HOBAS管在软基输水工程中的应用

张德跃，邱伟军
(中国市政工程华北设计研究院，天津300074)

　　 摘 要：将新型管材—HOBAS管应用在软基输水工程中，取得了良好的效果。结合温州供水工程的设计、施工实践，给出了行之有效的管道基础做法，指出了设计、施工中的注意事项。
　　关键词：HOBAS管；软土地基；输水工程
　　中图分类号：TU991.36
　　文献标识码：C
　　文章编号： 1000-4602(2001)02-0057-02

　　1 概 况

　　离心浇铸增强树脂夹砂复合管(HOBAS管)是玻璃钢夹砂管的一种，采用短切玻璃纤维离心浇铸成型，与另一种玻璃纤维缠绕夹砂复合管相比，其力学性能更优越。HOBAS管具有质量轻、水力特性好、耐腐蚀、耐磨、耐久等优点，其独有的FWC接头具有良好的密封性和抗震性。
　　HOBAS管最早应用在瑞士Altena地区(3km长，DN1000)，至今已安全运行近40年，国内最早的应用是深圳—香港的供水管道。近几年，HOBAS管在国内的应用呈上升趋势，如浙江苍南县平原引水工程一期规模为10×104m³/d，其中输水管道长10.2km，管道口径为DN600～1200，系首次在长距离输水中采用国内厂家生产的HOBAS管道，自1997年建成通水运行至今，管道运行稳定可靠。又如浙江温州曹平至永强的输水工程，设计规模为20×10⁴m³/d，管道长26.22km，口径为DN1000～1400，工作压力为0.5MPa，是目前国内最长的HOBAS输水管道之一。该工程自1998年4月建成至今运行状况良好，基本解决了温州东部地区的应急水源问题。各地工程试压的结果也表明，其在保压时间内的压降几乎为零，充分显示了HOBAS管的管材质量稳定可靠及管接头的良好密封性。

　　2 在软基输水工程中的应用

　　同其他管材一样，HOBAS管也有其不足之处，在设计时应充分考虑，尤其是对于软土地基输水工程更应给予足够的重视。
　　2.1管道基础
　　HOBAS管为柔性管材，而软土地基(如浙江、福建一带，其地基承载力≤39.2kPa，地下水位在地面下0.3m左右)的管道沟槽断面成型时间短、稳定性差，为防止管道安装后发生浮管和由于不均匀沉降引起的管道漏水，设计时一方面要求供货商将HOBAS管的FWC接头加长至29cm(原为25cm)，以满足管线在软土地基不均匀沉降时借转1～3°的要求；同时又要做好管道基础的设计，常用的管道基础作法为CE131土工布网铺底，50～70cm厚砂卵石垫层(卵石粒径＜3cm)，同时严格要求胸腔砂回填，填砂高度为0.7D(D为管径)。工程实践证明，该种管道基础做法行之有效。
　　2.2 抗浮和支墩计算
　　由于南方地区地下水位较高，而HOBAS管质量较轻，因此抗浮问题不可忽视，需经计算确定；此外HOBAS管为柔性接口，管道的支墩设计也是一个十分重要的问题，需重新计算复核，不可轻易套用标准图。
　　2.3 工程穿越
　　HOBAS管的刚度相对较小，承受冲击能力差，不能承受较强的剪力和弯扭力，在设计中凡穿越道路(顶管)、过河管桥、倒虹管及弯头配件等处都需考虑采用钢管。同时，由于软土地基土壤密度低、含水量高，相应的管道摩擦力小，穿越、折转等处管道两端需敷设一定距离的钢管延伸段(10～20m)。
　　2.4 水力计算
　　由于软土地基区域一般河网纵横，输水工程需跨越的河流较多(3～5条/km)，需设置管桥或倒虹吸管。每座管桥和倒虹吸管有弯头4～8个，加上管道线路水平或垂直转弯的弯头，输水管道的局部水头损失较大，一般为沿程水头损失的20%～30%，高的可达30%～40%。它说明在HOBAS管与钢管弯头相结合的水力计算中，不能按常规(即局部水头损失为沿程水头损失的10%)进行估算，这是HOBAS管的粗糙度低、沿程水头损失小，管道内水流速度高的缘故
　　2.5 管材抽样
　　一般HOBAS管在出厂时试验抽样仅为6%，为保证软基输水工程的质量，设计时应建议供货商提高出厂试验的百分率。
　　2.6 施工维护
　　新开挖的沟槽断面成形时间多为1～3h，当采用钢板桩支护时，沟槽成形条件相对较好，成形时间适当增长，但空槽时间较长时，沟底“涌土”现象经常发生，因此软基输水管道的安装不同于常规输水管道，需要每根管道的支护、开挖、做基础、管道安装、检验、覆土一次完成，需要严密的施工组织和足够的备品备料，以使施工安装时间尽可能地缩短。如在温州曹永和苍南供水工程的HOBAS管道施工中，单管敷设时间一般为40～60min(管径DN1400～1200)，实践证明，良好的施工对于保证HOBAS管道的工程质量非常重要。
　　2.7试压措施
　　一般埋地HOBAS管的试压应分段进行，准备试压的几段管道要同时施工完毕。一段管道试压时，可用其相邻的一段或几段管道做靠背，充分利用相邻管道的摩擦力，这样不仅可以减少试压的准备措施和费用，最重要的是安全可靠，不会发生危险和事故。试压段选择应注意尽量采用直段或转弯角度小、数量少的管段，并注意转弯支墩的受力核算。试压管段长度应根据现场情况确定，一般为500～1000m，同时注重与管道井(阀门井、伸缩节井、排气井)的结合。

　　3 总结

　　HOBAS管具有质量轻、刚度好、阻力小、抗老化和耐腐蚀、安装方便、使用寿命长、综合费用适当、操作简单、维护成本低等特点，在今后的供水工程中具有良好的发展前景，建议有关部门应尽快制定相应产品标准及设计、施工规范，使生产、设计与施工有章可循，以确保工程质量。

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收稿日期：2000-04-28