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承插式HDPE双壁波纹管施工技术
    [摘要]承插式HDPE双壁波纹管具有自重轻、柔韧性好、使用寿命长、摩阻系数小、耐低温、环保等优点,可应用于市政排水工程。结合北京某医院排水工程施工,介绍了承插式HDPE管道物理力学性能及沟槽开挖、土弧基础施工、管道安装及接口、与检查井衔接、沟槽回填等主要施工工艺,以及管道密闭性和变形检验标准和检验方法。
    [关键词]排水工程;管道HDPE双壁波纹管;施工技术
    随着我国城镇建设的不断完善,对市政排水系统提出了更高的要求,排水管作为系统的重要的组成部分,直接关系到系统的建立、运行及维护。现在普遍采用的钢筋混凝土管存在诸多弊病,如管材自重大,运输安装困难、接口容易渗漏、水流阻力大,土方开挖量大、耐腐蚀性差、寿命短等。
    钢筋混凝土管已不能适应市政工程快速发展的要求。高密度聚乙烯管(HDPE管) 凭借其优良的性能将逐步取代钢筋混凝土管,承插式 HDPE双壁波纹管作为一种接口简单、环刚度大、施工方便的管道,将广泛的应用到市政排水系统中。
    1承插式HDPE双壁波纹管的特点
    1)自重轻,便于施工 HDPE管自重轻,易搬运,承插式连接工艺简单、可靠,施工便捷。
     2)柔韧性好 HDPE双壁波纹管属于柔性管道,可在一定范围内克服由于地基不均匀沉降带来的管道变形,双壁波纹结构的设置增加了管道对基础的适应性。
    3)使用寿命长 HDPE双壁波纹管有良好的抗紫外线能力,不易老化;化学稳定性好,能耐各种酸碱腐蚀,使用寿命一般在50年以上。
    4)摩阻系数小 HDPE管的内壁摩阻系数为n=0.009,且在使用年限内不会随时间改变。在重力流量系统中,达到相同的流量所需HDPE双壁波纹管内径比其它材质的管道小。
    5)耐低温性能好 HDPE双壁波纹管可以在?40e范围内安全使用,在冬期施工中不会发生管道脆裂。
    6)环保管道无污染、无毒害、耐腐蚀能力强,可重复回收利用。
    2.工程实例
    北京某医院院内排水工程,设计新建排水管线 800m,拆改旧排水管线405m。工程特点:院内场地狭小;地下管线纵横交错;工期紧张。根据现场的实际情况及使用要求,设计采用管材为DN500HDPE双壁波纹管,管材环刚度为SN8,管材均埋置于地面以下1.3m 以内。
    3.主要施工工艺
    3.1管材选择及各项性能要求 HDPE双壁波纹管作为一种新型管材,各生产厂家生产的管材存在较大差异,因此在选择管材时应满足的性能要求如表1~3所示。
    3.2沟槽开挖当沟槽开挖遇有地下水时,设置排水沟、集水坑, 及时做好沟槽内地下水的排水降水工作,并采取先铺卵石或碎石层(厚度\100mm)的地基加固措施;当无地下水时,基础下素土夯实,压实系数>0.95;当遇有淤泥、杂填土等软弱地基时,按管道处理要求采用级配土进行换填处理;换填厚度为30cm。机械开挖沟槽时,槽底设计标高以上100~200mm 的原状土应予以保留,禁止扰动,在铺设管道前采用人工清理至设计标高。局部发生超挖或扰动时,可用灰土分层夯实。
    3.3管道基础管道应采用土弧基础。对一般土质,基底可铺设一层厚度\150mm的中粗砂;对地基土质较差或因施工原因地基原状土被扰动而影响地基承载力时,必须先对地基进行加固处理,在达到规定地基承载能力后, 再铺设中粗砂基础层,其密实度应达到85%~90%。
    3.4管道安装
    3.4.1下管下管前必须进行管的外观检查,不合格严禁使用; 下管时严禁将管从沟槽上面向下自由滚放。采用人工安装,槽深度不大时可由人工扛管下槽,槽深>3m或管径大于公称直径DN400时,可用非金属绳索溜管入槽,依次平稳地放在砂砾基础管位上。严禁用金属绳索勾住两端管口或将管材自槽边翻抛入槽中。稳管前,对基础设计高程和中线位置进行检查,符合设计和规范要求后方可进行稳管,同时需做好管道安装的高程和中线的测量定线工作。敷设管道时,承口应逆水流方向,插口应顺水流方向。
    3.4.2管道接口因管道接口为胶圈接口,不得强行顶进管道,以防损坏管口。安装前检查橡胶圈是否配套完好,确认橡胶圈安放位置及插口应插入的深度并做好标记。两截管道用缆绳系住,连接前用洁净棉纱擦净管道连接面上的污物,并在承口内工作面涂上润滑剂,插口端中心对准承口的中心轴线,然后用手扳葫芦等工具将管材缓缓拉入承口内。
    3.4.3管道与检查井衔接管道与检查井采用刚性连接。在施工检查井时两端各设置长2m的预留支管,预留支管应随砌随安,预留管的直径、方向、标高应符合设计要求。管材插入检查井内壁应>30mm,管道与检查井间用1B2防水砂浆接合密实,沿管道中心的井壁外侧用C10混凝土满包, 宽度不小于1.5倍管道内径。当管道敷设在软土地基或不均匀地层上时,管道与检查井连接可设过渡段,管道下侧回填级配砂石,如图1所示。
    3.5沟槽回填从管底基础至管顶0.5m范围内,沿管道、检查井两侧必须采用人工对称、分层回填压实,严禁用机械推土回填。管道两侧分层压实时,采取临时限位措施,防止管道上浮。设计的管基有效支承角(2A+30)b范围必须用中粗砂填充密实,与管壁紧密接触,不得用土或其他材料填充。管顶0.5m以上沟槽采用机械回填, 从管轴线两侧同时均匀进行,做到分层回填、夯实、碾压。回填密实度应符合设计要求。当设计无规定时, 应按图2所示的规定执行。
    3.6主要项目质量检查
    3.6.1管道的密闭性检验管道的密闭性检验可分为闭水检验和闭气检验。管道的闭水检验应在回填材料至管径1倍高度以上并夯实后进行。向所检验的管道内充水24h后,保持管顶以上2m水头的压力,观测管道24h渗漏量,允许渗水量应按照下式计算确定: HDPE管道允许渗水量如表4所示。
    表4 HDPE双壁波纹管管道允许渗水量 管道接口采用闭气检验,应随管道安装同时进行, 检验前对管道进行临时固定,防止管道在检验时发偏移,检验合格后方可回填。首先对闭气检验的排水管道两端管口与管堵接触分的内壁进行处理,使其洁净磨光。调整管堵支撑分别将管堵安装在管道内部两端,每端接上压力表充气嘴;然后向管道内充空气至一定的压力,在规定气时间内测定管道内气体的压降值;最后记录检验 结果,填写管道闭气检验纪录表。闭气检验结果可参考闭气检验标准(见表5)。
    3.6.2管道变形检验管道变形检验包括安装(铺设)变形检测和施工变形检测。管道安装变形检测应在管道回填达到设计高程后12~24h进行。管道施工变形检测应在管道覆土或上面结构完成30d后进行。每施工段最初的50m 不少于3处,取起点、中间点、终点附近处,每处平行测两个断面,在测量点垂直断面测垂直直径。在相同条件下,每100m测3处,在地质条件、填土材料、压实工艺或管径等因素变化时,应重复上述检测内容。管道的施工变形率不宜超过5%,管道的安装变形率不宜超过允许施工变形的2/3。
    4.结语
    承插式HDPE双壁波纹管作为一种新型的绿色环保管材,凭借其优良的性能,良好的施工性,满足了市政排水工程的施工要求。随着国内HDPE双壁波纹管生产线开发成功,生产技术水平不断提高,施工技术不断成熟,承插式HDPE双壁波纹管必将在排水工程中拥有更广阔的发展前景。
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