淺談HDPE雙壁波紋管在市政排水工程中的應用優勢及施工工藝

【摘要】近幾年，隨著HDPE雙壁波紋管在我國應用的大力推廣，在許多市政排水工程中，HDPE雙壁波紋管得到廣泛的使用。本文一方面通過它與普通塑料管和鋼筋混凝土管的對比，顯示出HDPE雙壁波紋管在市政排水工程中的應用優勢；一方面根據HDPE管的特性，分析管道施工工藝，提出解決方案。

【關鍵詞】HDPE管；市政工程；應用優勢；施工工藝

1 HDPE雙壁波紋管簡介

HDPE雙壁波紋管，也稱高密度聚乙烯雙壁波紋管，是以HDPE為主要原料加入必要的添加劑，經擠出成型方式加工而成的具有波紋結構的管材。它是一種環保、安全、高性價比的新型輕質管材，是具有環狀波紋結構外壁和平滑內壁的新型材料。隨著國家基礎建設的進一步深入，HDPE雙壁波紋管因其諸多優越性和競爭力而被市政、水利等部門大量使用。目前，在城市排水系統中，塑料管材逐漸取代了混凝土管和鑄鐵管等傳統管材成為主流使用管材。塑料管材中以HDPE雙壁波紋管為主被廣泛應用于市政排水工程中。

2 HDPE雙壁波紋管的優勢

（1）優越性

HDPE雙壁波紋管剛性大，耐壓強度比同等規格的普通光身塑料管高；重量只是同規格普通塑料管的一半，非常容易承插，從而大大縮小了管道的施工難度；它還便于連續敷設在凹凸不平的地面上，因為其波紋結構能加強管道對土壤負荷抵抗力；從工程造價上看，使用雙壁波紋管要比普通塑料管降低1/3；此外，HDPE雙壁波紋管的接口密封性、絕緣性、耐腐性、內壁光滑度、使用壽命均比普通塑料管優越。

（2）優良特性

目前市政排水工程普遍使用的是鋼筋混凝土管（剛性管）和HDPE雙壁波紋管（柔性管），下面就從這兩大類管入手，對它們的性能進行對比分析。

①強度和剛度

鋼筋混凝土管屬于剛性管，通常被視為一個獨立的承力結構，強度上須承受全部的內、外力；同樣外壓負荷下，HDPE雙壁波紋管柔性管管壁內的應力較小，它和周圍的回填土共同承受負載，即管道和回填土之間由于力的相互傳遞，以及變形的互相協調，使二者結合成一個高度有效的整體結構，屬“管道與填土共同作用”系統承力結構，但前提是保證回填材料及其密實度要達到設計要求。因此，埋地HDPE雙壁波紋管不需要和鋼筋混凝土管一樣的強度和剛度，在合理的剛度下，完全可以達到使用要求。

此外，由于HDPE雙壁波紋管具有柔韌性，當發生地震等突發性的地質活動時，也能將管道的破壞損失降為最小，提高了市政排水管道抗震、減災的能力。

②接口的密封性

HDPE雙壁波紋管的連接性比較可靠，大部分采用橡膠密封圈承插或熱熔焊接方式連接，接頭的強度高于管道本體的強度，可確保污水不外漏，并可適應地基不均勻沉降。而鋼筋混凝土管的接口形式大多使用平接口和承插口，在連接處抹一圈水泥砂漿，完全是剛性連接，如果由于土壤不均勻沉降導致管道稍有位移，連接處就可能被破壞而形成滲漏。同時HDPE雙壁波紋管每根管長可達10米以上，接口少；而鋼筋混凝土管長僅為1～3米，接口多，如果按每處接口滲漏量相同計，鋼筋混凝土管的總滲漏量為HDPE雙壁波紋管的6.3倍。

③水力特性比

在水力特性比方面，HDPE雙壁波紋管內壁光滑，輸送液體時摩阻力明顯小于混凝土管。HDPE雙壁波紋管的內壁曼寧系數為n=0.009～0.01，內壁光滑，水流阻力小，不宜結垢；而鋼筋混凝土管n=0.013～0.014，內壁粗糙，水流阻力大，易廢棄物的囤積停滯。因此在相同使用條件下，HDPE雙壁波紋管的輸水量比鋼筋混凝土管提高30%，在同樣的坡度下采用直徑較小的HDPE雙壁波紋管就可以達到要求的流量。

3 HDPE雙壁波紋管的施工工藝

施工工藝基本流程：測量放線→機械開槽→槽底平整壓實→沙礫墊層→砂基→管道安裝→管道與檢查井連接→閉水試驗→溝槽回填夯實

（1）溝槽開挖及基礎處理

在溝槽開挖前，需先熟悉圖紙，根據設計給定的水準點及坐標控制點進行測量、定位、放線，引臨時水準點及控制樁后方可進行溝槽開挖。開挖溝槽時，應嚴格控制槽底高程，不得擾動槽底原狀土。在機械開挖中，應保留槽底設計標高20cm～30cm的原狀土，鋪管前人工開挖至設計標高。如果發生超挖現象，干槽超挖150mm以內的，可用原土回填夯實；干槽超挖150mm以上的，可用石灰土分層處理，其相對密實度不應低于95%。

管道基礎采用墊層基礎，其厚度應按設計要求。一般土質較好地段，槽底只需鋪一層砂墊層，其厚度為10cm；對軟土地基或槽底位于地下水位以下時，可采用15cm厚的碎石或礫石砂鋪筑，上面再用5cm厚砂墊層整平。在基礎鋪筑時，應用平板振動器壓實碎石墊層及砂墊層，壓實度應達到90%以上；基礎寬度與槽底同寬。

（2）管道安裝

管道在安裝前，應按照管材管件產品標準對管材及其連接件逐一進行外觀檢查，不符合標準要求的管道不能用作施工管道。在接口處理上，應采用彈性密封橡膠圈連接的承插式接口，安裝時需將承插口的中心軸線對齊。采用人工對管道進行安裝，槽深度不大時可由人工扛管下槽，管徑大于公稱直徑DN400或槽深大于3m時，可用非金屬繩索溜管入槽，依次平穩地放在基礎管位上。嚴禁用金屬繩索勾住兩端管口或將管材拋入槽中。穩管前，需對基礎設計高程和中線位置進行檢查，符合設計和規范要求后方可進行穩管。

雨季施工應盡可能縮短開槽長度，做到成槽快，回填快，并做好防泡槽的措施。一旦發生泡槽，應將水排干，把受泡的軟土層清除，換填中粗砂或砂石料，及時做好基礎處理，這樣才能防止管道出現出現位移、漂浮、拔口等現象。

（3）管道與檢查井連接

HDPE雙壁波紋管與磚砌或混凝土澆制的檢查井連接，可采用過渡層做法。即在管材與井壁相接部位的外表面預先用高密度聚乙烯粘接劑，粗砂做過渡層，然后用水泥砂漿砌入檢查井壁內。過渡層做法：先將管壁的表面用棉紗清理干凈，然后均勻涂上一層高密度聚乙烯粘結劑，緊接著在上面撒一層干燥的粗砂，固化約為10～20min，即形成表面粗糙的過渡層，最后用水泥砂漿砌入檢查井的井壁內。過渡層的長度視管道砌入檢查井的長度而定，一般為240mm。

（4）閉水試驗

管道鋪設完畢后，應按要求做閉水試驗，進行密閉性檢驗。閉水試驗時，應向管道內充水并保持上游管理頂以上2m水頭的壓力。外面檢查，不得有漏水現象。管道24h的滲水量應不大于按下式計算的允許滲水量：

Q=0.0046D1

式中，Q—每1km管道長度24h的允許滲水量（m3）

D1—管道內徑（mm）

（5）溝槽回填

管道安裝閉水試驗合格后應立即回填。從管底基礎以上管道外徑1/4部分中采用粗砂回填；其余部分可采用碎石屑、粒徑小于40mm的砂礫、中砂、粗砂或開挖出的良質土進行回填。

回填分兩次進行：第一次采用人工回填，從管底基礎部位開始，沿管身兩側同時對稱回填并夯實，回填至管頂70cm左右。回填應對稱分層夯實，每層回填高度不應大于0.2m，不得帶水回填，回填土中不得含有石塊等雜硬物體，以確保管道及檢查井不產生位移；第二次用機械輔助回填至設計標高，回填應嚴格按照現行規程進行，分層夯實。

4 結語

HDPE雙壁波紋管作為柔性管道的一種，雖還沒有完全取代傳統的的剛性管道，但卻以其獨有的特點彌補了剛性管道的不足，拓寬了管道的使用范圍。在實際使用中，應因地制宜，充分發揮各自的特點，使剛、柔管道得到最合理的應用，以獲得更大的經濟、社會效益。