(jié)省工程

造價；在本工程中，由于

坡度可以小至0.6%。，使中間泵站及污水廠泵站的運行

費用大為節(jié)??；

玻璃鋼管內表面光滑，而且在壽命期內水力特性基本

不變，玻璃鋼管阻力損

失系數為0.000915(滿寧系數n=0.0084),遠小于混

凝土管的0.00232(n=0.014)

和鋼管的0.00179(10.012),因此采用玻璃鋼管可顯

著減小流體沿程壓力損失。

在同管徑同流量下，采用玻璃鋼管可節(jié)省能耗30%~40%；

在同管徑同能耗下，

采用玻璃鋼管可提高流體輸送能力40%o

R=(n-0+sin0cos0)r/[2(n-0)]

參數

管材

rn

玻璃鋼夾砂管14000.009

鋼筋混凝土管16000.014

說明：表中以DN1400玻璃鋼夾砂管的過流能力與

DN1600的鋼筋混凝土管相當計。

根據上表參數計算，玻璃鋼夾砂管中流速為鋼筋混凝

土管中流速的1.4倍，

該系數尤其在運行初期，干管中污水量較小時更具重

要意義，表明玻璃鋼夾砂管

材不會淤堵，因而維護量很??；而對于鋼筋混凝土管,

由于早期污水量小時易堵

塞需要經常維護并對管道壽命產生不利影響。

顯而易見，若要鋼筋混凝土管中流速達到玻璃鋼夾砂

管之流速，必然增加水

力坡度，經計算，需至少提高至o.001,即干管末端埋

深至少增加2米，以遠期

8萬m3/d規(guī)模計，每年增加運行費用為18?20萬元。

管材防泄漏方面：

A管材本身：

玻璃鋼夾砂管材力學安全系數不小于4倍；管材熱應

力??；管材內襯層采用樹脂，因此不滋生微生物，水

力特性穩(wěn)定可靠，安全可靠壽命長。玻璃鋼管是一種

柔性管材，具有較強的抗地基沉陷性和抗震性；1995

年廈門安裝一條污水排海管道，在臺灣大地震中，附

近的鑄鐵管、水泥管等，都有不同程度的震壞，有的

損壞嚴重而玻璃鋼管正常使用。

?連接方面：

玻璃鋼夾砂管材如傳統(tǒng)管材一樣，其連接方式也多種

多樣，管道配件種類齊全。玻璃鋼配件一般采用手工

成型工藝制作，安全系數高，管件制作工藝靈活多變。

管件可在工廠內加工也可在施工現(xiàn)場加工，法蘭、三

通、四通、彎頭、變徑、盲板等管件可加工成標準件,

也可根據工程需要加工成非標準件。管材可根據需要

任意切割，任意連接。

玻璃鋼夾砂管的單位長度通常在6?12米，單管比選

用其它任何材料要減少接頭2倍多，減少了施工工序,

節(jié)約了大量的施工時間，提高安裝效率2-3倍，縮短

了施工周期，同時也降低了施工費用。同時，由于管

道接頭數量大大少于硅管等其他管材，且管道連接一

般采用雙“0”型彈力密封圈，同樣是該管材泄漏率低

的一個重要因素。

A施工過程：

管材及其施工接口優(yōu)良的防滲漏性能，既保證了管道

中污水不污染服務區(qū)內水域環(huán)境質量，充分體現(xiàn)環(huán)保

工程的環(huán)境效益；又能避免服務區(qū)內受海水影響了的

高水位地下水的滲入，既不增加污水處理廠處理量的

負擔，又杜絕污水處理廠微生物受滲入海水的影響使

處理效果下降，如此除體現(xiàn)其環(huán)境效益外，還實現(xiàn)了

一定的經濟效益。

管材維護方面

管材本身耐腐蝕、耐磨、抗凍、熱電絕緣、無需維護;

玻璃鋼管能抵抗酸、堿、鹽，未經處理的污水、腐蝕

性土壤、地下水及大多

數化學介質的侵蝕，采用特殊樹脂配方的玻璃鋼管還

可以抵抗特強化學介質的侵

蝕；可抵抗排水戶事故時排放水質的侵蝕。

玻璃鋼管基本無需維護，當管材意外損傷時，可在施

工現(xiàn)場采用手工成型工

藝方便快捷的修復，修復幾小時后便可投入使用，方

便施工。

管材防腐性能方面：

玻璃鋼的主要原材料選用高分子成份的不飽和聚脂樹

脂和礦物質成份的玻

璃纖維組成,它能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質的腐蝕

和未經處理的生活污水和

工業(yè)污水、腐蝕性土壤和化工廢水及眾多化學液體的

侵蝕，在一般情況下，能夠

長期保持管道的安全運行。

管內壁耐腐蝕，可保證良好的水力條件，還可抗各排

污戶事故時較差水質對

管材的影響，保證運行順暢，盡可能減少維護工作量;

管外壁耐腐蝕，可抵抗沿海區(qū)域地下水鹽分的侵蝕，

從而延長管道壽命；

由于管材抗老化性能和耐熱性好（玻璃鋼管可在-40℃

到+80℃范圍內長期使

用），管道壽命長，可有效減少施工次數，利于保護

環(huán)境；

避免了由于腐蝕等爆管維護的大量工作和環(huán)境污染等。

3.2.4.3管材在頂管施工中的表現(xiàn)

頂管施工中，除客觀條件外，決定進度及能耗的主要

因素為頂力大小及糾偏

難易程度。此外，影響進度的主要因素還有管徑大小、

管材與土層的摩擦阻力大

小等。

玻璃鋼夾砂管可用于頂管施工中

可設計性強是復合材料的最大特點。纖維纏繞玻璃管

制品，可以通過改變樹脂系統(tǒng)或增強材料來調整玻璃

鋼管的物理和化學性能，以適應不同介質和工作條件

的需要，通過結構層的設計來調整管的承載能力，制

造不同壓力等級或成為某種特殊性能的管材。容易安

裝各種分支管，不受各種條件限制，用戶經過培訓很

容易掌握玻璃鋼管的安裝技術，經很多國內外重點工

程應用，用戶反映都很好。目前，為適應玻璃鋼可設

計性要求，縫編氈、復合氈、連續(xù)氈、針刺氈、表面

氈、多軸向織物等新品種在國內都有工業(yè)化生產。同

時，短切氈向更薄、更寬、更均勻，適應不同增強對

象方向擴充；方格布也向更厚、更寬、適應不同工藝

方向擴充。增強熱塑性塑料用的無捻粗紗和短切纖維,

開始按增強塑料的不同而分類提供。玻纖與熱塑性塑

料的混合紗和片材也在積極開發(fā)中。此外，國內已有

多個玻璃鋼夾砂頂管實例可以作為證明。頂力

GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》中。

規(guī)范的6.4.8條規(guī)定，頂管的頂力可按下式計算：

(規(guī)范中公式)

式中P一計算的總頂力(kN)；

Y一管道所處土層的重力密度(kN/m3)；20

D1一管道的外徑(m);1.48

H一管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)；6.5-11.5

0一管道所處土層的內摩擦角(°)；40

3—管道單位長度的自重(kN/m),4

L一管道的計算頂進長度(m)；140

干一頂進時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數;

0.15(考慮玻璃鋼管

較光滑并采取適當有效的減阻措施而定)

F

一頂進時，工具管的迎面阻力（kN）。

經計算得：P=272.2t?452.5t（頂力最大處集中于

K3+850?K4+76處）

從公式中可見：玻璃鋼夾砂管可以從如下三方面導致

頂管時頂力P減?。?/p>

1.由于可以管徑（D1）縮小僅為DN1400mm（砂管

DN1600mm）,管壁

薄（碎管為200m,而玻璃鋼夾砂管僅為36mm）；

2.玻璃鋼夾砂管外壁光滑，干小；

易糾偏

1.玻璃鋼夾砂管自身重量輕;

玻璃鋼管與碎管的壁厚、單重、每噸鋪設長度比較表

管道材質

規(guī)格（MM）

玻璃鋼管預應力松管

壁厚MM重量KGM鋪設長度壁厚MM重量KGM鋪設

長度

DN80011.658.4617.175443.022.25

DN10001488.211.2885646.71.54

DN120016.4123.988.0695885.461.12

DN140018.8165.816.031051161.240.86

計算依據：

1、玻璃鋼依據:JCT838—1998標準;

2、預應力校管依據：YB234—63標準。

2.管節(jié)之間采用鋼套管連接，待施工完成后再用手糊

玻璃鋼密封，使得頂進

過程中糾偏特別容易。

施工進度快，施工期間對交通的影響最小

玻璃鋼夾砂頂管施工進度快已反映于前面的論述中，

施工進度直接影響對道路交通的壓力。

在工程施工期間，由于管材輕，一方面：每次運送的

管材量可大些、減小澳霞大道這一唯一通道的交通壓

力；另一方面：所用吊裝設備小，施工時較為靈活，

工程安全系數高，對路面破壞小。

3.3石化區(qū)西部污水和霞涌區(qū)污水管網銜接方案

由于該片區(qū)均地處沿海區(qū)，故管材仍選用玻璃鋼夾砂

管。3.3.1石化區(qū)西部污水

石化區(qū)西部污水管網采取重力流系統(tǒng)，收集到澳霞大

道（石化區(qū)西部）最低點，設置污水提升泵站，將污

水送至E2地塊，西區(qū)污水接受池。截污干管管徑的設

計考慮了該部分污水近遠期的轉輸量。3.3.2霞涌片區(qū)

污水

霞涌片區(qū)污水，采用重力流系統(tǒng)，收集到石化區(qū)濱海

大道東段，然后沿濱海大道敷設的污水管網，送至石

化區(qū)中央污水處理廠。

3.4污水廠出廠廢水與排海管線之間輸水管線方案

根據廣東省海洋與漁業(yè)局、廣東省環(huán)保局《關于下發(fā)

大亞灣水產資源自然保護區(qū)功能區(qū)劃的通知》、廣東

省人民代表大會常務委員會《關于審議省人民政府建

議對大亞灣海域功能作局部調整報告的函》，《中華

人民共和國自然保護區(qū)條例》及《中華人民共和國防

治陸源污染物污染損害海洋環(huán)境管理條例》的規(guī)定。

目前大亞灣海域除1994年經省人大批準的大亞灣黃毛

山島附近海域為非水產資源保護區(qū)外，其余海域仍屬

于廣東省水產資源自然保護區(qū)。

根據水量計算表中的統(tǒng)計結果，考慮廢水的回用水量,

石化區(qū)規(guī)劃區(qū)域內最

終需要排放的廢水量近期為720m3/h,中期增加為

740m3/h,遠期增加為840m3/h。

石化區(qū)規(guī)劃區(qū)域內全部建成后，總排放量約2300m3/ho

中海殼牌石化項目規(guī)劃設計了一條DN750的廢水排海

管線，全長22km,并

已取得相應的法律資格。該管線最大輸水能力為

2500m3/ho目前中海殼牌石化項

目設計廢水排放量為850m3/h,中海煉油廢水排放量為

400m3/h,尚有1251n3/h

的富裕能力可以利用。為了節(jié)約省石化區(qū)初期建設費

用，初期石化區(qū)中央污水處

理廠處理后的尾水利用中海殼牌石化項目的排海管線,

實施深海排放。其管道走

向考慮到目前道路的狀況，建議沿濱海大道接入。

考慮到石化區(qū)規(guī)劃及發(fā)展要求，石化區(qū)將來宜建設單

獨的深海排海管線，排

放石化區(qū)中期和遠期的廢水。

4工程可實施性

4.1類似工程簡介

進入21世紀后，由于中國城市化進程的加快，作為城

市生命線的管網系

統(tǒng)也隨之大幅增加，城市現(xiàn)有建筑及道路等客觀條件

的限制，許多管網系統(tǒng)只

能采用非開挖方式（頂管）進行施工，同時，由于玻

璃鋼管道生產工藝日益成

熟，原材料性能進一步提高，玻璃鋼管道在流體輸送

領域應用更加廣泛，這就

在客觀上為玻璃鋼管道在頂管領域的應用典定了堅實

的基礎。

目前，已有幾個玻璃鋼夾砂管頂管施工典型實例。

玻璃鋼夾砂管頂管施工典型實例表

工程

所在工程名稱工程量項目概況

城市

泥水平衡頂管機頂進玻璃鋼夾砂管，頂進土質為中粗沙，

剛

度為15000N/m2,壓力為0.25MPa。首開我國南方水域地

區(qū)大

瀝潛污水

處理廠主

DN2270

口徑泥水平衡法頂管的先河，所生產的玻璃鋼夾砂頂管經

廣東

干管

930米長

省建材產品質量檢驗中心檢驗，所檢項目均超過《廣州瀝

港污

水處理廠南洲路污水主干管工程》招標文件技術要求。

在中粗沙土層中頂進，平均單程頂距離170米，未安放中

繼

間，最高頂速達到45米/天！

廣州

科韻路污DN1685

粉質粘土層，最大推頂力為574TO頂進過程中根據頂力

變

水管工程508米長

化和偏差情況隨時調整頂進速度，一般控制在

35mm/min

50mm/min。

原管道處于橫穿車流量大的廣州工業(yè)大道，且存在一定彎

曲

DN1050程度，管內部連接多處存在約10mm的凸起焊縫,

或相鄰兩管

工業(yè)大道污水管內存在約15mm的高低落差。使用2米長

的

地下管道玻璃鋼夾DN900x0.25MPaSN5000玻璃鋼夾砂襯

管，接口為雙密封圈形

修復工程砂襯管，式，光滑的外壁，使玻璃鋼夾砂襯管的

頂力極小，管線在5小

46米長時內即全部襯入。經水壓滲漏試壓，沒有發(fā)現(xiàn)任

何滲漏，效果

極佳。

深圳河道截污DN800等多為過路處實施頂管

沈陽崇山路道DN2100,2002年6月15日開始施工，截

止到8月31日全部完工

市路改造工1650米和頂管工程頂進距離之長屬國內首創(chuàng)

（土質大部分是砂土）

程排水改DN1550,

造項目390米

4.2工程經驗總結

4.2.1施工方面的經驗

玻璃鋼夾砂頂管施工時的特點如下：

1.施工進度快：沈陽市崇山路道路改造工程排水改造

項目，單坑日進度不低于6米，而同流量砂管日單坑

進度小于1米，鋼管為2米。2.頂力?。和獗砉饣?，

頂力小。目前最大頂力為DN2100mm的800t,DN1550

mm的500to而硅管外表粗糙，頂力大，頂進難度大，

頂進機械要求高。3.流通能力高：玻璃鋼夾砂管的內

壁非常光滑，粗糙度為n=0.0084,流量系數Cp=150,

明顯高于鋼管、鑄鐵管、砂管的流量系數Cp=100o因

此，壓力相同時，玻璃鋼夾砂管的管徑可以減小一檔,

降低造價。

4.由于管徑縮小（由DN2400、DN2100）,管壁薄（砂

管為200mm,而玻璃鋼夾砂管僅為55mm),避免了頂

管過程中與其它管線交叉而形成的困難。5.糾偏簡單:

由于自身重量輕，管節(jié)之間采用鋼套管連接，待施工

完后再用手糊玻璃鋼密封，使得頂進過程中糾偏特別

容易。

6.連接方便：各工作坑或接受坑內管的連接由于不是

整數長度，如用碎管則不可能截成任意長度對接，如

用鋼管則兩條焊縫也需24小時才能焊接，而采用玻璃

鋼夾砂管則可截取任意長度，并在2~3小時內連接好。

7.可帶土頂進：由于外表光滑，頂力較小，即使帶土

頂進頂力也不是太大。8.管外表與土之間基本無內聚

力，頂進中不死管。而險管外表與土之間有很大的內

聚力，頂進中易死管。

9.使用機具簡單，不需大型設備。重量輕，運輸吊裝

費用少。沈陽市崇山路道路改造工程排水改造項目卸

管使用小型汽車吊車，下管用5t電動葫蘆，頂進用2

個400t油壓千斤頂，大大節(jié)省了機具費用。而碎管的

重量約是玻璃

鋼夾砂管的10~15倍，運輸、吊裝費用高。

10.玻璃鋼夾砂管耐腐蝕性能優(yōu)異，壽命長，幾乎不用

保修，無需維護，

確保使用壽命達50年。而碎管的鋼筋銹蝕問題嚴重影

響使用壽命。

4.2.2設計方面的經驗

根據頂管工程玻璃鋼夾砂頂管的具體使用條件，確定

管徑、管材剛度級別、

土壤參數、設計載荷（包括內壓、負壓、管頂垂直靜

土壓載荷、地面車輛活載荷、

堆土載荷）等設計參數，為玻璃鋼夾砂頂管的結構計

算提供理論計算依據。

設計單位與管材制造單位及勘察單位、施工單位加強

聯(lián)系，在設計階段充分

考慮各環(huán)節(jié)中的相關因素，使設計全面而細致，實現(xiàn)

工程設計滿足工程施工需求

的目標。

在設計階段，設計單位向施工單位強調所選管材的物

化特性，使施工單位能

利用已掌握的經驗針對該種特質有針對性地制定施工

方案，充分發(fā)揮所用管材的

優(yōu)越性；同時，設計單位在掌握現(xiàn)有經驗、采納相關

工程經驗的基礎上，盡可能

對施工各環(huán)節(jié)有所把握，從而為管材的制造及參數提

供全面的依據，為順利而有

效地實施施工打下基礎。

4.2.3頂管設計、生產方面的經驗

頂管設計

根據工況條件及施工工藝，玻璃鋼頂管的設計一般分

為：材料設計、結構設

計、工藝設計。采用純玻璃鋼與玻璃鋼夾砂復合增強

一體化的設計方案和生產工

藝。對于玻璃鋼頂管的設計應重點控制以下技術指標:

管道強度、剛度及其連接

方式。

為實現(xiàn)這三項指標首先應進行玻璃鋼夾砂頂管結構計

算，依據已選定的設計

條件和設計參數，按照我國建材行業(yè)標準《玻璃纖維

纏繞增強熱固性樹脂加砂壓

力管》(JC/T838-1998)和《頂管施工技術》以及計

算機非線性有限元數值計算進行玻璃鋼夾砂頂管的結

構計算。管材結構計算包括頂力強度、剛度、撓曲變

形、彎曲強度、穩(wěn)定性分析、地震強度分析等計算、

分析與校核，工程設計各項性能指標應達到國家有關

玻璃鋼夾砂管道標準要求，以及具體工程對玻璃鋼夾

砂頂管的特殊要求。

強度一輕質高強是玻璃鋼的主要特點之一，作為頂管

使用時，管道(尤其是管道端部)應具備較高的軸向

壓縮強度，這可以通過設計材料配比、管道端部局部

增強、改變增強材料分布方向實現(xiàn)。

剛度一剛度指的是管道抵抗變形的能力，通過設計材

料配比，增加管壁厚度實現(xiàn)，在確定頂管剛度時，一

般應從管道力學和管道接口尺寸兩方面綜合考慮。玻

璃鋼頂管剛度一般不低于15000Pao

管道連接方式一玻璃鋼頂管目前多采用套筒接頭連接,

套筒外徑要求等于或接近于管體外徑。管道接口一般

采用膨脹橡膠圈（密封圈斷面為楔形或半圓形）密封

或在管內采用玻璃鋼平端對接密封，或同時采用上述

兩種密封方式。玻璃鋼頂管接口參數見下表：

頂管接口尺寸參數

DN

管接口鋼環(huán)密封圈tABCt2t3Lt1nd1nd2dk1200

3040284024200312541100180.33

1400

3450345036250514581280260.31

說明：以上參數僅供參考，實際值以詳勘后設計值為準

頂管生產

目前，玻璃鋼管道成型工藝主要分為往復纏繞工藝、

連續(xù)纏繞工藝和離心澆

注工藝三種類型，其中往復纏繞工藝因其技術成熟，

投資較少而在全球范圍內廣

泛采用。

采用計算機控制的往復纏繞工藝：首先在制襯機上將

帶膠的玻璃纖維制品均

勻纏繞在模具表面，然后在固化機上固化至凝膠狀態(tài),

待管道內襯制作完成后，

在纏繞機上根據設計線型將帶膠的增強材料逐層均勻

有序的纏繞在內襯表面，然

后在固化機上進行固化，等管道固化度達到要求時，

在修整機上進行修整切邊，

修整完成后，在脫模機上脫模使模具和管道分離。

具體工藝流程如下：

計算機控制的往復纏繞工藝流程圖

工藝路線：采用12米長定長纏繞玻璃鋼夾砂管生產工

藝，在每根模具上一次

生產出4段3米長的玻璃鋼夾砂頂管。按設計層數間

斷夾砂，每段頂管兩端

300~800mm的純玻璃鋼部分采用玻璃纖維織物局部增強

的辦法實現(xiàn)。每段頂管間

采用特制的設備磨削和切斷，修整達到規(guī)定形狀和尺

寸后一次性脫模即可。生產

效率應滿足規(guī)定的工程進度要求。

生產設備：采用玻璃鋼夾砂管微機自動控制生產線，

針對玻璃鋼夾砂頂管的特點和具體要求，對纏繞設備

稍加改造，添置必要的磨削修整裝置即可生產出達到

規(guī)定要求的玻璃鋼夾砂頂管。

生產工藝：

1）確定并認可設計生產方案；

2）內襯制作；

3）玻璃纖維環(huán)向和交叉纏繞內結構層;

4）用特種夾砂布間斷夾砂（夾砂布在純玻璃鋼處連續(xù)

但停砂）；5）每層夾砂后及時制作純玻璃鋼部分；

6）玻璃纖維環(huán)向和交叉纏繞外結構層；

7）修整、切斷達到統(tǒng)一的形狀和規(guī)定的尺寸；

8）脫模，檢驗合格后上鋼套環(huán)出廠。

總得說來：根據實踐經驗，應及早準備緯向加強的無

堿玻璃纖維布來補纏管兩端的純玻璃鋼部分，以便進

一步加強管端所能承受的軸向頂力；嚴把設備關，注

重生產自動化程度，以確保頂管的外徑一致，減小頂

力。4.3實施本工程所具備的條件

4.3.1現(xiàn)狀條件及頂管中地質條件方面

現(xiàn)狀條件:

本方案設計有道路依托，具有實施條件。但澳霞大道

目前是出入石油化學工業(yè)區(qū)的唯一通道，它不僅肩負

著近幾年各地塊生產廠家的生產交通和建設施工交通

的重任，而且還是大亞灣中區(qū)與霞涌之間聯(lián)系的唯一

道路，故在設計方案及施工安排方面均考慮盡可能小

地影響交通，以保證整個區(qū)域的效率。置管處地質

條件：

澳霞大道上干管管位均處于海平面以下，管道會常年

受海水侵蝕。

澳霞大道上干管管位絕大部分處于卵石層中，管墊層

也處于卵石層中；有極

少部分處于粘土層或亞粘土層中。其主要力學性能如

下表：

土層主要力學性能一覽表

地層巖性容許承載力壓縮模量凝聚力內摩擦角

oEsC(p

成因巖土層名稱KPaMPaKPa度

Qal+pl粘土1504.53025

Qal+pl卵石土2508.01540

Qel亞粘土10?2003.?6.01727

表中可見，卵石土層中承載能力最強，但相對凝聚力

差，管道敷設后，難免

有些微不均勻沉降，而玻璃鋼夾砂管最適宜抵抗這種

不利因素了。

東三路及東西大道上無相關地質勘察資料，但考慮到

其成因，暫借鑒澳霞大

道的地質條件，詳勘后再作調整。

4.3.2時間方面

從時間上看，由于方案確定后的初步設計、地質詳勘、

施工圖設計，施工招

投標，管材招投標及制造等施工前的準備工作均可在5

月初?9月初共4個月內

完成，工程施工及驗收則控制在9月初到甲方預期的

12月末共4個月完成，施工

時剛好可以避開暴雨季節(jié)以保證施工工期和施工質量,

且進度不會太緊張，該方

面條件成熟。

4.3.3玻璃鋼夾砂頂管制造方面

玻璃鋼夾砂管的設計生產技術業(yè)已成熟，1997年作為

玻璃鋼夾砂管的原材

料：玻纖增強材料產量在我國的產量僅為10萬噸,

2003年達到32.3萬噸。隨著

生產自動化程度的提高、原材料結構的調整、玻璃鋼

夾砂管市場潛力的凸現(xiàn)，全

國各地均分布有技術精湛、水平過硬的生產廠家。

附近有專業(yè)且有經驗的生產隊伍，目前玻璃鋼夾砂頂

管在深圳、惠州地區(qū)均

有生產廠家。

4.3.4玻璃鋼夾砂頂管施工隊伍方面

在4.1類似工程的例子中，有玻璃鋼夾砂頂管施工經

驗的就有多家；且許多頂管施工隊伍也都是首次頂玻

璃鋼夾砂管。由于本設計中所推薦的管材本身利于頂

管工程的施工，因此該方面能力更是無庸置疑的。

4.4本工程施工方案

根據3.2.4.3中頂力計算的結果，為了減少開挖施工

對道路及周圍建筑物及道路通行的影響，綜合考慮頂

管施工的經濟效益，減少頂進中中繼站的使用，每段

頂管的間距宜控制在140米左右；由于頂管工作井

（坑）所占用的施工場地較大、施工周期相對較長，

頂管工作井（坑）設置為雙向頂進的工作井（坑）。

因此，為控制本工程的綜合費用，考慮埋管處的多處

于卵石層的地質條件，結合DN1200及DN1400污水管

檢查井間距宜小于90米的要求進行布置，一次頂進的

距離定為140mo檢查井間距為70米，故各工作井及接

收井皆可在施工結束后改造為檢查井，盡可能節(jié)省造

價。

4.4.1機頭選型

本工程由于一次頂進距離較長，為確保工程質量萬無

一失，確保絕對工程安全，根據施工經驗，建議采用

日本TCC型伊勢機，該機是具有破碎功能的泥水平衡

頂管機。

泥水平衡頂管掘進機屬于封閉式頂管，安全、可靠并

能有效控制頂進過程中的地面沉降及偏差，對于周圍

鄰近建筑物較多、不能封交的道路下施工非常適用。

偏心破碎泥水平衡頂管機本身是根據含水量較高的沙

礫土而專門設計的。因此特別適應本工程地基頂管的

施工。

其基本原理是主軸偏心回轉運動而破碎的泥水平衡頂

管機，其刀盤的正面，

開口比較大，便于大塊的卵石等能進入頂管機內，刀

盤正面上下兩個泥土和石塊

的進口，其開口的面積約占頂管機全斷面的15%?20%。

刀盤由設在主軸左右兩側的電動機驅動。電動機是通

過行星減速器帶動小齒

輪，然后再帶動設在中心的大齒輪。大齒輪與主軸及

軋輻聯(lián)接成一體。主軸的左

端安裝有刀盤。這樣，只要刀盤驅動電機轉動，刀盤

也就轉動，同時軋輻也轉動。

在掘進機工作時，刀盤在一邊旋轉切削土砂的同時還

一邊作偏心運動把石塊軋碎。

被軋碎的石塊只有比泥土倉內與泥水倉聯(lián)接的間隙小

才能進入掘進機的泥水倉，

然后從排泥管中被排出。

另外，由于刀盤運動過程中，泥土倉和泥水倉中的間

隙也不斷地由最小變到

最大這樣循環(huán)變化著，因此，它除了有軋碎小塊石頭

的功能以外還始終能保證進

水泵的泥水能通過此間隙到達泥土倉中，從而保證了

掘進機不僅在砂土中，即使

在粘土中也能正常工作。

一般情況下，刀盤每分鐘旋轉4?5轉，每當刀盤旋轉

一圈時，偏心的軋碎

動作達20?23次。由于本機有以上這些特殊的構造，

因此它的破碎能力是所有具

有破碎功能的掘進機中最大的，破碎的最大粒徑可達

掘進機口徑的40%?45%之

間，破碎的卵石強度可達200Mpa。

該掘進機的優(yōu)點是:

A、該機能適用各種土壤條件，如粘質土、砂土、砂礫

混合卵石土和軟巖上。

B、使用安裝在軌道上的主頂油缸。一次頂進長度超過

100m。4.4.2平面布置

在工作井范圍內實行全封閉隔離施工并布置以下必要

的設施，地面指揮監(jiān)測中心、辦公室、倉庫、配電間、

冷作間等。布局要合理，環(huán)境整潔、衛(wèi)生，并有專職

人員進行管理?，F(xiàn)場布置汽車吊車。

井內布置：工作井井內布置主要是后靠背、導軌、主

頂油缸、油泵動力站、鋼制扶梯等。

頂管工作井的布置如下圖：

1、待用玻璃鋼管2、頂管機具3、玻璃鋼管節(jié)4、洞口止

水圈5、導軌

6、環(huán)形頂鐵7、主頂油缸8、主頂油泵9、全站儀10、后

靠背

4.4.3管道頂進

管道頂進的施工程序如下所示：

施工開始

N

測量放樣

放樣復核

工作井設備安裝地面設備安裝

出洞注漿材料準備

Y

推進

排運棄土注漿

測量及方向糾正

下管、接口處理、中繼間安裝、使用

進洞

取出掘進機及附帶設備、處理中繼間接縫

全線測量

洞口處理

結束

頂管施工前進行力學計算（詳見附件：“頂管計算

書”）,根據計算結果制定施

工方案，按照工藝流程進行施工：

下管就位

⑴檢查玻璃鋼夾砂管：頂管所用玻璃鋼夾砂管應無破

損及縱向裂縫，端面要平直、管壁無坑陷及鼓包，管

壁應光潔，檢查合格的管子方可用起重設備吊到工作

坑的導軌上就位。

⑵檢查起重設備：起重設備經檢查、試吊，確認安全

可靠方可下管。下管時工作坑內嚴禁站人。當距導軌

小于50cm,操作人員方可進前工作。吊運時應用專用

吊鉤或柔性吊鎖，嚴禁用鋼絲繩穿入管內起吊。

⑶管子就位：第一節(jié)管子下到導軌上，測量管子中心

及前端和后端的管底高程，確認安裝合格后方可頂進。

第一節(jié)管作為工具管，頂進方向與高程的準確，是保

證整段頂管質量的關鍵。經監(jiān)理工程師驗收合格后方

可進行下一步工序。管前挖土與頂進

管前挖土是控制管節(jié)頂進方向和高程，減少偏差的重

要作業(yè)，是保證頂管質量及管上構筑物安全的關鍵。

頂進時要注意以下事項：

⑴管前挖土長度：如遇不良土質，為防止塌方，管端

挖土長度應在10cm以下。

⑵關于管子周圍超挖：管子周圍一律不得超挖，一定

保持管壁與土基表面吻合。

⑶安裝管帽：由于土層松散，為了防止坍落，保證安

全和便于挖土操作，在首節(jié)管前端要裝管帽，帽檐伸

入土長度為0.2mo

⑷開始頂進時，應緩慢進行，待各接觸面部位密合后

再按正常速度頂進，頂進施工應連續(xù)頂進。頂進測量

在首管頂進時測量間隔不應超過30cm,正常頂進時測

量間隔不應超過加。在測量過程中發(fā)現(xiàn)偏差應進行糾

編工作。頂進的玻璃鋼夾砂管在接口時一定保證嚴密。

⑸頂進時晝夜兩班不間斷施工，防止因中途停置而導

致磨擦力增加，造成頂進困難，同時保證工程工期，

不影響工程總體部署。

⑹認真填寫頂進施工記錄是提高頂進質量的首要保證,

交接班時的負責人必須向接班負責人交清記錄，并說

明在頂進操作中出現(xiàn)的問題及處理情況。

⑺對于影響頂進質量與安全問題的隱患必須及時處理,

減少停滯時間。對

于不得不停下來研究解決的問題要盡快制定出對策，

抓緊處理，恢復頂進。

⑻在糾偏頂進過程中，應采取分段校驗，每頂進10?

20m宜全面檢驗一次

施工質量，解決存在問題。

⑼提高施工和操作人員的素質，加強頂進施工的動態(tài)

管理，是保證頂進施

工質量的關鍵。

(10)頂進過程中出現(xiàn)中心偏差或高程偏差及有偏差趨勢

應及時糾偏

糾偏用千斤頂及人工配合，糾偏時每頂進20?30cm測

量一次，注意第一節(jié)

管子的走向趨勢，嚴防糾偏過急。

(11)本工程為對頂施工，在頂至兩端相距約100cm時,

可以從兩端中心掏挖

小洞，使兩端通視，以便校核兩管中心線和高程，使

兩管準確對口。

4.5實施本工程質量保證措施

4.5.1設計質量保證措施

致業(yè)主：惠州大亞灣清源環(huán)保有限公司

如果我院能榮幸地承擔本項目的設計任務，我們將采

取以下措施，保證設計

質量。

人員與硬件的配備

我們將按照“項目組人員”的構成，及時組成“大亞

灣石化區(qū)污水管網設計”

項目組，項目組接受業(yè)主的領導與監(jiān)督。

項目組成員將每人配備電腦及相應的專業(yè)軟件，并提

供完善、及時的信息服

務系統(tǒng)。

業(yè)主參與、動態(tài)監(jiān)督

我院將制定設計計劃，按照“設計進度安排”，做好

工程的開工和專業(yè)開工

報告，主要設計人員將不會調至其它項目。

工作進展的每個步驟，我們都會書面匯報業(yè)主，讓業(yè)

主參與設計全過程的動態(tài)監(jiān)督。

積極主動協(xié)調

對外做好與業(yè)主、監(jiān)理的協(xié)調工作，對內做好專業(yè)之

間和專業(yè)內部的協(xié)調，出現(xiàn)問題及時書面報業(yè)主，及

時商量解決。

落實責任制

我院對“項目組人員”的責任明確，并將向業(yè)主公布

相關人員的通訊聯(lián)絡方式。

A項目組組長

由我院副院長和顧問總工擔任，全面負責本項目設計

人員的落實、設計進度的安排、設計質量的保證和施

工服務及時到位。

A項目負責人

具體落實項目組組長的有關安排，組織項目的開工、

設計、施工服務。并負責與業(yè)主、政府有關職能部門、

監(jiān)理的聯(lián)絡。項目負責人將不會更換，自始至終為本

項目服務。項目負責人在設計期間的任何外出或參與

其他項目，均必須征得業(yè)主的書面同意。

A專業(yè)負責人

按照項目負責人的工作計劃，組織本專業(yè)的設計人員

按國家有關規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定保質保量按時完成本專

業(yè)的設計任務。專業(yè)負責人將不會更換，自始至終為

本項目服務。

施工服務

設計項目組的專業(yè)負責人，將自始至終連續(xù)的承擔本

項目的設計及后續(xù)施工服務。根據工程進度情況派駐

現(xiàn)場服務代表，現(xiàn)場代表挑選技術過硬、實踐經驗豐

富、協(xié)調能力強、服務意識好的人員。一般設計人員

保證隨叫隨到，確保及時解決施工中遇到的任何問題。

貫徹質量保證體系

設計嚴格按照我院的GB/T19001-2000idtIS09001:2000

質量保證體系文件執(zhí)

行。

4.5.2玻璃鋼夾砂頂管質量保證措施

玻璃鋼夾砂頂管的質量的控制途徑

A來料檢測

玻璃鋼管材是一種復合材料，原料種類眾多，原料質

量直接關系到管材質

量。

必須按規(guī)定要求選擇優(yōu)質原材料，特別是原材料的工

藝性，這在頂管制作

中格外重要。

A過程控制

玻璃鋼管的生產一般采用流水線作業(yè)，根據每個工序

特點，制定相應的檢測

標準，本工序合格后方可進入下道工序。

嚴格按制管流程圖進行：

嚴格執(zhí)行工藝：每層間斷夾砂后及時將純玻璃鋼處用

玻璃纖維織物補平，與

砂層形成良好的連接狀態(tài)，以保證端面軸向壓力的傳

遞和延伸，使管盡可能整體

受力不致?lián)p壞；否則，如夾砂數次后再補純玻璃鋼,

純玻璃鋼和砂層間勢必出現(xiàn)

界面，形成擠壓和剪切，導致管材于純玻璃鋼和加砂

層交界處損壞。

A最終檢測

根據中華人民共和國建材行業(yè)標準JC/T838-1998《玻

璃纖維纏繞增強熱固性

樹脂夾砂壓力管》對玻璃鋼成品管道應進行外觀、尺

寸、強度、剛度、靜水壓、

巴氏硬度。

A出廠檢測

管道在出廠前應進行標識、外觀檢測。

玻璃鋼夾砂頂管生產中重要控制指標及途徑

A嚴密性

玻璃鋼頂管嚴密性應執(zhí)行中國工程建設標準化轉會標

準CECS129—2001《埋

地給水排水玻璃鋼夾砂管管道施工及驗收規(guī)程》中5.2

節(jié)水壓試驗中的規(guī)定。

A外表面光滑程度

必須十分重視和保證頂管的外表面光滑程度。只有外

表面達到一定的光滑

程度，才能減小摩擦阻力和頂力，使管材順利頂進不

致?lián)p壞。

A端面垂直度

必須滿足管材端面垂直度要求并使誤差盡可能小，只

有這樣，才能保證頂

進方向，保持頂力不致過快增加。

A純玻璃鋼部分的長度

必須保證或略有增加，其固化度應達到規(guī)定的要求

（固化度對夾砂段同樣

重要），以滿足實際施工頂力的要求。

A增編作業(yè)規(guī)程

針對本玻璃鋼夾砂頂管這一工程項目，應在設計計算

的基礎上，對應編制如

《頂管連接部位尺寸單》、《頂管產品外觀及尺寸質

檢驗收標準》、《頂管接頭內壁

密封裱糊處理作業(yè)及驗收規(guī)程》和《頂管技術設計書》

等質量計劃性文件來指導

生產和施工，以便進一步確保產品質量和施工質量。

玻璃鋼夾砂頂管連接方式及途徑

管段間采用嵌入式鋼套環(huán)連接定位方式，頂進到位后

內糊玻璃鋼口密封。頂

管兩端車出一個平臺，以便鋼套環(huán)套上管端后鋼套環(huán)

外徑與頂管本身外徑一致。外鋼套環(huán)內塞厚度相當的

高彈性止水橡膠環(huán)，兩管對接后起封水作用，鋼套環(huán)

起定位作用，并增加部分抗不均勻沉降的能力。

4.5.3施工質量保證措施

A相關規(guī)范

目前，玻璃鋼夾砂頂管已有了相應的規(guī)范：《玻璃鋼

夾砂頂管施工及驗收規(guī)范》GY/QB-01o

A進度控制

在頂進過程中，管材的供應是非常重要的，如果供應

不及時造成頂進停止，后果是非常嚴重的，由于機頭

重量一般較大，長時間的滯留會造成機頭沉降，使軸

線發(fā)生偏差；或已頂好的管子和周圍土體固結，使得

摩阻力增大。因此，在開始頂進前，需指定詳細周全

的供應計劃，現(xiàn)場應備有足夠余量。雙向頂進，既保

證質量又能保證工期。

A質量控制

嚴格按設計及規(guī)范要求標準施工：以國家質量標準作

為我公司在工程施工過程中的質量管理和質量保證模

式，確保工程質量始終在受控狀態(tài)下進行。長距離頂

管施工中，頂力控制的關鍵是最大限度地降低頂進阻

力，而降低頂進阻力最有效的方法是進行注漿。注漿

使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩

阻力，在注漿時做到以下幾點：

A選擇優(yōu)質的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主

要指標為造漿率、失水量和動塑比。

A在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的設置要有利于漿套

的形成。A膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時

間，聽取供應商的建議但都必須按照規(guī)范進行，使用

前必須先進行試驗。一般性能見下表：

膨潤土純堿

8%4%。

摻加藥劑漏斗粘度視粘度CP失水量ml終應力

Cmc、PHP1'19”22n2.680

比重穩(wěn)定性

1.0480-0.001

A壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過

程中，要經常檢查各

推進段的槳液形成情況。

A注漿設備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的

密封性能。在注漿孔

中設置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞

注漿孔，從而影響

這漿效果。

A注漿工藝由專人負責，質量員定期檢查。

A注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相應

配。

A由于頂管線路長，為使全程注漿壓力不致相差過大,

在中間還可增設壓

漿泵以增大壓力。

下圖為玻璃鋼頂管施工平面示意圖:

玻璃鋼頂管施工平面示意圖

工作井

泥

漿

輸

玻璃鋼管道

出

紅外測偏儀管

頂進裝置

后背墻注

橡膠止水帶

水

管

工具管

土壤粉碎裝置4.5.