解析HDPE管道施工安裝技術

熊偉

摘 要 HDPE是一種結晶度高的熱塑性樹脂材料，這種材料的管道材質無毒無害，具有抗腐蝕、不結垢的優點，是一種非常健康的管道材料，由于HDPE管道十分可靠的性能優勢，如今已經廣泛應用于水利工程、城市規劃建設等多個領域，再加上HDPE管道的連接方式復雜多樣，更是為了解決各種環境下的問題打下了基礎。南昌市幸福水系綜合整治工程主要位于南昌市青山湖區，部份涉及高新區、青云譜區，與艾溪湖相連，是南昌市城東景觀水體艾溪湖的上游水系，在廣陽橋與艾溪湖相連。幸福水系由幸福中渠、幸福東渠、幸福支渠、連通渠、五干一支渠、五干二支渠、羅家渠等多條水渠組成，承擔城東區域30km2范圍的排澇任務，工程涉及HDPE截污管33.4km。

關鍵詞 HDPE;管道施工;安裝技術

HDPE管道在我國工程建設領域應用的時間還不是很長，人們對于該材料的認識也不夠全面。雖然HDPE管道是采用高密度聚乙烯生產的，具有非常良好的化學穩定性、抗腐蝕、抗老化等優點，而且在施工過程中也體現出了其材質較輕、安裝便捷、抗變形等安裝優勢，也因此得到了越來越廣泛地應用，但是在實際的安裝施工過程中，也可能會因為各種因素出現一定的施工問題。本文針對HDPE管道的施工安裝技術進行了探討和研究，闡述了施工時的具體要點，以期減少施工質量問題的發生。

1HDPE管道簡介

1.1 概念

HDPE纏繞結構壁管（典型B型結構）俗名又稱克拉管，采用高密度聚乙烯為主要原料，在熱熔狀態下通過螺旋纏繞成型工藝制成，是一種內壁光滑，外壁為螺旋狀加強肋結構的異形結構壁管材，屬柔性管材。并在熱態未脫模前，通過滾動用自然風方式冷卻，管道逐步散熱，壁厚均勻。HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂材料，除了具有良好的抗腐蝕性外，還具備很好的絕緣強度，很適合應用于電線電纜的建設工程中，也普遍應用于排水截污管網工程中。HDPE管材是傳統鋼鐵、聚氯乙烯等材質的管材換代產品，新型的HDPE管材與傳統的管材相比，具備了更大的穩定性和安裝優勢，使它能夠更廣泛地應用于各行業的建設工作中。

1.2 生產原料

管道主體結構：98%的高密度聚乙烯（PE等級為80以上），2%的黑色色母粒。

管道輔助支撐結構：聚丙烯內肋管。

1.3 產品規格

對于HDPE高密度聚乙烯管的規格國家有統一的標準，可根據燃氣用、給水用和礦用確定不同管道壁厚和直徑。HDPE管材的直徑從300mm到3000mm不等，對應的管材最小壁厚從2mm到14mm不等，管材環剛度首選等級有SN2、SN4、SN8以及SN16四種，具體還需要根據實際的施工地區的地質條件和埋深進行選取。以下是HDPE管材環剛度表：

1.4 配套管件

包括HDPE檢查井、HDPE三通、HDPE彎頭、HDPE變徑管、HDPE法蘭根等。

1.5 連接方式

承插式電熱熔連接（同種管道及檢查井），承插式橡膠圈連接（需帶水作業時）和法蘭連接（其余管道以及閥門）。

1.6 管道優點

HDPE管道以一種新型建材，其工藝和技術都更為先進，較傳統的管材具備更加強大的耐腐蝕性和抗壓性，而且HDPE管材重量輕、韌性高，在施工中呈現出更加便捷的安裝方式以及使用壽命，如今已經得到了越來越廣泛地應用，針對HDPE管材的這些優勢和特點，本文做出如下闡述：

（1）具備強大的耐磨抗壓性。HDPE管道具備很強的耐磨性和抗壓性，在進行地下埋管時無須使用外層保護措施，對于地震高發區以及土層沉降區都有著極高的適用性，甚至還可以沉入江河底部鋪設。

（2）具備較小的摩擦阻力。HDPE管道的內部摩擦阻力系數僅為0.009，而其他材質的管材內壁摩阻系數要比它高出很多，所以在同口徑的情況下使用HDPE管材可以有更大的通過量，換句話說就是在流量不變的情況下可以采用口徑更小的HDPE管道，從而節省材料，降低施工成本[1]。

（3）具備良好的柔性特征。HDPE管材一般采用98%以上全新PE粒料作為管材的生產原料，不添加再生料，管材柔性好，可抵抗地質不均勻沉降，不會產生管材脆性斷裂。另外高質量的單根管道都能完整的發揮其原有性能，組成的管網整體性良好，管網整體抵抗不均勻沉降和抗地震擾動性能比較突出。

（4）具備更便捷的安裝搬運方式。HDPE管線在沿著槽溝進行鋪設時可以有效減少開槽挖土量以及配件的使用量，從而降低了施工難度，縮短了工期，而且HDPE管材重量很輕，不管是搬運還是安裝都非常簡便，所以施工速度得到了有效提高，在一些工期緊張或者是施工條件比較差的情況下使用，其優勢更為明顯。

（5）具備較長的使用壽命。由于HDPE的化學穩定性比較強，所以一般的環境因素都不會讓HDPE管道損壞，如果采用的是地下埋管的方式，那么HDPE管道的使用年限可以長達50年，而且有適當撓曲度的管道還可以避免沉降和滲漏等問題的發生。

（6）具備綠色環保無污染的特性。HDPE管材還有一個非常重要的優勢就是它非常符合國家對于綠色環保、可持續發展的要求，因為其具備無毒無害、無污染的特點，而且可以進行重復回收再利用，所以能有效降低施工成本，提高工程收益。

2HDPE管道施工安裝技術

2.1 施工前的技術準備

首先在施工前要求相關的施工人員熟悉以及掌握具體的施工圖紙，隨后準備好相應的施工設備，主要是準備好一些熱熔對焊機以及管道的切割工具。如果條件允許，可以對具體的操作人員進行一系列的崗前培訓，培訓合格之后才能進行實際的施工。在材料的準備上也要切實按照標準驗收，避免產生安全隱患。

2.2 管道裝卸與存放

管道主要采用機械裝卸，裝卸時應采用柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進行吊裝，不得采用鋼絲繩或鏈條進行裝卸和運輸。裝卸時應采用兩個支撐點，兩個支撐點位置宜放在管長的四分之一處，以保持管道穩定，在管道裝卸過程中應防止管道撞擊或摔跌，尤其注意對管端承插口的保護，如有擦傷應及時與廠家聯系，以便妥善處理。

管道存放直接放在地上時，要求地面平整，不能有石塊和容易引起管道損壞的尖利物體，要有防止管道滾動的措施。不同管徑的管道堆放時，應把大而重的放下邊，輕的放上邊，管道兩側用木板擋住。堆放時注意底層管道的承重能力，堆放高度不超過3米。

2.3 溝槽的開挖

溝槽的開挖前，一定要嚴格按照施工圖紙來確定具體的開挖路線以及開挖深度，避免出現路線偏移或者溝槽過深的情況，同時，在沒有取得有關部門審批的情況下不能擅自改動既定方案。

開挖溝槽時，槽底設計標高以上0.2～0.3m原狀土應給予保留，鋪管前用人工清理，但一般不宜挖至溝底設計標高以下，如局部超挖，需用沙土或原土填補并分層夯實。每個管材的連接處底部應開挖寬0.5m深0.3m的橫向小溝槽以利于散熱、降地下水及避免電熔絲接地，防止焊接口的溫度傳遞給地面使此處焊口不能完全熔好。在溝槽開挖的過程中也要注意放坡以及地下水的變化，做好及時的排水工作，同時對管線附近的土坡穩定性多加關注，避免出現問題沒有及時發現從而引發的安全事故。

管槽開挖完成后，及時進行地基承載力檢測，承載力達不到要求的，經設計同意后進行換填等處理。

2.4 溝槽底的準備

重力排水系統的坡度等級一定要達到規定的0.2%～0.5%范圍內，因為在軟地基上施工，所以為了保證密實度達到規定，在溝槽開挖之后需要在底部鋪設碎石和中粗砂，如果溝槽深度達到6米以上、管道直徑達到1.6米以上時，會因為管道底部的流泥受到擠壓產生上涌現象，所以在施工中一定要及時降低管道兩側堆土，在進行一系列的打鋼板處理，避免上涌現象，保證施工順利進行。

2.5 管道連接與安裝

在溝槽內安裝管道之前，一定要對管道進行全面的檢查，在保證該管道毫無缺陷和問題的情況下才能將管道吊入溝槽內。管道的連接和安裝工作應在管材檢查驗收合格后進行，管道的對接可采用機械吊裝設備配合，下管時插口應順水方向，承口逆水方向。管道連接前必須將承插口清洗干凈，連接時禁止有污垢、泥沙進入承插口內，承插口間距應在10mm左右，管道連接就位后應復測設計標高及設計中心線。

2.6 管道的焊接

從事管道連接的操作工人上崗前應經過專門培訓經技術測評合格后方可上崗操作。管道電熔前要檢查承插口是否有雜物，檢查電熔絲是否斷路、接地現象，如有上述現象存在嚴禁熱熔。電熔前檢查管道軸向，并及時調整，經檢驗合格后方可進行電熔。

管口內部支撐環應置于距插口內壁邊緣50mm處（小于DN800管除外）外部漲緊帶緊到位。電熔連接時，電熔連接機具與電熔接頭應正確連通，電熔連接接通期間不得移動管材或在連接件上施加任何外力（支撐環除外）。在通電焊接期間每10分鐘對內部支撐環緊固一次。焊接需要380V電源、功率10千瓦，焊接時直至外接電熱絲處有聚乙烯熔滴生成為止。

通電完成后，取下電熔設備，適當收緊漲緊帶讓管子連接處自然冷卻，自然冷卻期間保留漲緊帶和支撐環不得移動管道，冷卻時間約30～40分鐘，完全冷卻后撤掉支撐環和漲緊帶方可進行下步工作。電熔結束后應進行接頭外觀質量檢查。

2.7 閉水試驗

閉水試驗有待管道、檢查井、截流井等施工完畢檢查合格后，回填前進行閉水實驗。試驗管段按井距分隔，帶井試驗。管道灌水從下游緩慢灌入。灌入時，在試驗管段的上流管頂及管段中凸起的點設排氣閥，將管道內的氣體排除。排水管在試驗前期將管內充滿水浸泡1晝夜（24h），管道充水時保持上游管頂2m的水頭壓力，外觀檢查不得有漏水現象。

2.8 管道胸腔支撐（≥DN800）

管道冷卻后應對管道進行徑向支撐，可以采用直徑大于150mm的原木進支撐，每根HDPE管（L=6m）采用3點支撐。管道支撐必須在回填前完成，回填到管一半以上時檢查支撐情況，如果木方支撐力很大證明回填質量沒有達標，應重新回填，沒有支撐力或倒掉屬于正常。管道支撐直到管頂上方部分回填完夯實后方可撤掉。

2.9 溝槽回填

管側及管頂以上50cm范圍內宜回填中粗砂，回填土或其他回填材料運入槽內時不得損傷管體及其接口。回填材料應由溝槽兩側對稱運入槽內，不得直接扔在管道上，回填其他部位時，應均勻運入槽內，不得集中推入。回填壓實應采用輕夯逐層進行，管道兩側壓實面高差不應超過0.3m。同一溝槽內有雙排管道但基礎底面位于同一平面，管道之間的回填壓實應與管道及槽壁之間的回填壓實對稱進行。分段回填壓實時，相鄰的接茬應呈階梯形且不得漏夯，采用木夯、快速沖擊夯等壓實工具，應夯夯相連。

2.10 變形監測及管道保護

管道回填完成后應進行變形檢測，變形量必須符合設計及規范要求，否則應進行返工處理，檢測時可以按照以下方法進行：①每施工段最初50m不少于3處，每處平行檢測兩個斷面，在監測點的垂直斷面測量管道直徑。②相同條件下，每兩井之間測設三處，一般取起始點、終點和中點附近，每處平行測量兩個斷面。

橫穿馬路或在路基下的管道，在路面沒有鋪好時，如有重型車通行，必須做好保護措施，管道回填土高度不夠時嚴禁一切車輛在上方通行。

3結束語

HDPE管道屬于柔性管道，與傳統的剛性管道相比具備了更加強大的耐腐蝕、抗壓、綠色環保等優勢，而且造價會更加便宜，總的來說，HDPE管道有著非常多的優點，如今已經廣泛應用于多個領域當中。而在施工過程中嚴格把控HDPE管道的應用以及施工質量，才能保證管道的使用周期，從而保證整個工程的質量，提高經濟效益。

參考文獻

[1] 尹喜，HDPE管道施工安裝技術探討[J]，建筑工程技術與設計，2018（11）：1889.