市政工程中埋地塑料排水管道的運(yùn)用

白生云

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

0 引言

隨著雨污分流管網(wǎng)改造與建設(shè)步伐的加快，市政管網(wǎng)建設(shè)受到了前所未有的重視，埋地塑料排水管由于具有施工周期短、接口快捷可靠、管材較輕及運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，因此合理的設(shè)計(jì)，對埋地塑料排水管的推廣，避免由于施工不當(dāng)造成工程質(zhì)量等方面的問題顯得尤為重要。

1 埋地塑料排水管的類型

埋地塑料管是以聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯樹脂為主要原料，加入必要的添加劑，采用擠出成型工藝或擠出纏繞工藝制成的，用于埋地排水管道的統(tǒng)稱。根據(jù)規(guī)程，可分為熱塑性塑料管材與剛塑復(fù)合管，熱塑性塑料管材包括:硬聚氯乙烯(PVC-U)管、硬聚氯乙烯雙壁波紋管、硬聚氯乙烯加肋管、聚乙烯(PE)管、聚乙烯管雙壁波紋管及聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管，剛塑復(fù)合管包括:鋼帶增強(qiáng)管聚乙烯螺旋波紋管、鋼塑復(fù)合纏繞管、雙平壁鋼塑復(fù)合纏繞管及聚乙烯塑鋼纏繞管等。所有管材其彈性模量、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均應(yīng)滿足規(guī)程要求。

2 埋地塑料排水管的設(shè)計(jì)

1)管道基礎(chǔ)。

塑料排水管道是柔性管道，根據(jù)“管土共同作用”理論，塑料排水管道不得采用剛性管道基礎(chǔ)，如采用剛性管道基礎(chǔ)將破壞圍土的連續(xù)性，從而引起管道應(yīng)力的突變，并超出管材的極限抗拉強(qiáng)度導(dǎo)致破壞。塑料排水管道應(yīng)敷設(shè)于天然地基上，地基承載能力特征不應(yīng)小于60 kPa。對一般土質(zhì)，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值fak≥80 kPa時(shí)，應(yīng)在管底以下原狀土地基上鋪墊150 mm中粗砂基礎(chǔ)層;當(dāng)?shù)鼗休d力特征值55 kPa≤fak＜80 kPa或槽底處在地下水位之下時(shí)，宜鋪墊厚度不小于200 mm的砂礫基礎(chǔ)層，也可以分兩層鋪設(shè)，下層用粒徑5 mm～40 mm的碎石，上層鋪設(shè)厚度不小于50 mm的中粗砂。對軟土地基(指淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的軟弱地基)，其地基承載力特征值fak＜55 kPa時(shí)，必須先對地基加固處理，處理后達(dá)到規(guī)定地基承載力后，再鋪設(shè)中粗砂基礎(chǔ)層。

2)管道回填。

由于埋地塑料排水管道是柔性管道，回填材料的選用與回填方式的合適與否決定了管材是否在設(shè)計(jì)年限內(nèi)正常運(yùn)行。從管底基礎(chǔ)面至管頂以上0.5 m范圍內(nèi)的回填材料采用中粗砂回填，管頂以上按照驗(yàn)收規(guī)范回填。塑料管管道敷設(shè)后應(yīng)立即進(jìn)行溝槽回填?；靥钤诿荛]性檢驗(yàn)前，除接頭處外露外，管道兩側(cè)和管頂以上的回填高度不宜小于0.5 m，從管底基礎(chǔ)至管頂0.5 m范圍內(nèi)，沿管道、檢查井兩側(cè)必須采用人工對稱、分層回填壓實(shí)，每層回填高度不宜大于0.2 m，嚴(yán)禁采用機(jī)械推土回填。

3)管道接口。

根據(jù)排水規(guī)范要求，污水和合流污水管道應(yīng)采用柔性接口。當(dāng)管道穿過粉砂、細(xì)砂層并在最高地下水位以下，或在地震設(shè)防烈度為7度以上設(shè)防時(shí)，必須采用柔性接口。可以看出排水管道的接口是非常重要的，對埋地塑料排水管，根據(jù)選用管道，常用連接方式分為柔性連接與剛性連接，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)管道類型選用優(yōu)先采用的接口類型。柔性接口類型有:承插式彈性密封圈、雙承口彈性密封圈及卡箍式等，剛性接口的類型有:膠粘劑、熱熔對接、承插式電熔、電熱熔帶及熱熔擠出焊接等。

4)管道與檢查井連接方式。

為了便于對管渠系統(tǒng)作定期檢查和清通，必須設(shè)置檢查井。檢查井井身材料通常采用實(shí)心砌塊、混凝土或者鋼筋混凝土。檢查井與管道連接處為柔性與剛性材料結(jié)合點(diǎn)，而且檢查井與管道可能會不均勻沉降，因此應(yīng)重視檢查井與管道的連接。管道與檢查井連接有以下六種連接方式(見圖1)。

圖1 管道與檢查井的連接方式示意圖

圖1a)適用于管頂覆土Hs≤3.0 m的外壁平整的管材。圖1b)適用于管頂覆土Hs＞3.0 m的外壁平整的管材。圖1c)適用于先砌筑檢查井后敷設(shè)管道情況。圖1d)適用于外壁異型的結(jié)構(gòu)壁管材。圖1e)為管道與檢查井采用橡膠密封圈柔性連接的做法。圖1f)適用于軟土(淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層)地基或不均勻底層上的柔性連接。

3 環(huán)剛度的選取

環(huán)剛度作為埋地塑料排水管設(shè)計(jì)中選用管材的一個(gè)重要參數(shù)，選用的合適可以確保工程質(zhì)量，但是選用的過分保守又會加大工程造價(jià)。一般環(huán)剛度的選取根據(jù)對應(yīng)覆土下計(jì)算的變形率確定，塑料排水管變形率不應(yīng)超過3%，當(dāng)超過3%，但不超過5%時(shí)，通過采取一些處理措施，管道的施工質(zhì)量可以得到保證，當(dāng)管道初始變形率超過5%時(shí)，管道有可能出現(xiàn)局部損壞或較大的殘余變形。因此選用某一環(huán)剛度的管道在對應(yīng)覆土下將管道變形率控制在不超過5%。除此之外，為保證敷設(shè)管道的安全，塑料管回填材料需滿足“管土共同作用”對回填材料的要求，覆土厚度保證管頂以上0.5 m范圍滿足回填材料的要求，而不是控制覆土0.7 m。

4 結(jié)語

從工程應(yīng)用來看埋地塑料排水管有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足之處。對于日益采用普遍的埋地塑料排水管，要保證其使用性能的長久性，除了上述提到的相關(guān)方面，還應(yīng)嚴(yán)格按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

［1］CJJ 143-2010，埋地塑料排水管道工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］06MS201，市政排水管道工程及附屬設(shè)施［S］.

［3］GB 50014-2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.