1、关于玻璃钢夹砂管道在压力管道给水工程中应用的说明鉴于建设部相关给排水管道结构设计规范草案中提出的玻璃钢管道不能应用于压力管道的建议，特提出如下意见：1、玻璃钢压力管道的相关标准规范玻璃钢压力管道的相关国际标准规定，其管径范围为 25mm4000mm，压力等级为 0.245MPa3.103MPa 或 0.1MPa3.2MPa；对于石油用的高压玻璃钢管，最高压力达到 25MPa。我国也陆续完善了玻璃钢夹砂管道的管材、设计与施工的三大标准与规范，管径范围为 100mm4000mm，压力等级为0.1MPa2.5MPa。详细情况说明如下：美国国家标准协会(ANSI)和美国水工协会(AWWA) 联合发布的
2、 ANSI/AWWA C950 fiberglass pressure pipe 主要就是针对玻璃钢压力管道的。早在 1971 年就开始提出制定该标准，在 1981 年颁布了第一版，先后在 1988 年、1995 年、2001 年、2007 年进行了修订，目前使用的是 2007 年的第五版。该标准给出的玻璃钢夹砂管道管径范围为 25mm4000mm，压力等级为0.245MPa3.103MPa。与之配套的标准是 AWWA M45 fiberglass pipe design，该标准对玻璃钢夹砂管道的相关设计进行了明确规定。此外 ASTM 还有一系列的关于玻璃钢夹砂管道及其测试方法相关的标准。IS
3、O 在 2004 年先后颁布了 ISO 10639-2004 Plastics piping systems for pressure and non-pressure water supply - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) systems based on unsaturated polyester (UP) resin 和 ISO 10467-2004 Plastics piping systems for pressure and non-pressure drainage and sewerage Glass-reinf
4、orced thermosetting plastics(GRP) systems based on unsaturated polyester(UP) resin。这两个标准明确了玻璃钢夹砂管道在给水及排水工程中应用的有关技术要求，其给出的玻璃钢夹砂管道管径范围为 50mm4000mm，压力等级为0.1MPa3.2MPa。ISO 14692 Petroleum and natural gas industries Glass-reinforced plastics (GRP) piping 规定了在石油及天然气高压管道中采用玻璃钢管道的相关要求，产品的规格范围从 40mm 到 200mm，最
5、低压力 3.5MPa,最高压力 25MPa。ISO 也有一系列的玻璃钢管道测试方法标准。国内的玻璃钢管道的相关标准从早期的 JC/T552-1994 纤维缠绕增强热固性树脂压力管、JC/T838-1998 玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管、 CJ/T3079 -1998 玻璃纤维增强塑料夹砂管，到目前正在使用的 GB/T21238-2007 玻璃纤维增强塑料夹砂管，均对玻璃钢夹砂管道做出了相关要求。GB/T21238-2007 给出的玻璃钢夹砂管道管径范围为 100mm4000mm，压力等级为0.1MPa2.5MPa。CECS190 -2005 和 CECS129 分别为玻璃钢夹砂管道的结
6、构设计与施工的规范。国内的玻璃钢夹砂管道相关测试标准也比较齐全。以上国内外标准都是在试验、实践及相关理论的基础上发展起来的，形成了一个比较完整的标准系统，充分说明了玻璃钢夹砂管道在压力管道工程中的应用已经非常成熟，在国内得到了一致的认可。甚至也可应用于石油及天然气等高压管道工程中。2、玻璃钢夹砂管道的优势性能玻璃纤维增强塑料夹砂管（glass fiber reinforced plastics mortar pipes）是以玻璃纤维及其制品为增强材料，以不饱和聚酯树脂等为基体材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料，采用定长缠绕工艺、离心浇铸工艺、连续缠绕工艺方法制成的管道，一般简称玻
7、璃钢夹砂管道。刘雨生先生作为中国工程建设标准化协会管道结构专业委员会主任，在2004 年 12 月 6 日在厦门举行的全国管道结构专业委员会四届一次会议说：“上海市政部门邀请了有关专家进行了一次研讨会，专门针对各类管材在同等使用条件下进行综合评议，结果是：玻璃钢夹砂管道的综合指标排第一”。这番话表明了刘先生的科学、客观求实的态度，这番话也是基于玻璃钢夹砂管道所具有的优良特性所讲的。用于压力管道的玻璃钢夹砂管道管材的主要优势性能如下：1） 高强度玻璃钢夹砂管道作为一种复合管道，其强度主要由玻璃纤维决定，而玻璃纤维本身的强度时非常高的，其拉伸强度一般在 1725MPa2400MPa，常用的树脂基体
8、的拉伸强度也有 60MPa，由这些组分材料，加上树脂石英砂层，可以设计制造出不同压力等级不同刚度等级的玻璃钢夹砂管道。例如，沿纤维方向的拉伸强度可达 500MPa 以上，远高于一般的管材材料。因此玻璃纤维增强复合材料不仅可用于压力管道，而且由于其强度比高（强度与容重之比），还可以用于制造直升飞机、40m 以上的风力叶片等材料强度要求很高的结构。因此，玻璃钢夹砂管道自身的高强度是一种制造压力管道的优良管材。2）耐腐蚀玻璃钢夹砂管道耐腐蚀性能是举世公认的。正是由于玻璃钢的这种优良特性，使得化工、环保等行业中耐腐蚀结构绝大多数是由玻璃钢制造。给水引水工程中常常会遇到含酸性的地质状况，那么，玻璃钢的这
9、种耐腐蚀性能优势就能够充分体现出来，从而确保管道的长期使用性能。3）水力特性好玻璃钢夹砂管道内壁光滑，水力特性好，其糙率系数仅为 0.00840.009，而且长期保持基本不变。这为供水工程的运行降低成本提供了管材的技术优势。例如，博茨瓦纳输水工程的检测数据显示：玻璃钢管比起球墨管能节约 30%输水能源动力，而且玻璃钢管的生命周期更长。（The Botswana water board figures that composite pipe saves up to 30% compared to ductile iron,which has a shorter service life.）下图是
10、原中国玻璃钢协会翻译的国外资料的玻璃钢夹砂管道的比较情况。玻璃钢管和钢管在 20 年的输水运营中，玻璃钢夹砂管道的功率始终不变，而钢管由于内壁不断生锈糙率增加导致输水功率增加。4）抗震性能好国内外的多次地震表明：玻璃钢夹砂管道具有良好的抗震性能。这是因为玻璃钢管材具有良好的抗变形能力，且其阻尼系数高。下图是在日本阪神大地震中玻璃钢管与混凝土管的震后比较。玻璃钢夹砂管道接头处有小的位移但不影响其防渗性。3、玻璃钢夹砂管道的相关试验国内外做了大量的关于玻璃钢夹砂管道的相关试验，除了常规的依据相关标准规范进行的强度刚度等相关的检测，还进行了比较系统的长期性能试验与接头偏转试验。永昌积水复合材料有限公
11、司委托武汉理工大学分别采用ASTM D3681 、ASTM D2992、ASTM D5365的方法进行HDB和Sb的试验，对玻璃钢管道的长期性能有了比较深入的了解。图1图3为试验现场图。2008年4月，针对阿塞拜疆DN2000双O 圈连接形式的管道在高压力使用情况下，永昌积水复合材料有限公司依据ASTM D4161标准并在德国监理的全程监督下对管道在恶劣的工况条件下的管道接头密封性能做了一系列试验，包括：偏转角0.5条件下的密封性能、管道接头在轴向收缩时接头被拔出60mm情况下的密封性能、管道接头在垂直载荷剪切力作用下的接头密封情况、管道接头在真空压力状态下的密封情况、管道接头在5MPa压力状
12、态下24小时的密封情况等。图4为偏转角试验现场图。所有试验结果均满足ASTM D4161的要求，该实验表明玻璃钢管道连接形式在设计合理的情况下，具有良好的适应性和耐压性的。通过系统的试验研究为玻璃钢管道的设计提供了依据，也确保了玻璃钢夹砂管道在给水工程中应用的安全可靠性。图1 应变腐蚀S b试验 图2 HDB试验图3 恒载作用下的S b试验 图4 偏转角试验4、工程实例玻璃钢夹砂管道自上个世纪八十年代引入我国，发展越来越快，广泛的应用于国内各类给水工程中，仅永昌积水复合材料有限公司一家近十年来完成的给水玻璃钢夹砂管道工程总长达 1500 公里，最高压力等级已达 2.5MPa。1）山西省吕梁市引
13、文入川工程2006 年开工的山西省吕梁市引文入川工程实施地位于山西省吕梁市，是为解决吕梁市文水县、汾阳市、孝义市三县（市）工业企业生产用水严重短缺问题而兴建的一项长距离引水工程，属吕梁市乃至山西省重点引水工程之一。该工程从吕梁市文水县的文峪河水库引水，干线途经文水、汾阳、孝义三县（市），终点位于孝义市西北的苏家庄附近，工程线路长度约 108000 米。全部采用玻璃钢夹砂管道，公称直径为 DN1000，压力等级为 PN6 和 PN10。所有试压均为一次通过，当地政府对此项工程给予了高度的赞赏。图 5 山西省副省长梁滨宣布引文入川工程通水2） 阿塞拜疆OGB（Ogsu-GabalaBaku）引水工
14、程2007年开工的OGB（Ogsu-GabalaBaku）引水工程是阿塞拜疆国家重点工程，管线从位于Oguz和Gabala城镇南部的井田中收集饮用水，然后将收集到的饮用水通过重力流运送到位于巴库的水库。管线全长约为265km，全部采用玻璃钢夹砂管道，管道公称直径为DN2000mm,压力等级包括PN10、PN16、PN20、PN25四种规格。OGB工程开创了两个世界第一：创造了单个工程中使用玻璃钢管道最多的记录；创造了往复交叉缠绕承插式大口径玻璃钢管道实际工程中使用压力最高的记录。项目的具体实施由永昌积水复合材料有限公司阿塞拜疆项目部和阿塞拜疆当地新设企业共同进行。永昌积水复合材料有限公司阿塞拜
15、疆项目部，负责阿塞拜疆OGB（Ogsu-GabalaBaku）引水工程的原材料供应、设备的供应和安装调试、管材生产和安装过程中的技术和管理指导。德国监理公司负责监造工作。武汉理工大学参与了其中的设计及技术咨询等工作。该工程已经顺利安装完毕并通过试压。图 6 阿塞拜疆引水工程生产及安装3）山西省坪上应急引水工程2008 年开工的山西省坪上应急引水工程位于山西省忻州市的五台县、定襄县、忻府区和原平市境内，其引水点以坪上泉域的泉水为水源，水源地位于五台县境内的滹沱河干流及其支流清水河上。输水干线全长 30.416km，其中玻璃钢夹砂管长 20.478km，其余 9.769km 为 PCCP 管道，设
16、计供水流量 1.61m2/s。玻璃钢夹砂管道公称直径 DN1800，压力等级包括 PN6、PN8 、PN10、PN12 四种规格。该工程已经试压完成通过验收，取得了圆满成功。图 7 山西省坪上应急引水工程4）引额济乌小洼槽倒虹吸工程新疆引额济乌小洼槽倒虹吸工程是国家重点工程，该工程采用了 DN3100 玻璃钢夹砂管道，是当前国内应用口径最大的玻璃钢夹砂管道，全长 11km，总工程量达 1.433 万吨，压力等级 0.46MPa，该项目工程质量和项目管理受到了国家发改委的表彰。该工程于 2005 年 9 月全新运行至今，一直运行良好无故障。图 8 引额济乌小洼槽倒虹吸 DN3100 玻璃钢夹砂管
17、道工程众多成功的工程实例充分说明了玻璃钢夹砂管道在给水工程中应用的安全可靠性。5 部分企业生产制造的部分玻璃钢压力管道的业绩下面列举了新疆永昌、河北昊华中意、恒润集团、中复连众、深圳康强等5 家企业的部分玻璃钢压力管道的业绩。从这些玻璃钢夹砂管道业绩来看，玻璃钢夹砂管道行业特别是玻璃钢压力管道行业，为我国管道工程建设做出了不可磨灭的贡献。工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位乌鲁木齐石墩山水库引水工程 DN1200 1.0Mpa 5000 36001999 年 12 月完工，运行至今投入运行至今，运行正常 新疆永昌克拉玛依大农业引水工程 DN400160
18、0 0.6Mpa1.6Mpa 5000 700002000 年 11 月完工，运行至今无事故记录，运行良好 新疆永昌克拉玛依石油管理局供水工程 DN800、DN600 1.6Mpa，2.0Mpa 5000 50001998 年 11 月运行至今投入运行至今运行良好，无故障，无隐患 新疆永昌库尔勒城市供水工程 DN11001200 0.6Mpa0.8Mpa 5000 900002002 年 8 月完工通水，运行至今运行良好无事故记录 新疆永昌和田皮墨垦区节水灌溉工程 DN40012000.6、0.8、1.0Mpa 5000 700002003 年 4 月完工，运行至今截止目前，无事故记录 新疆永
19、昌安北铁矿供水工程 DN250 1.6-2.5Mpa 5000 60000 2004 年 4 月运行至今 投入运行至今，无故 障，无隐患 新疆永昌顶山三个泉施工供水工程 DN400 0.4-2.0MPa 5000 1450002002 年 8 月完工通水，运行至今全部管线连通后，做系统试压，一次成功。2002 年通水运行至今，运行良好，未发生异常，无隐患新疆永昌引额济乌小洼槽倒虹吸工程 DN3100 0.46Mpa 7500 108002005 年 9 月全系统运行至今经五年的运行，至今无故障、无隐患、运行良好新疆永昌克拉玛依白碱滩区养殖区供水工程 DN800 1.6Mpa 5000 1300
20、02007 年 9 月运行至今 运行良好 新疆永昌新疆引额济乌配套工程兵团农六师引额灌区改造配套与节水改造一期工程“500”水库引水工程DN1200、DN1600 0.6 MPa 5000 442672009 年 4 月运行至今 运行良好 新疆永昌工程名称或用户名管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位乌鲁木齐河东污水处理厂至二道沟水库输水工程DN1600 0.6 MPa 5000-10000 12035 2009 年 10 月运行至今 运行良好 新疆永昌新疆伊犁地区伊东工业园引水工程 DN600 0.6 MPa 5000 238272009 年 2 月运行至今 运行良好
21、新疆永昌吕梁市引文入川工程 DN1000 0.6-1.0MPa 5000-10000 108000 2006 年开工 运行良好 新疆永昌哈密大南湖煤矿输水管路工程 DN600 1.0-2.0MPa 5000 687282009 年 10 月运行至今 运行良好 新疆永昌OGB（Ogsu-GabalaBaku）引水工程DN2000 1.0-2.5MPa 5000-20000 256000 2007 年开工 已试压，情况良好 新疆永昌太仓第二水厂工程供水管线DN1000、DN1200 PN6 5000 15400 1998 良好 中复连众黄岛引水工程 DN1200 PN6 5000 11200 19
22、99 运行良好 中复连众葫芦岛平山供水工程 DN1000 PN6 5000 14000 1999 运行良好 中复连众江苏田湾核电站淡水管线工程 DN500 PN10 10000 73000 2000 至进今运行完好 中复连众福清市闽江调水工程 DN1200 PN6 5000 9000 2000 至进今运行完好 中复连众江苏通如引江供水工程DN900、DN1200、DN1400 PN6 3750、5000 28000 2001 至进今运行完好 中复连众工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位吴江市区域供水工程 DN500 PN6 5000 21815 200
23、3 至进今运行完好 中复连众山东海阳核电站淡水管线工程DN350、DN400 PN10 10000 42000 2005 至进今运行完好 中复连众辽宁红沿河核电站淡水管线工程 DN500 PN10 10000 18000 2006 至进今运行完好 中复连众宁夏西吉县固西引水工程 DN350 PN20-PN25-PN40 10000 60000 2008中间无泵站，安装后运行良好 中复连众伊朗国家石化（National Petrochemical Company Arvand Petrochemical Company）DN600 PN16 SN1000 44000 2008该项目由德国伍德工程
24、公司设计，全长 44Km ，中间无泵站，安装后运行良好中复连众通辽引乌入通工程 DN1800 PN8 5000、10000 28000 2009 情况良好 中复连众阿尔及利亚TLEMCEM 海水淡化厂DN25-DN1800 PN10、PN16 5000 22000 2009安装完成后一次运行成功，至今运行完好。中复连众辽宁大伙房水库工程 DN1800PN11、PN13、PN155000、7500、10000 33000 正在安装 中复连众山西张峰水库工程 DN800 PN10、PN14、PN18、PN20、PN24 5000、7500、10000 18000 正在安装 中复连众DN3000 P
25、N0.75 SN7500 10000 2006 2010 年 3 月一次通水成功，运行良好深圳市北线引水工程 DN2600 PN0.6 SN7500 深圳康强工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位深圳西-铁输水隧道至朱坳水厂输水工程DN2600 PN0.6 开挖管 SN10000 2048 2006 2009 年竣工验收 深圳康强顶管 SN20000 1447 2006 2009 年竣工验收 深圳康强深圳观澜河流域综合治理工程DN200mmDN3000mm PN0.4-0.6 SN10000-SN12000 15000 20082009 年 8 月投入运
26、行，运行良好 深圳康强大庆石油管理局供水公司 DN600 0.6 5000 9000 94.71996 年开始运行，运行良好DN700 0.6 5000 昊华中意DN600 0.3 3000，5000 4000DN700 0.6 26500DN550 0.6 5500北京水利局DN900 0.3 200095.6 1998 年开始运行，运行良好 昊华中意江苏省南京江宁市自来水公司 DN1200 0.4，0.6 3750 15300 96.12.181997 年 12 月投入使用 昊华中意山西省临汾地区侯马引水工程指挥部 DN600 0.6，0.8 3000 26000 96.12.30 运行良
27、好 昊华中意深圳上都电力工贸有限公司 DN700 1.0，0.8 10992 97.5.221999 年投入使用，运行良好 昊华中意黑龙江七台河第一发电有限责任公司 0.6，0.4 5000 昊华中意贵州省贵阳市自来水公司 DN1000 1.0 5000 1700 98.3.30 运行良好 昊华中意江苏太仓第二水厂工程建设指挥部 DN1200 0.6 5000 6235 98.9.21999 年 8 月投入使用 昊华中意福建省漳州市第二水厂二期工程 DN900 0.6 5000 10500 99.2.112000 年投入使用，运行良好 昊华中意工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量
28、使用年限 使用效果 生产单位辽宁省葫芦岛平山供水工程 DN1000 0.6，0.8 14000 99.2.282000 年投入使用，运行良好DN1200 1.0，1.2 5000 6088 昊华中意福建省石狮市供水股份有限公司 DN1200 0.6,0.4 3750 32000 99.3.282001 年投入使用，运行良好DN1400 5000 1760 昊华中意DN800 0.4 5000 10000 99.8.3 2001 年投入使用，运行良好福建省福清市自来水公司 DN700 10000 1300 昊华中意北京五矿国际实业发展公司山东省烟台市开发区引水工程DN900 0.6-1.0 37
29、50 10548 99.11.17 运行良好 昊华中意云南省保山自来水公司 DN1000 0.8 5000 2000 99.92002 年投入使用，运行良好DN600 1.0 11000 昊华中意新疆库尔勒市城市供水 DN1100 0.6 5000 10000 2000.52002 年 8 月完工通水，运行至今DN800 昊华中意宁夏扶贫扬黄灌溉工程 DN1000 1.6 5000 3400 2000.5 运行良好 昊华中意福清闽江调水工程 DN1200 0.6 5000 6050 2000.9 运行良好 昊华中意湖南岳阳铁山供水建设指挥部 DN1600 0.4、0.6 5000 5508 2
30、001.4DN1400 0.4、0.6 1245 2001.42002 年 9 月投入使用 昊华中意张家口宣化区供水总公司 DN600 0.8 5000 10500 2001.4 运行良好 昊华中意工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位中核二四公司连核项目部 DN600-1500 1.0 10000 2716 2002.4 运行良好 昊华中意黑龙江省双鸭山供水工程 DN1000 0.6 5000 12000 2002.9 运行良好DN800 0.6 4500 2002.9 昊华中意广州市南部供水工程西海取水泵站至南洲水厂原水输水管工程DN2200 0.6
31、 7500 19000 2003.01 2004 年 10 月投入使用，运行良好 昊华中意唐山市曹妃甸工业区供水工程 DN1200 0.6 5000，7500 12000 2003.08 2006 年投入使用 昊华中意唐山市曹妃甸工业区供水工程 DN1200 0.6 5000，7500 7714 2004.09 2006 年投入使用 昊华中意福建省晋江市供水公司 DN1800 0.6 5000 4300 2006.6.10 2008 年投入使用 昊华中意白银市东市区给水老化管网改造工程项目部800mm PN1.6 SN10000 1998 2006 年 9 月5 日开工建设2006 年 11
32、月建成，期间运行良好，至今没有任何问题。恒润集团700mm PN1.4 SN10000 5186700mm PN1.4 3890迁安市东部供水工程筹建处350mm PN1.4 SN10000 66312007 年 1 月23 日开工建设2007 年 4 月建成，期间运行良好，2008 年 5 月，道路施工人为挖断一次，修补完成后至今没有任何问题。恒润集团青岛引黄济青水务有限责任公司 800mm PN0.8 SN5000 151412007 年 7 月9 日开工建设2007 年 12 月建成，期间运行良好 恒润集团宿迁市南水北调截污导流工程建设处 1000mm PN0.8 PN1.0 SN100
33、00 87002008 年 9 月3 日开工建设， 2009 年 5 月建成，期间运行良好 恒润集团工程名称或用户名 管径 压力等级 刚度等级 数量 使用年限 使用效果 生产单位吕梁鼎横供水有限公司 800mm PN0.61.6 SN1000015000 28000m 2008 年 3 月11 日开工建设，2008 年 12 月建成，期间运行良好，至今没有任何问题。恒润集团内蒙古准格尔黄河水务有限公司 800mm PN1.6 SN6000 2957.1m 2008 年 7 月18 日开工建设，2009 年 5 月建成，期间运行良好，2009 年 11 月，道路施工人为破坏导致渗漏，至今没有任何问题。恒润集团嘉善县水务投资有限公司（嘉善县城乡供水一期工程）500mm-800mm PN0.6 SN10000 65362008 年 1 月2 日开工建设，2008 年 8 月建成，期间运行良好，至今没有任何问题。恒润集团曲阜圣城热电有限公司（华能曲阜电厂污水再生回用水管道）600mm PN1.0 SN8000 64612008 年 4 月18 日开工建设，2008 年 10 月建成，期间运行良好，至今没有任何问题。恒润集团
