市政給排水施工中HDPE管施工技術研究

洪偉

（上海城市排水有限公司，上海市200233）

1 HDPE管概述

目前國內市政排污、排水管道大多數采用水泥管，由于其化學性質不穩定，連接不嚴，易泄漏，污染環境，已成為現代城市的一大公害。而另一種常用管道——鑄鐵管道因施工不便、施工費用昂貴等諸多缺點，已逐步被市場所淘汰。

近年來，以HDPE管材代替水泥管道獲得成功，它是水泥管、鑄鐵管的最佳更新替代產品。

HDPE（High Density Polyethylene）管是一種高密度聚乙烯材質的管材，采用結晶度高、非極性熱塑性樹脂材料制作而成。其內外璧平整光滑，規格為DN150～3 000 mm。HDPE管最早產生于德國，后被各國各地區廣泛推廣和應用。與傳統管材相比，HDPE管具有抗壓力強、摩阻系數小、絕緣性能高、使用壽命長、施工便捷、綠色環保等諸多特點及優勢。由于HDPE管的自身優勢，在大型市政排水工程中的應用最為廣泛。HDPE管外壁呈乳白色，有環狀波紋，內壁平滑度比較高。

隨著HDPE管的發展，國內外管材市場上出現了不同規格的HDPE管。當前國內建筑施工以及給排水施工主要應用兩種HDPE管：纏繞增強管和雙壁波紋管。在具體的施工過程中，可根據不同的施工特點和要求，選擇最為合適的HDPE管。目前市場上較多采用纏繞增強HDPE管。

2 HDPE管的性能特點

HDPE管具有良好的化學穩定性、耐老化性、耐磨性、耐腐蝕、質輕、抗壓、無毒、綠色環保、安裝簡便、通流量大、壽命長（50年）等優點，并且在施工過程中機械性能較強，因此在使用中能夠滿足各種工藝需求。其主要特點有:

（1）抗壓能力強。在當前應用中，各種因素造成的壓力不斷增加和提高，由于其內部結構平滑穩定，外部則是環形波紋狀結構，使得其管材的剛度能抵抗各種土壤的負荷，確保應用質量措施的落實。

（2）摩阻系數小，通過能力強。HDPE管的內壁摩擦力小，同時針對鋼筋混凝土管內部摩擦系數較大的狀況，已經形成了一套完善的管理控制模式，因此，HDPE管與同口徑的其他管材相比流量可以增加30%。在當前通流量的水流影響之下，HDPE管比其他管道流速快，通過能力強[1]。

（3）施工便捷。由于HDPE管較輕，在施工和使用過程中搬運和連接都很方便，因而其施工速度較快，在施工工期和施工條件較差的情況下具有很大的優勢。

3 市政給排水施工中的HDPE管主要施工工藝

3.1 管道制作

（1）用熱熔對焊機的專業銑刀將要焊接的兩管端銑削平整，然后在可移動的穩定支架上固定，在進行對接時兩管管端要保證：①閉合管端的最大間距不得超過0.3 mm；②錯位距離不得超過1 mm；③管端轉角應為垂直的90°。

（2）將滿足溫度要求的電熱板放在HDPE管中間，為使其緊貼電熱板應適當移動兩管端，當卷邊高度達到壁厚的一半時迅速取出電熱板，合攏兩管端。進行切換的時間應盡可能縮短，不得超過5 s，還應通過加壓手柄保持一定的壓力，直至整個管端周圍形成一圈熔化邊料。

（3）通過合攏和加壓手柄慢加壓管端并保持一定的壓力值，使壓力持續一段時間，直至初熔化的卷邊黏接并冷卻硬化后熱熔完成。

3.2 HDPE管的接口方式及其與檢查井的連接方式

HDPE管常用的連接方式有帶密封圈承插式套管連接、電熔連接、熱熔連接、電焊管箍連接件連接等多種，在選擇時應根據施工實際情況以及每種連接方式的特點，選擇最佳連接方式[2]。在進行連接時，由于HDPE管不能采用溶解性粘合劑進行連接，因此，使用熔焊連接就成為管材施工過程中最好的連接方式。該種技術在我國已經發展了相當長的時間，作為當前比較先進的一種連接方式。電熱熔連接主要使用兩種施工機具：電熱熔焊機以及熱熔對接焊機。采用熔焊連接方式可以有效地加強管材與管體之間的一體化，使施工質量可靠從而不易出現泄漏等不良現象。隨著施工技術的不斷進步，通過鋼塑過渡進行連接的方式，已經成為HDPE管與金屬管道進行焊接時最主要的焊接方式。

管道接口多采用熱熔或橡膠圈連接方式。采用橡膠圈連接時，應先確認橡膠圈的安放位置，檢查其是否配套完整，進一步將橡膠圈接口處工作面的泥土等雜物清理干凈。在進行接口作業時，應先將橡膠圈與一側管口嚴密地套在一起，調整另一側管使兩側管在同一軸線上，然后兩側管都套上橡膠圈，調整橡膠圈位置使管外壁與其緊密接合，最后套上防護外固管箍。

在HDPE管與檢查井進行連接時，會因不同材料間收縮率不相同因素，使得連接處容易出現滲漏等不良現象，由此，在施工過程中安置一定的防水翼環成為主要的防漏措施。

檢查井與 HDPE雙壁纏繞管進行連接時，中介層法是最佳選擇。其具體操作過程就是先用毛刷、棉紗等清理工具，對檢查井壁外表面進行清理，然后用聚氯乙烯粘接劑進行均勻涂抹，涂抹完成之后均勻地撒上一層粗砂，在固化完全后形成了中介層，接著用水泥漿砌入。

3.3 管道安裝

管道安裝工作主要分為4個環節：溝槽支護、挖土開槽、管道基礎和管道接口。為了保證施工質量，每一個環節都必須嚴格按照施工工藝要求進行施工。

（1）溝槽支護。根據開挖深度、地下水情況、周邊環境等因素選擇合適的溝槽支護方式，溝槽支護是確保管道施工安全的必要措施。

（2）挖土開槽。嚴格控制基底高程，設計科學合理的標高。如果溝槽底部有堅硬物體或暗浜，必須將其清理干凈，然后用中粗沙礫或天然級配砂石料回填至溝槽底標高。

（3）管道基礎。必須科學設計基礎毛墊層厚度，并嚴格控制。不同管徑的基礎墊層厚度各不相同，要經過科學計算而定。比如，600 mm以下的管徑對應的毛墊層厚度是 150 mm。此外，需要注意的是為了保證施工順利進行，要做好凹槽預留工作。

（4）管道接口。在這一環節中，最重要的是確定水流大小和方向。一般而言，要先安裝下游管道，后安裝上游管道。管道插口按照順水流方向安裝，承口按逆水流方向放置。

另外，管道鋪設后，在塢膀、回填土前，雨水管道與壓力管道必須根據設計要求作磅水試驗（見圖1）。雨水管流砂地區可四節抽磅一節，污水管100%做。檢查井泵水示意圖見圖2。

圖1 泵筒泵水示意圖（單位：m）

圖2 檢查井泵水示意圖（單位：m）

3.4 溝槽回填

溝槽回填是市政給排水HDPE管施工最后一個環節。溝槽回填示意圖見圖3，其中的溝槽寬度B按式（1）計算：

式中：Dw為管外直徑，m;b1為管外壁到溝壁距離，m;b2為溝槽邊坡寬度，m。

在這一環節中，要注意以下幾點：

（1）回填材料。主管區應采用粒狀材料（如黃沙），不允許用未經處理的原土直接回填。淤泥、有機土、凍土以及粒徑過大的碎石或磚塊等不得作為主管區回填的材料。

圖3 溝槽回填示意圖

主管區的回填土密實度不應小于95%（按輕型擊實標準）；管道寬度以外次管區的回填土密實度不應小于90%；管道寬度內次管區的回填土密實度應為（85±2.5）%。

（2）回填從基礎管底與管底結合處開始，至管頂以上 0.7 m內，必須采用人工方式，沿著管道對稱兩側分層回填。

（3）管頂以下用中粗砂回填，管頂以上 0.5 m內用素土或砂土回填。

（4）管頂 0.7 m以上可用機械回填，但必須采用一定的限位措施，防止管道產生位移。

（5）每層回填高度保持在 0.15～0.2 m內，夯實后方可繼續回填。

4 結語

必須加強對HDPE管施工工藝的研究，并不斷進行改進和完善。這不僅是提高市政給排水施工質量的要求，也是整個建筑行業可持續發展的要求。