顶管施工作为一种非开挖地下管道施工方法,无需征地,不影响路面结构,能很方便的穿越公路、铁路、房屋、河流等铺设地下管道,对交通及环境影响小,开挖土方少,机械化程度高,可适用于特殊工况,被认为是一种现代化的地下管道铺设方法。
   以往的顶管管材主要使用混凝土管和钢管。玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂管道作为一种新型管材,具有强度高,耐腐蚀,使用寿命长等优点,如果将其用于施工中将具有诸多优势:重量轻,施工方便,便于运输装卸,纠偏容易,顶管施工中不会产生”栽头”事故;外壁光滑,顶力小,顶距长;在无需运行维护的条件下,其使用寿命长;管内壁光滑水流量大,在同流量情况下,比混凝土管和钢管管径小,可节约地下空间等。
   但是,由于国内现有制造设备的特点,主要采用定长缠绕工艺技术生产玻璃纤维增强塑料夹砂管道,发球内径系列,外径尺寸精度低; 一般的玻璃纤维增强管道的轴向强度不高;还有连接形式等限制,因此不能直接将一般的玻璃纤维增强管道用于顶管施工中,否则会产生比较严重的后果。
   为了充分将顶管施工的技术优势与玻璃纤维增强塑料夹砂管道的性能优势相结合,武汉理工大学通过与企业的科技合作方式,从1998年起,就致力于国内的玻璃纤维增强(定长缠绕)夹砂管道用顶管施工的相关工作,经历了7年的系统研究,取得了多项创新性技术。 2005年5月17日中国建筑材料工业协会组织协会科技教育委员会、中国玻璃钢工业协会、中国复合材料集团有限公司、华中科技大学土木工程与力学院、中国市政工程中南设计研究院、国家玻璃钢制品质量监督检验中心、北京玻璃钢复合材料有限公司、建筑材料工业技术监督研究中心等单位的专家对”玻璃纤维增强(定长缠绕)夹砂顶管”项目进行了鉴定,专家一致认为:
1、该项目历时7年的大量实验与应用基础理论研究以及实际工程应用,形成了具有我国特色和自主知识产权的玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂顶管的铺层结构设计,制造工艺与施工工艺的成套技术与设备。在国内外率先攻克了玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂顶管的一系列瓶颈技术,其中管端界面强度与均衡轴压强度的优化设计与制造技术、高弹性低锥度复合模具与反锥度补偿缠绕的等外径制备技术、低成本防渗减阻的新型连续技术;玻璃钢夹砂顶管专有施工工艺成套技术(顶力与顶速、纠偏、薄壁管中继间、回弹控制等技术参数)与相关装备,以及顶进过程的计算机数值模拟等具有创新性和实用性。
2、玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂顶管具有在低承载力地质条件下不栽头、顶力小、顶速快等优点。其管身轴向抗压强度、外径的等径性与耐磨性等主要技术性能指标与离心浇铸玻璃钢夹砂顶管(HOBAS顶管)相当,部分指标由于HOBAS顶管。该项目整体水平居国内领先水平,并达到国际先进水平。
3、该项目已成功应用于广州、石家庄、沈阳、长沙、西安等重大市政工程,总长已达16200m,分别经过2~6年实际应用考核,运行良好。尤其在低承载力、高腐蚀性、顶进区域狭窄等特殊的地质条件下进行顶管施工具有独特的优势。该项目不仅为顶管行业提供了新型顶管管材,而且扩大了玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂管的应用领域,推动了玻璃钢行业和相关行业的发展与技术进步,社会经济效益显著。
4、建议尽快制定玻璃纤维增强塑料(定长缠绕)夹砂顶管的相关标准及规范。