化工排水中聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的設計和應用

劉志芬

摘要:在國家建設部積極培育和引導下,我國無壓埋地塑料排水管行業(yè)迅速發(fā)展。目前HDPE塑料管道在市政工程中得到了廣泛的應用,聚乙烯纏繞結構壁管可以將管道和管件(檢查井)組成封閉的管道系統(tǒng),在化工及醫(yī)藥企業(yè)排水管道設計和應用方面積累了一些經(jīng)驗。文章介紹了化工排水中聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的設計和應用。

關鍵詞:聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng);化工排水;排水管道;系統(tǒng)設計

中圖分類號:TU992文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0024-02

近年來在國家建設部積極培育和引導下,我國無壓埋地塑料排水管行業(yè)有了迅速的發(fā)展。塑料管道在市政工程建設項目的雨、污排水工程中得到了廣泛的應用,但在化工企業(yè)項目中腐蝕性污水排水管的應用仍需要加強和引導。目前國家對環(huán)境保護非常重視,聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)將管道和檢查井連接在一起,組成了一個封閉的管道系統(tǒng),做到不滲不漏,大大地減少了污染,而且安裝快捷方便,在化工企業(yè)排水的應用中體現(xiàn)出非常優(yōu)越的性能?，F(xiàn)已經(jīng)成功應用的有內蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠的排水系統(tǒng)等多家化工企業(yè),運行效果良好,下面就聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的技術特性、設計和安裝進行介紹和討論。

一、聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的技術特性

聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)由聚乙烯纏繞結構壁管和檢查井構成。聚乙烯纏繞結構壁管是以高密度聚乙烯為主要原料,采用熱態(tài)纏繞成型工藝,以聚丙烯單壁波紋管為輔助支撐結構制成的特殊結構壁管材。管材標準長度為6米,管內徑范圍為ф300～ф3000mm。該管材具備配套管件及檢查井可組成完整的管道系統(tǒng),且獨有的同材質承插口電熔連接技術保證了管道系統(tǒng)100%無滲漏,管道使用壽命長;并具有耐腐蝕、綠色環(huán)保、重量輕、柔韌性好等優(yōu)點。下面是該管材技術的特性:

(一)熱態(tài)纏繞成型熔縫質量高

聚乙烯纏繞結構壁管是從擠塑機口模擠出的190℃的平料帶和U型料帶,按預定的位置均勻的纏繞在加熱的滾筒模具上加工制成,保證了結構壁管熔接縫質量。特別是結構設計中平料帶的熔接縫被包覆支撐管所覆蓋,提高了管材的整體質量。

(二)具有零滲漏的優(yōu)異連接性能(獨一無二的一體化連接技術)

聚乙烯纏繞結構壁管的連接采用在承口預埋電熔絲同材質承插電熔連接技術,連接質量高,接口零滲漏,保證了管道整個系統(tǒng)運行的安全性,避免了因接口滲漏造成地下水污染和路面塌陷等問題的發(fā)生,延長了道路的使用年限。同時有效地保護了土質和地下水源不受污染。

(三)聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)配件齊全

聚乙烯纏繞結構壁管可以用纏繞的實壁管二次加工制成各種配套管件、檢查井等,如二通、三通、四通等,與管道連接組成完整的管道系統(tǒng)。

(四)抗腐蝕、耐老化、使用壽命長

高密度聚乙烯具有極強的耐化學藥品腐蝕和侵蝕的能力,因此聚乙烯纏繞結構壁管在輸送腐蝕性流體或在腐蝕性土壤中敷設時,不需防腐處理,環(huán)保性能大大優(yōu)于其它管材,在化工企業(yè)的排水應用中體現(xiàn)出非常大的優(yōu)越性。

(五)安裝性能優(yōu)異

聚乙烯纏繞結構壁管重量輕,便于運輸;溝槽開挖土方量小,不需混凝土墊層和混凝土管基,驗槽合格后即可直接敷管,可做到邊開挖、邊下管、邊回填,安裝方便快捷,大大縮短了工期。可采用閉氣檢驗代替閉水試驗,既加快了驗收速度,又節(jié)省了閉水試驗中繁雜的工作和大量的試驗費用。

二、聚乙烯纏繞結構壁管的管道系統(tǒng)設計

(一)聚乙烯纏繞結構壁管材的設計及計算

聚乙烯纏繞結構壁管道工程首先用CECS164:2004標準進行驗證設計,核實無誤后再用用德國排污協(xié)會ATV-A127靜力計算方法校核,設計出合適的管材型號用于管道工程。管型的選擇可以利用靜力計算軟件系統(tǒng),根據(jù)每個工程中不同管段的地形、埋深、土質、荷載及有無地下水等工程條件的變化,連續(xù)選擇最適合每一個管段的管材型號,達到最優(yōu)化設計,從而節(jié)省工程投資。選定的每一個聚乙烯纏繞結構壁管產(chǎn)品都要進行短期(1分鐘)和長期(50年)的強度、剛度、穩(wěn)定性校核,以滿足管道系統(tǒng)的安全可靠。

(二)聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的計算和設計

1.管道系統(tǒng)的計算。根據(jù)化工企業(yè)項目管道和工程條件選定管型后,按照排水管道系統(tǒng)的施工圖設計圖紙中每個井段的長度和坡降的設計值計算出整個管道系統(tǒng)中每一井段的實際的有效管道長度,并計算每一管段中的非標準長度管的有效尺寸。然后根據(jù)施工圖設計圖紙每個檢查井的直徑、標高及支管的管徑和標高計算每個檢查井的高度及支管的位置、方向和有效尺寸,并標明各個支管的有效長度和流水方向。

2.管道系統(tǒng)的設計。工程項目中排水系統(tǒng)的每個檢查井的直徑、流水方向和接入管支管的位置、方向和管徑都不盡相同,根據(jù)前面的計算結果,對每個檢查井分別進行設計,設計圖紙中應標明檢查井的高度、主管道的長度、流水方向,以及其它接入管的直徑、長度、位置和方向。將所有檢查井設計完畢后,進行整個排水管道系統(tǒng)管線的安裝設計,畫出管道系統(tǒng)的安裝圖。

三、聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的安裝和驗收

聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)的安裝重點是管道與檢查井的連接,因該管材的連接方式是承插口電熔焊接連接,所以管道安裝必需按照一個方向進行順序安裝。經(jīng)過幾年的應用,累了一些安裝施工的經(jīng)驗,施工工藝總結如下:

(一)聚乙烯纏繞結構壁管道及檢查井下槽

管道溝槽驗收完畢后,按照管道系統(tǒng)設計圖紙將管材和檢查井按要求的次序和位置下槽,將管材、檢查井平穩(wěn)地放在溝槽內,管材插口方向為流水方向。

(二)管道系統(tǒng)的對接和調整

管道和檢查井對接之前要將管材的電熔絲抽頭位置調整至正上方,檢查和核對管材和檢查井的尺寸、編號是否符合設計圖紙的要求,并仔細檢查電熔絲是否完好,對管道的承、插口工作面全部都要擦洗,保證工作面干燥、清潔。再對管道和檢查井進行對接,調整管道及檢查井的中心線與設計中心線重合,以保證整條管線與設計走向一致。

(三)管道系統(tǒng)的焊接

聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)采用承插口電熔焊接的接口方式。管道及檢查井的焊接是整個電熔焊接工藝的關鍵工序,由專業(yè)作業(yè)人員全過程監(jiān)控。使用專用電熔焊機,對于不同直徑的管道,調整電熔焊機的工作時間和焊接電流,在冬季和夏季氣溫變化較大的時候,可對焊接時間進行適當調整(增加或減少),來滿足工藝要求。當管道接口表面溫度低于60度時才可以拆除鎖緊夾具,達到常溫時按施工規(guī)范的要求進行回填。

(四)管道系統(tǒng)的驗收

對管道嚴密性檢驗可采用閉氣或閉水兩種試驗方法。在北方缺水地區(qū)管道嚴密性檢驗一般采用閉氣檢驗,可參照CECS19:90《混凝土排水管道閉氣檢驗標準》。在南方地區(qū)一般采用閉水試驗,可參照GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》。采用以上兩種方法各有優(yōu)劣,我們推薦采用閉氣試驗,因為采用閉氣試驗,不需用水,且不需要24小時浸泡時間,成本低,進度快。

四、聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應用示例

這幾年聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應用較多,幾個典型的工程應用示例如下。主要有內蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠等。

1.內蒙古大路煤化工基地污水管道系統(tǒng),工程條件為:沙土地,覆土深度8-10米,有地下水且靠近黃河,設計管材型號為ISO標準SN4級別,管徑有DN1600、DN1400、DN1200、DN1000、DN800、DN600、DN500等,主要應用在包括緯一路、緯二路、緯四路、緯六路、緯七路、錦園路等幾條區(qū)內道路的污水管道工程中,由近十公里管道和200多個檢查井組成了一個整體封閉的的污水管道系統(tǒng),目前已投入使用且運行良好。

2.石家莊維生藥業(yè)維有限公司的排水管道系統(tǒng),包括山梨醇生產(chǎn)、維C生產(chǎn)車間及廠內主排水管道三條排水管道,設計管材型號為ISO標準SN2級別,管徑有DN1000、DN800、DN600、DN500 DN400、DN300等,使用了近5公里管道和100多個檢查井。維生藥業(yè)的生產(chǎn)廢水酸性很強,使用聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)后效果很好。

3.河北鉻鹽化工廠的生產(chǎn)廢水有很強的腐蝕性和污染性,幾年來在新上項目及改造項目中使用DN300～DN800了聚乙烯纏繞結構壁管道和管件系統(tǒng),有效地保護了企業(yè)周圍的耕地和環(huán)境不受污染。

五、結語

通過以上的討論和敘述,聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應用體現(xiàn)了優(yōu)越的性能。經(jīng)過近幾年在多個化工企業(yè)排水工程中的實際應用,顯示了聚乙烯纏繞結構壁管道系統(tǒng)能夠保證地下污水管網(wǎng)的安全使用和運行,有效保護地下水資源和生態(tài)環(huán)境,為國家的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。

參考文獻

[1]蔡潔茵,等.CECS164:2004埋地聚乙烯排水管管道工程技術規(guī)程[S].

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