市政排水工程中HDPE管的應(yīng)用探討

侯景林

摘 要：市政排水工程是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著現(xiàn)代政府對城市排水、排污等方面的重視，在排水工程中對環(huán)保、大口徑的新型材料越來越重視。文章結(jié)合實例，對高密度聚乙烯（HDPE）管的性能進行分析，并對HDPE管在市政排水工程中的應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：市政工程；排水工程；高密度聚乙烯管

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0056-02

隨著城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，市政排水工程在城市建設(shè)中發(fā)揮重要的作用。對于市政排水工程而言，良好的管材是確保這項基礎(chǔ)設(shè)施正常運轉(zhuǎn)的前提，作為市政排水工程的重要組成部分，排水管材的性能是保證排水系統(tǒng)使用性能及使用壽命的關(guān)鍵。近年來，隨著各種新型材料的出現(xiàn)，高密度聚乙烯（HDPE）管作為一種新型排水管材，因其自身的優(yōu)勢，在現(xiàn)代市政管道工程得到廣泛的應(yīng)用。本文通過結(jié)合實例，重點分析HDPE管在市政排水工程中的應(yīng)用價值。

1 HDPE管的性能

1.1 密封性與抗?jié)B漏性能好

HDPE管作為一種柔性管材，其接口一般采用柔性連接，不僅密封性性能較好，且對管道基礎(chǔ)不均勻沉降的適應(yīng)能力較強，抗?jié)B漏性能強大。在傳統(tǒng)的市政排水系統(tǒng)中，主要采用鋼筋砼管、混凝土管等材料，無論材料、基礎(chǔ)都是剛性的。因埋在地下，若發(fā)生管道接頭損壞問題，難以被發(fā)現(xiàn)，污水容易造成地下水污染。而HDPE 管的密封性較好，污水難以流出，且抗?jié)B漏性能好，能有效避免污水滲漏與防止地下水污染。

1.2 水力特性好

HDPE管的粗糙系數(shù)均為0.009～0.01，明顯小于鋼筋砼管的0.013～0.014，可見相對于相同口徑的鋼筋砼管，HDPE管能通過的流量更大。對于市政排水工程而言，HDPE管的應(yīng)用能增加污水的排放量，以減少污水提升泵站的建設(shè)，從而有效降低城市污水處理的成本。

1.3 安裝方便

相對于傳統(tǒng)的鋼筋砼管，HDPE管的重量比較輕，在安裝時無需大型的吊裝設(shè)備，且搬運及運轉(zhuǎn)都比較方便。而且HDPE 管長度一般在6～12 m，而鋼筋砼管為2 m，因此其接頭數(shù)量也比較少。HDPE 管是柔性管材，其不均勻沉降性能比較強，且對基礎(chǔ)及管溝的要求較低，無需養(yǎng)護，因此施工速度比較快，能有效減少施工對城市交通的影響。

1.4 使用壽命長

高密度聚乙烯屬于惰性材料，對多種化學(xué)物質(zhì)的耐侵蝕能力較強，能滿足在高酸、高堿、污水等環(huán)境中使用。在埋地使用的狀態(tài)下，HDPE管的使用壽命能超過50 a。鋼筋砼管在土壤中易腐蝕，其使用壽命往往只有20 a左右，可見HDPE管的使用壽命明顯較長。

1.5 撓曲度較好

作為一種柔性管材，HDPE管的撓曲度較好，對地基不均勻沉降具有一定的抵御能力，且管道接口較少，且嚴密，抗?jié)B漏性能較好。

2 工程概況

以某市工業(yè)園的污水管網(wǎng)工程為例，該工程主要是通過收集工業(yè)區(qū)中污水，然后通過重力流的形式排入到周邊的污水總管中，最后流至污水處理廠進行處理。該工程的地質(zhì)自上而下分別雜填土層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、細砂層、粉質(zhì)粘土。該工程的管道基礎(chǔ)主要處于淤泥質(zhì)土與粘土層中，由于該工程基礎(chǔ)主要處于淤泥、粘土等地質(zhì)中，因此必須要這些不良地質(zhì)中增設(shè)松木樁，以作軟基處理。在施打松木樁時，應(yīng)進入基礎(chǔ)10 cm，且地基承載力特征值要在120 kPa以上。由于該工業(yè)區(qū)每天的工業(yè)排水量比較大，因此工程工期比較緊。再加上工業(yè)用水的酸性或堿性都比較高，且含有一定的化學(xué)物質(zhì)，具有較強的侵蝕性。通過比較鋼筋砼管、混凝土管等材料，基于工程吃緊、施工難度高、管材的耐腐蝕性能以及環(huán)保要求等方面進行考慮，該工程所選用的管材為HDPE管。

3 HDPE管在排水工程中的應(yīng)用

HDPE管的施工工業(yè)流程為：開挖溝槽—管道基礎(chǔ)施工—管道連接—檢查井砌筑—回填土。與傳統(tǒng)的混凝土管施工比較，HDPE管可減少基礎(chǔ)澆筑、管座混凝土澆筑及養(yǎng)護等環(huán)節(jié)，施工流程較為簡單，能有效縮短工程的施工工期，能很地滿足該工程工期吃緊的要求。

3.1 溝槽開挖施工

首先是溝槽支護，應(yīng)根據(jù)實際的施工環(huán)境進行。該工程的基礎(chǔ)主要處于淤泥地質(zhì)中，其管道埋深>5 m，通過綜合考慮各項因素，該工程的基坑支護開挖采用拉伸鋼板樁支護方案。該工程的溝槽開挖為雙邊打拉伸鋼板樁支護，而拉伸鋼板樁的平均深度為8.5 m，鋼板樁的施工方法為單根打入法，并處理好板樁上部的吊口，以防出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。同時采用鎖扣將各鋼板樁進行連接，以避免水流及泥沙滲透。在工程中對鋼板樁插打施工技術(shù)要求比較高，必須要嚴格控制鋼板樁的軸向及法向傾斜度，才能有效減少鋼板樁的數(shù)量，不僅有利于鋼板樁的合攏，還能有效加快打樁速度。

其次是溝槽開挖寬度的控制。根據(jù)工程溝槽的開挖深度與管徑大小進行考慮，并充分考慮夯實機的操作及地下水的排出等因素，該工程的溝槽槽底凈寬度設(shè)定為管外徑D+0.6 m。

最后是進行溝槽開挖，必須要嚴格控制好基底的標高，絕對不允許擾動基面。在開挖過程中，對基底設(shè)計標高以上的原狀土進行清理，直至設(shè)計標高，以便鋪管工程的進行。若工程中出現(xiàn)局部超挖或者擾動，可改用粒徑為5～40 mm的碎石填平夯實。在開挖溝槽過程中必須要處理好排水問題，避免出現(xiàn)受水浸泡的情況。

3.2 管道基礎(chǔ)施工

由于該工程屬于軟土地基，因此需要鋪墊一層厚度為250 mm的砂礫基礎(chǔ)，且要將管道基礎(chǔ)夯實平整，密實度應(yīng)在輕型擊實標準的90%以上。同時，還要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)、地下水位、管道埋深及排水管徑等條件設(shè)計出管道鋪設(shè)的基礎(chǔ)中心角，在該中心角范圍內(nèi)應(yīng)回填中粗砂，且要夯實平整。另外，管道接口部位的凹槽，在管道鋪設(shè)的過程中應(yīng)隨鋪隨挖，并根據(jù)管道接口的尺寸合理確定凹槽的長度、寬度及深度。在完成接口之后，應(yīng)及時采用中粗砂進行回填，且要夯實平整。

3.3 管道與管道、檢查井的連接

3.3.1 管道與管道連接

該工程中，HDPE管道連接時，施工環(huán)境的溫度應(yīng)在40～60 ℃，并采用非金屬繩索溜管，使HDPE管能平穩(wěn)地放在砂礫基礎(chǔ)管位上。對于承插口管的安裝，應(yīng)根據(jù)插口順水流、承口逆水流方向，自低向高安裝。HDPE管道的長短可采用手據(jù)切割，但要保證斷面的平整度，決不允許存在損壞的情況。在進行管道的接口時，應(yīng)將承口、插口內(nèi)外的泥土等雜物清洗干凈，然后涂抹潤滑油，最后對準中性線就位。在插口插入承口過程中，并在管端部設(shè)置木擋板，通過撬棍使管沿著軸線插入到承口中，依次安裝。

3.3.2 管道與檢查井的連接

為了防止出現(xiàn)不均勻沉降，該工程管道與檢查井的連接應(yīng)選用柔性接口，采用一條0.5 m的短管與檢查井進行連接，并在后面接上一條長度為2 m的短管。管道與檢查井之間的連接應(yīng)采用中介層法進行，即施工前采用粘接性能較好的塑料膠粘劑將和檢查井相連的管道粘接，并和粗砂作為中介層。然后采用

1？誜2.5的水泥砂漿砌入到檢查井的井壁中，以保證檢查井與管道的結(jié)合密實度、井內(nèi)壁與管口的平齊、流槽與管內(nèi)壁的良好結(jié)合。對于連接磚砌檢查井的短管，應(yīng)設(shè)置止水圈，且要填充檢查井與短管之間相結(jié)合的表面砂漿，從而確保短管和檢查井之間的緊密結(jié)合，能避免結(jié)合處出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

3.4 溝槽回填施工

在HDPE管道隱蔽工程經(jīng)驗收合格之后，必須要及時回填，避免出現(xiàn)浮管現(xiàn)象。自管底基礎(chǔ)到頂管的40 cm范圍內(nèi)應(yīng)采用中粗砂進行回填，而超出管頂40 cm的范圍應(yīng)采用良質(zhì)土回填，HDPE管兩側(cè)應(yīng)采用中粗砂回填，而超出管頂50 cm的范圍應(yīng)采用石屑回填，分層夯實。若虛鋪層厚50 cm處無堅土，可采用石屑回填，而兩側(cè)應(yīng)對稱回填，且填筑高度差應(yīng)在一個土層厚度以下。而管腋部的填土必須要密實，要保證管道與填土之間的緊密接觸。在回填時必須要用人工回填法，絕對不能進行機械推土回填。在溝槽回填前，必須要現(xiàn)將溝槽中的積水清除。采用回填材料對管道與檢查井兩側(cè)進行對稱回填，以防管道及檢查井出現(xiàn)位移，必要時該可以采用限位措施，避免管道上浮。對于溝槽支護上的拉伸鋼板樁，在滿足工程回填高度要求之后，可拔出拉伸鋼板樁，然后及時回填樁孔，最后采用砂灌填沖水進行填實。相同的溝槽中有雙排或多排管道時，若存在管道基礎(chǔ)底面高層不同的情況，應(yīng)先將基礎(chǔ)較低的溝槽回填，當回填到較高底面高程后，則進行管道間的分段回填及壓實，不得漏夯。

回填之后的管道，應(yīng)在回填12 h、24 h內(nèi)對管道的初始變形率進行測量，要求測量值應(yīng)小于管道直徑允許變形率的2/3。當超出2/3時，必須先挖開回填材料，詳細檢查管道是否存在破損情況，若有破損應(yīng)及時更換，最后再采用相應(yīng)的回填材料進行回填，以保證溝槽回填施工的質(zhì)量。

4 結(jié) 語

綜上所述，HDPE管作為新型的復(fù)合材料管材，因其具有密封性好、抗?jié)B漏性好等優(yōu)點，已成為現(xiàn)代乃至未來排水管材發(fā)展的趨勢。隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，節(jié)能環(huán)保、降低運行成本等概念在市政排水工程中的日益突現(xiàn)，HDPE管在工程中的應(yīng)用，能有效減少管材的使用，且能縮短工期，還能有效減少工程的維護費用，使用壽命較長，對節(jié)省工程成本具有重要的意義。

參考文獻：

[1] 王亞輝，陳新風，付明明.聚乙烯塑鋼纏繞排水管在市政排水工程中的應(yīng)用[J].給水排水，2012，（11）.

[2] 柯林.市政給排水施工中HDPE管施工工藝的應(yīng)用分析[J].江西建材，2013，（6）.

[3] 湯歡元.高密度聚乙烯排水檢查井應(yīng)用與工藝改良[J].廣東土木與建筑，2012，（7）.

[4] 余根松.HDPE管在市政排水工程中的應(yīng)用[J].中國城市經(jīng)濟，2011，（6）.

[5] 王彩云.HDPE高密度聚乙烯管道的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012，（14）.