HDPE管材在市政排水工程中的施工應(yīng)用

高 猛　王 敏

(1.中國葛洲壩集團(tuán)國際工程有限公司，北京　100025；2.北京市自來水集團(tuán)管網(wǎng)管理分公司，北京　100089)

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HDPE管材在市政排水工程中的施工應(yīng)用

高 猛1王 敏2

(1.中國葛洲壩集團(tuán)國際工程有限公司，北京100025；2.北京市自來水集團(tuán)管網(wǎng)管理分公司，北京100089)

介紹了HDPE管材的類型及性能特點(diǎn)，從溝槽開挖、管道基礎(chǔ)、閉水檢驗(yàn)、雨季施工等方面，闡述了HDPE管道的施工要點(diǎn)，指出HDPE管材符合未來市政排水管多品種化、綠色環(huán)保、高耐久性等發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊。

HDPE管材，管道，溝槽，雨季施工

高密度聚乙烯是一種潔凈度高、非極性的熱塑性樹脂，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有很強(qiáng)的剛性和韌性。雙壁波紋管是由直接擠出兩個(gè)同心的HDPE管胚并經(jīng)過吸塑復(fù)合成型的一種管材，主要生產(chǎn)DN600以下的小口徑管材，主要采用橡膠圈承插連接。纏繞增強(qiáng)管是以HDPE為原料生產(chǎn)矩形管坯，經(jīng)纏繞焊接成型的一種管材，可生產(chǎn)口徑達(dá)DN3 000的大口徑管材，管道連接主要采用熱熔連接的方式。

1　HDPE管材的性能特點(diǎn)

1.1施工方便快捷

1)混凝土管材施工程序:開槽→支基礎(chǔ)模板→澆筑混凝土基礎(chǔ)→養(yǎng)生→下管→接口抹帶→養(yǎng)生→砌筑檢查井→閉水→回填。

2)HDPE管材施工程序：開槽→砂墊層→接口→下管→砌筑檢查井→閉水→回填。

HDPE排水管材的密度比較小，同樣規(guī)格的管材重量約為混凝土管材的20%，所以在運(yùn)輸和施工過程中較為方便；單根HDPE管道長度較大，同時(shí)管道接口密封性能比較好。因此，HDPE管材工序流暢，施工進(jìn)度快，操作方便快捷。

1.2水力性能好、粗糙系數(shù)小、通過能力強(qiáng)

HDPE管材的內(nèi)壁粗糙系數(shù)為鋼筋混凝土管材內(nèi)壁粗糙系數(shù)的70%， HDPE管比相同直徑的鋼筋混凝土管可通過更大的流量，敷設(shè)坡度也可適當(dāng)降低。并且由于內(nèi)壁光滑，不易結(jié)垢、不易淤塞，可以減少維護(hù)檢修工作量。

1.3化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長

排水管道對(duì)耐腐蝕性的要求越來越高，在輸送雨水或含有腐蝕性的生活污水和工業(yè)廢水時(shí)，HDPE管材的耐腐蝕性要?jiǎng)龠^混凝土管材，埋地環(huán)境中的電力因素、酸堿度等因素對(duì)HDPE管道造成的影響和損壞程度很小。土壤中的化學(xué)物質(zhì)基本不會(huì)對(duì)HDPE管道造成任何降解，含有2%～2.5%碳黑的聚乙烯管道能夠在室外露天存放或埋地使用50年，耐老化，使用壽命長。

1.4綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理

雖然目前HDPE管材的價(jià)格比鋼筋混凝土管材要高，但是眾多實(shí)踐證明，如果能夠正確設(shè)計(jì)，并且保證合規(guī)施工，HDPE管材的施工造價(jià)將會(huì)略低于鋼筋混凝土管材。而且HDPE管材的管理、維修費(fèi)用低，具有良好的環(huán)保性能，又可再生使用，所以綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。

2　HDPE管道施工要點(diǎn)

2.1溝槽開挖

1)溝槽開挖前應(yīng)清理和平整場(chǎng)地，設(shè)置工程測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)，并使場(chǎng)地排水暢通。按規(guī)定要求確定溝槽邊坡的坡度值，靜載或動(dòng)載距挖方邊緣的距離應(yīng)保證邊坡和溝槽壁的穩(wěn)定，堆土或材料應(yīng)距挖方邊緣1 m以外，高度不超過1.5 m。2)采用挖掘機(jī)等機(jī)械開槽時(shí)，溝槽底應(yīng)預(yù)留200 mm～300 mm的原狀土不得擾動(dòng)，在鋪設(shè)管道前人工清槽。3)溝槽基礎(chǔ)一旦發(fā)生超挖或者擾動(dòng)，應(yīng)采用石灰土換填夯實(shí)，有地下水或地基土壤含水率較大時(shí)，可用粒徑10 mm～15 mm的天然級(jí)配砂石回填并夯實(shí)，其壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到基礎(chǔ)層壓實(shí)度要求。4)雨季施工，應(yīng)盡可能縮短開槽長度和時(shí)間，以防止積水浸泡槽底，對(duì)施工帶來不利影響。

2.2管道基礎(chǔ)

1)管道基礎(chǔ)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)，為便于控制高程，管底可鋪設(shè)一層厚度約為15 cm的砂墊層，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求或不小于90%(輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))。對(duì)于槽底處于地下水位以下的軟基，宜分兩層鋪設(shè)，下層用較大粒徑的砂礫或碎石加固，上層鋪中粗砂墊層。

2)管道安裝時(shí)應(yīng)在承插口部位基礎(chǔ)挖設(shè)向下的凹形，以便于承插端口的敷設(shè)和施工，在承插接口施工完成后，應(yīng)及時(shí)回填中粗砂，并確保回填夯實(shí)。

2.3管材接口

HDPE管材主要采用橡膠圈承插連接(也可以采用熱熔方式連接)。

管道采用帶有密封膠圈的承插口連接形式時(shí)，應(yīng)先檢查橡膠圈是否配套完好，確定膠圈安裝位置正確，不得扭曲、翻邊，然后將管道連接面上的污物去除，需在承口端內(nèi)壁位置以及橡膠圈上涂抹適量的潤滑劑。接口施工時(shí)宜采用便攜式的專用連接機(jī)具將管段進(jìn)行承插并正確就位，嚴(yán)禁使用施工機(jī)械強(qiáng)行推頂就位。

管道采用熱熔連接時(shí)，首先檢查焊線是否完好，兩節(jié)管道對(duì)接時(shí)，先用專用卡具在承口外壓緊，而后通電熱熔。管道采用電熔連接時(shí)，兩節(jié)管道及管件不得移動(dòng)，也不得施加外力作用。

2.4管道鋪設(shè)

1)管道鋪設(shè)前要檢查外觀，下管時(shí)，嚴(yán)禁從溝槽向下自由滾放，并應(yīng)防止塊石等重物撞擊管道。如采用機(jī)械下管，應(yīng)采用韌性好的編織吊袋(或吊繩)吊運(yùn)，不得采用鋼絲繩和鏈條吊運(yùn)，采用2個(gè)吊點(diǎn)，其位置分別置于管體全長的1/4和3/4部位。

2)管道連接就位后，采取有效方法對(duì)管道進(jìn)行定位，防止管道中心、高程發(fā)生位移。常用辦法是用鋼套箍和鋼纖固定，鋼纖打入未經(jīng)擾動(dòng)的原狀土200 mm。或者用裝滿砂礫的編織袋壓在已鋪設(shè)管道頂部和兩側(cè)固定管道。

3)管道接口后應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高及中心線測(cè)量復(fù)測(cè)。

2.5管道與檢查井的連接

1)在檢查井砌筑時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施，避免后期HDPE管道與檢查井井室產(chǎn)生高程位置差異，導(dǎo)致HDPE管道變形和破壞。

2)預(yù)制混凝土檢查井與HDPE管道剛性連接時(shí)，預(yù)制井的預(yù)留孔應(yīng)比管徑大200 mm，在安裝前預(yù)留孔周做鑿毛處理，連接處先采用微膨脹細(xì)骨料混凝土封堵，并設(shè)置密封橡膠圈。

2.6閉水檢驗(yàn)

1)按照質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范，向所檢驗(yàn)的管道內(nèi)充水，進(jìn)行閉水檢驗(yàn)，允許滲水量如下:

Q≤0.004 6Di。

其中，Q為每1 km長度管道24 h的允許滲水量，m3/(km·24 h);Di為管道內(nèi)徑,mm。

2)當(dāng)試驗(yàn)水頭大于或小于試驗(yàn)段上游管頂內(nèi)壁加2 m的標(biāo)準(zhǔn)水頭時(shí)，按下式折算:

Q1=√H/2×Q。

其中，Q1為允許滲水量，m3/(km·24 h)；H為試驗(yàn)段上游實(shí)際試驗(yàn)水頭，m。

2.7溝槽回填

1)HDPE管道溝槽應(yīng)在閉水檢驗(yàn)合格后及時(shí)回填，至少回填到管頂上1倍管徑的高度，以確保管道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。2)溝槽回填必須在管道兩側(cè)同步進(jìn)行，嚴(yán)禁單側(cè)回填，兩側(cè)高差不應(yīng)超過1層的厚度(200 mm)，回填材料應(yīng)由溝槽兩側(cè)對(duì)稱均勻運(yùn)入溝槽內(nèi)，不能直接扔在管道上。3)回填壓實(shí)應(yīng)逐層進(jìn)行，不得損傷管道，管底到管頂以上0.5 m且不小于1倍管徑高度的范圍內(nèi)，必須采用人工回填，嚴(yán)禁用機(jī)械推料回填。

2.8雨季施工及抗浮問題

HDPE管道重量輕，管溝積水容易上浮，造成接口脫開，施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)雨季施工，應(yīng)盡可能縮短開槽長度和亮槽時(shí)間，采取措施防止泡槽和漂管。2)施工前全面踏勘，結(jié)合原地貌施工排水方案，確保外部來水排除通暢。3)管道溝槽內(nèi)及時(shí)排除積水，并且采取降水措施將地下水位降至溝槽底0.5 m以下。4)回填過程中，將溝槽內(nèi)的積水排除干凈，不帶水回填。

3　結(jié)語

HDPE管材與其他傳統(tǒng)管材(混凝土管材)相比，具有施工方便快捷、水力性能好、粗糙系數(shù)小、通過能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長等特點(diǎn)，并且具有綠色環(huán)保、高耐久性等發(fā)展趨勢(shì)。施工質(zhì)量控制是HDPE管材在市政排水領(lǐng)域廣泛運(yùn)用的重要因素，應(yīng)從溝槽開挖、管道基礎(chǔ)、管材接口、管道鋪設(shè)、管道與檢查井的連接、閉水檢驗(yàn)、溝槽回填、雨季施工及抗浮等施工要點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量管控。

[1]陳暢.給排水管道工程施工質(zhì)量控制[J].遼寧化工，2010(6)：45-46.

[2]王成芬.質(zhì)量管理在排水工程施工中的應(yīng)用[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2008(6):76-77.

On application of HDPE pipe materials in municipal drainage projects

Gao Meng1Wang Min2

(1.International Engineering Co., Ltd, China Gezhouba Group, Beijing 100025, China;2.Pipe Network Management Branch, Beijing Waterworks Group, Beijing 100089, China)

The paper introduces the types of HDPE pipe materials and performance features, illustrates its construction points from the groove excavation, pipeline foundation, closed water test, and construction in rainy seasons, and points out the pipe material adheres to the multiple types, green and environment protection, and high durability of the future municipal drainage pipes, so it has broader application prospect.

HDPE pipe material, pipeline, groove, construction in rainy season

1009-6825(2016)25-0126-02

2016-06-23

高猛(1978- )，男，工程師；王敏(1979- )，女，工程師

TU992

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