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HDPE双壁波纹管的管道施工
    [摘要]本文介绍了HDPE双壁波纹管管道施工的特点、主要施工工艺及流程,并分析了HDPE管施工中应注意的问题,以抛砖引玉。
    [关键词]HDPE双壁波纹管;工程应用;管道施工
    目前市政排水管道主要采用钢筋混凝土管,这种管材存在运输、贮存不方便,施工难度较高、时间长以及接头容易渗水等缺点。针对这些缺点,国内逐渐开始推广应用硬聚氯乙烯管,尤其是高密度聚乙烯双壁波纹管(简称HDPE管)。
    随着新材料的推广应用,越来越多的城市排水系统应用HDPE管,其具有重量轻、耐腐蚀、耐低温和耐磨性好、安装方便等优点,同时,其粗糙系数远小于传统的钢筋混凝土管,减小了水头损失,增加了管道的输送能力,从而减少了开挖面和回填量,有利于快速施工和文明施工。桂林市近年来在市政污水管道工程中大量采用HDPE管,其中,在2001年修建的桂林市客运北站站前路新建工程中,管材用量较大,施工经验成熟,实践效果良好。
    该工程从2002年交工验收合格至今,路面质量较好,未出现由于 HDPE管施工引起的质量问题。 1HDPE管道施工特点 HDPE管道施工与普通混凝土管有所不同,如果施工作业人员不了解HDPE管材的特性,采用传统钢筋混凝土管道的施工技术安装HDPE管道,会影响管道的施工质量,不能保证管道的正常运行。首先,HDPE管材的材质轻,需保证在施工期内管道不漂浮。其次,管底垫层及回填土的密实度决定了“管与土”系统的负载能力及管的径向变形率,要达到“管土共同作用”的效果,必须保证管底垫层及回填土的密实度满足设计要求。要做到以上两点,必须保证回填时沟槽内无积水,不得带水回填,不得回填淤泥、有机物,回填土不得含有石块、砖及其他杂硬物体;对地下水较高的地方,地下水位应降至槽底最低点下,必须在工程己不受地下水影响或满足基础强度和管道抗浮时才可停止降低地下水。 2HDPE管主要施工工艺及流程桂林市客运北站站前路新建工程为双侧埋设,布置于非机动车道内,管道长3000m,主要管径为DN500和DN400。
    2.1施工流程管沟开挖→处理管道基础→ 管道安装与连接→管道与检查井连接→闭水试验→回填。 2.2管沟开挖及管基础处理
    (1)开挖管沟时,严格控制基底高程,不扰动基底原状土。在机械开挖中,保留基底设计标高 20cm~30cm的原状土,铺管前用人工开挖至设计标高。
    (2)如果出现局部超挖或发生扰动情况时,用10mm~15mm 天然级配石料或5mm~40mm碎石将超挖(或扰动)部分进行换填,整平夯实。
    (3)沟槽开挖宽度应根据管径大小和开挖深度确定,槽底最小宽度为DN(管径大小)+ 600mm,且便于管道敷设和安装,并应考虑夯实机具便于操作和地下水便于排出。
    (4)有地下水时,要做好降水措施,防止槽底浸泡。
    (5)该工程HDPE管的管道基础采用15cm碎石垫层+5cm的粗砂调平层。
    (6)用平板振动器压实碎石垫层及砂垫层,压实度应达到 90%以上。
    (7)管道基础在接口部位的凹槽,宜在铺设管道时随铺随挖,长度一般为0.4m~0.6m,深度为 0.05m~0.1m,凹槽宽度为管径的 1.1倍。
     2.3管道安装及连接(1)下管前,按照管材管件产品标准对管材及其连接件逐一进行外观检查,不符合标准要求的管道不能用作施工管道。
    (2)由于该工程的排水管道埋深在2.5m~4.5m之间,故采用机械下管,下管时要平稳,不得与沟壁、槽底发生激烈碰撞。安装时,将承插口的插口顺水流方向,承口逆水流方向,安装由下游往上游施工。管材按长度用手锯截取,并对断口修边。
    (3)管道接口采用弹性密封橡胶圈连接的承插式接口。接口前,先将橡胶圈放置在管道插口第二根与第三根之间的槽内,并将承口内壁清理干净,在承口内壁及插口腔圈上涂上润滑剂(硅油),然后将承插口的中心轴线对齐。
    (4)安装时,由一人用绳吊住被安装管道的插口,另一人用长撬棒斜插入基础,抵住该管端部中心位置的横挡板,然后用力将该管缓缓插入待安装管道的承口指定位置。
    (5)管道接好后,为防止管道移动以及做闭水试验灌水后,飘管需采取稳管措施。具体方法为:采用砂袋压在已铺设管道的顶部,并在管道两侧打木桩,用铁丝捆绑固定。
    2.4管道修补管道敷设后,因意外造成管材局部损坏。在损坏部位面积较小时,可采用如下修补措施。
     (1)管道的外壁发生局部、较小部位裂缝、孔洞在20mm以内时,可先用棉纱将损坏的部位清理干净,然后用环已酮刷基面,从未使用的管道相应部位取下相似形状的管材进行焊接,用土工布包缠固定。
    (2)对于管道的外壁损坏部位呈现管壁破碎或长度不超过100mm的孔洞,用刮刀将破碎的管壁或孔洞剔除,剔出部位周边 50mm范围内用环已酮清理干净,再从相同管材相应部位取下相当于损坏面积2倍的弧形板,热风焊接在损坏部位,用铅丝包扎固定。
    2.5管道与检查井连接
    (1)管道与砖砌检查井相连采用中介层法,即在管道与井壁相接部位的外表面预先用高密度聚乙烯粘结剂、粗砂做中介层,然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。中介层做法:先用棉纱将管壁的表面清理干净,然后均匀涂上一层高密度聚乙烯牯结剂,紧接着在上面撒一层干燥的粗砂,固化10min~20min,即形成表面粗糙的中介层。中介层的长度视管道砌入检查井的长度而定,一般为24cm。
    (2)管道与井壁砌体四周处用1:2水泥砂浆填满。水泥砂浆厚度大于管材厚度1cm~2cm。
    2.6闭水试验管道铺设完毕后,应按要求做闭水试验,进行密闭性检验。闭水检验时,应向管道内充水并保持上游管理顶以上2m水头的压力。外面检查,不得有漏水现象。管道24h的渗水量应不大于按下式计算的允许渗水量: Q=0.0046Di 式中,Q——每1km管道长度 24h的允许渗水量(m3 ); Di——管道内径(mm)。
     2.7回填(1)管道安装闭水试验合格后应立即回填。从管底基础以上管道外径1/4部分中采用粗砂回填;其余部分可采用碎石屑、粒径小于40mm的砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土进行回填。
    (2)回填分两次进行:第一次采用人工回填,从管底基础部位开始,沿管身两侧同时对称回填并夯实,回填至管顶70cm左右,回填时应对称分层夯实,以确保管道及检查井不产生位移;第二次用机械辅助回填至设计标高。回填严格按照现行规程进行,每层回填厚度不大于0.2m,分层夯实。
    2.8管道变形控制埋地管道应通过管沟回填材料的选择、填筑和压实等控制手段,使管道与土共同作用得以充分发挥,以减少埋地管道的变形量。在沟槽还填至设计标高后, 12h~24h内进行变形量的观测,其变形量不应大于管内径的3%,其长期累积残余变形量不大于管内径的5%。要充分利用管道胸腔部分回填过程中的管道竖向反向变形来抵消部分由于管道上部静荷载和活荷载作用引起的管道竖向变形,使管道周围回填土具有较大的密实度和对管道的支撑反力。
    3HDPE管施工注意事项
    (1)由于HDPE管施工较为简单,施工人员思想上容易麻痹大意,放松对各项施工环节的监管,导致施工质量达不到规范要求。因此,要求管理人员重视和管理到位,严格监督施工队伍按规范要求做好每一道工序,特别是对垫层、安管、接管、稳管和分层对称回填等多道关键工序严密监控。
    (2)HDPE管使用前必须在经过检查符合要求后才能使用,不能使用管材插口外径与承接口内径不相合、已经弯曲变形等不符合要求的管材,否则,会严重影响管道接口质量。
    (3)管道基础、开挖、回填、管道与检查井的接驳等均按现行《给水排水管道工程施工及验收规范》进行施工。
    (4)管道砂石垫层尽可能压实,防止管坑回填时管道不均匀下沉,从而影响接口密实性。对软土地基必须采取换填等处理措施。
    (5)两管对接时,橡胶圈的位置应放置在第二根与第三根钢筋之间的槽内,连接时要严格按技术规范做好对接。
    (6)要采取稳管措施,以防止管道产生位移,具体可用砂袋来压住管身,简单可行。
    (7)HDPE管是柔性管道,管坑回填的质量和密实度对管道的受力状态和变形影响较大,因此必须严格控制。管坑回填先从管底与基础结合部位开始,沿管身两侧同时对称分层回填并夯实,回填前必须采取有效措施(如放砂袋、顶方木等)对安放直顺的 HDPE管进行稳固,以确保管道不产生位移。
    (8)闭水试验发生管道接口渗水时,可采用混凝土包管形式处理,比重新安管方便。
    (9)雨季施工时,尽可能缩短开挖长度,且开挖快、回填快,并采取防泡槽措施。一旦发生泡槽,要将受泡的软土层清除,并换填砂石或粗砂。 4HDPE管道在应用中存在的问题
    (1)对外形为螺旋状的高密度缠绕增强HDPE管道,因螺旋间的管壁太薄,在螺旋交接处,由于运输吊装不规范,导致交接处裂口,管材设计应考虑加强接口或增设吊点。
    (2)因HDPE管材轻,施工作业人员不注意,在开槽埋管覆土后,停止降低地下水,由于管顶覆土未达到设计要求的高度,导致已埋的管被浮起,所以,施工中必须注意管的抗浮问题。
    (3)因为HDPE管对安装的工艺要求较高,应加强对管道设计人员及施工安装人员的技能培训。
    5结语
    作为柔性管道的一种,HDPE 管还没有完全取代传统的刚性管道,但HDPE管道以其独有的特点弥补了刚性管道的不足,拓宽了管道的使用范围。在实际使用中,应因地制宜,充分发挥各自的特点,使刚、柔管道得到最合理的应用,以获得更大的经济、社会效益。
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