承插式HDPE塑料排水系統(tǒng)在小區(qū)工程中的應(yīng)用

杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站 杭州 310007

1 背景工程概況

大型居住社區(qū)浦江基地項(xiàng)目位于上海市閔行區(qū)，共分為一期B塊、四期A塊、四期B塊3標(biāo)段，總建筑面積5.82×105m2，總占地面積約2.50×105m2，共有57棟14～18層住宅單體，4座人防地下車庫及配套公建。由于工程面積大，工期要求較為緊張，經(jīng)過與設(shè)計(jì)院、業(yè)主的協(xié)商，確定室外給水、雨污水排水系統(tǒng)采用HDPE管材、窨井系統(tǒng)。

主要設(shè)計(jì)情況：室外雨污水管采用φ≤600 mm的HDPE承插式塑料管（環(huán)鋼度8級），以柔性橡膠密封圈連接，給水管道采用HDPE硬質(zhì)塑料給水管。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

1）工程體量很大、占地面積廣、工期要求高，原本進(jìn)度計(jì)劃中管道施工時間安排已經(jīng)相對緊張，加之業(yè)主之后提出的交房時間相對提前，給室外排水管道施工造成較大的制約。

2）在施工技術(shù)層面上，由于本工程管道的直線跨度很長，施工現(xiàn)場場地土體條件有相對出入，因此，極容易造成管道施工完成后由于外力作用及土體自身變形而產(chǎn)生斷裂問題。

3 主要施工技術(shù)

3.1 施工工序

儲存和吊運(yùn)→施工準(zhǔn)備定位測量→窨井及管溝測量定位、開挖→底層清理、處理→窨井埋設(shè)固定→鋪設(shè)管道→管道、窨井承插接頭施工→檢查→首次回填→壓力測試→整改、驗(yàn)收、最終回填[1-3]

3.2 主要施工方法

3.2.1 施工放線

場地縱深較大，最大距離達(dá)500 m，因此在確定管道標(biāo)高時采用基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高與號房沉降預(yù)埋點(diǎn)雙向校核，采用施工前確定主管窨井標(biāo)高、坐標(biāo)→隨挖隨定次井標(biāo)高、坐標(biāo)→施工中校核管道、井標(biāo)高坐標(biāo)→回填時檢測受力變形的標(biāo)高、坐標(biāo)變化的方法，以此克服在大型居住社區(qū)中數(shù)量多、管道長的施工難點(diǎn)。

3.2.2 溝槽開挖

本工程現(xiàn)在室外場地標(biāo)高為4.30～4.40 m，且現(xiàn)場地坪高低不一，管道施工開挖深度為0.50～1.50 m，存在大量的溝槽需要開挖及回填，土方工程量極大，開挖深度內(nèi)土質(zhì)較差，多為松散填土和流塑性淤泥。

溝槽土方的開挖及回填均采用挖掘機(jī)配備人工以倒退式開挖來完成，挖土開槽應(yīng)嚴(yán)格控制基底高程?；自O(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.20 m的原狀土要用人工清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高。局部超挖的部分需要換填粒徑10～15 mm的天然中、粗砂并夯實(shí)。遇到溝底有塊石、碎石、磚等堅(jiān)硬物體時，需要鏟除至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.30 m，然后按照設(shè)計(jì)要求鋪上天然級配砂石料以及中粗砂（部分基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)），避免對管道系統(tǒng)造成破壞。

開挖按照窨井→管溝→窨井的施工段面進(jìn)行，選取1～3個工作段或者每50 m左右作為一次開挖段隨挖隨施工，在該施工段管道窨井施工完成后再進(jìn)行后續(xù)開挖段的管道窨井開挖。

3.2.3 管道及窨井基礎(chǔ)施工

管道窨井基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)要求一般會鋪設(shè)砂石墊層，但在局部的土體軟弱部位，可采用現(xiàn)澆厚50 mm混凝土墊層的方法來替代砂石墊層。在含水率較大的部位也采用混凝土墊層，這是因?yàn)樯笆瘔|層容易吸水導(dǎo)致體積收縮，從而造成不均勻沉降。

3.2.4 管道接口

管道采用橡膠圈接口時，先要確認(rèn)橡膠圈的安放位置，然后將接口范圍內(nèi)的工作面用棉紗清理干凈。橡膠圈的外觀不得有氣孔、裂縫、卷皺、破損、起皮等缺陷，調(diào)整橡膠圈并使其與管外壁貼合緊密。承插式連接原理如圖1所示。

圖1 承插式連接原理示意

其施工方法為：用棉紗繩或麻繩吊住被安裝管道的插口，用長撬棒斜插入基礎(chǔ)，并抵住該管端部中心位置的橫擋板，然后用力將該管緩緩插入待安裝管道的承口至預(yù)定位置；φ400 mm以上管道用2臺手拉葫蘆將管節(jié)拉動就位。接口合攏時，管節(jié)兩側(cè)的手拉葫蘆應(yīng)同步拉動，使橡膠密封圈正確就位，不扭曲、不脫落，伸入套管內(nèi)100 mm以上（圖2）。

3.2.5 HDPE系統(tǒng)檢查

要注意接口的完整性，使其表面光滑、平整，以保證穿插順利和緊密貼合。整體接好后，對HDPE管進(jìn)行試壓檢查，確保管材系統(tǒng)的質(zhì)量。

圖2 管道安裝

3.2.6 管道的固定

由于規(guī)范要求在回填前要對管道進(jìn)行驗(yàn)收，即使可以分段驗(yàn)收，但由于工程量大且隨放隨填，監(jiān)理旁站驗(yàn)收無法實(shí)現(xiàn)。HDPE管道表面質(zhì)地較為光滑，因此固定時不使用廢舊鋼筋等質(zhì)地硬的材料，而采用木方墊塊或者鉛絲固定，效果較好，可以避免對管道外壁的破壞[4-6]。

3.2.7 回填

管道回填與檢查井回填有較大區(qū)別，檢查井除非在土體內(nèi)有凍土或者設(shè)計(jì)要求的情況下需要回填中粗砂等，其他情況只要在基礎(chǔ)上按規(guī)范要求直接回土至井蓋防護(hù)基礎(chǔ)即可；管道由于變形量大，需要換土回填，如圖3所示（放坡系數(shù)根據(jù)土質(zhì)條件變化）。

圖3 較弱地質(zhì)條件下管道周圍換填示意

3.2.8 井蓋防護(hù)基礎(chǔ)施工

井蓋防護(hù)基礎(chǔ)為碎石+混凝土結(jié)構(gòu)，在施工中要注意碎石及混凝土不能掉入窨井內(nèi)，應(yīng)做好成品保護(hù)措施（圖4）。

圖4 井蓋防護(hù)基礎(chǔ)示意

3.3 系統(tǒng)測試

HDPE管道系統(tǒng)在投入運(yùn)行之前應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括強(qiáng)度試驗(yàn)和水密性試驗(yàn)2項(xiàng)內(nèi)容。測試時一般推薦采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)。

3.3.1 強(qiáng)度試驗(yàn)

壓力測試可以在管線回填之前或之后進(jìn)行，管道應(yīng)以一定的間隔覆土，壓力試驗(yàn)時，應(yīng)將管道固定在原位。連接部位應(yīng)充分暴露，以便于檢查是否泄漏。壓力試驗(yàn)的測試壓力不應(yīng)超過管材壓力等級或系統(tǒng)中最低壓力等級配件的1.5倍壓力值，開始時，應(yīng)將壓力上升到規(guī)定的測試壓力值，并在該壓力值狀態(tài)下停留足夠的時間， 保證管道充分膨脹，這一過程需要一段時間。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，如果在測試過程中并無肉眼可見的泄漏或發(fā)生明顯的壓力降，則管道通過壓力測試。

3.3.2 水密性試驗(yàn)

HDPE管道具有較傳統(tǒng)管材更為優(yōu)越的水密性能。水密性試驗(yàn)的測試壓力不應(yīng)超過管材壓力等級，當(dāng)管道壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力后，應(yīng)在該壓力狀態(tài)下保持一定時間，使管道內(nèi)試驗(yàn)介質(zhì)溫度與管道環(huán)境溫度達(dá)到一致，待溫度、壓力均穩(wěn)定后，開始計(jì)時，一般情況下，水密性試驗(yàn)應(yīng)穩(wěn)壓1 d，試驗(yàn)結(jié)束后，如果沒有明顯的泄漏或發(fā)生壓力降，則通過水密性試驗(yàn)。

3.4 管道變形檢測

管道變形檢驗(yàn)包括安裝（鋪設(shè)）變形檢測和施工變形檢測。管道安裝變形檢測應(yīng)在管道回填達(dá)到設(shè)計(jì)高程后的12～24 h進(jìn)行。管道施工變形檢測應(yīng)在管道覆土或上面結(jié)構(gòu)完成30 d后進(jìn)行。

每施工段最初的50 m不少于3處， 取起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)附近處，每處平行測2個斷面，在測量點(diǎn)垂直斷面測垂直直徑。在相同條件下，每100 m測3處，在地質(zhì)條件、填土材料、壓實(shí)工藝或管徑等因素變化時，應(yīng)重復(fù)上述檢測內(nèi)容。管道的施工變形率不宜超過5%，管道的安裝變形率不宜超過允許施工變形的2/3。

4 注意事項(xiàng)

1）施工時為雨季或者地下水位很高時，要做降水措施；高溫施工時，要避免材料被陽光直射，必要時要用彩條布進(jìn)行遮蔽覆蓋，以防止變形。

2）條件允許的情況下，盡量多分段驗(yàn)收、盡早回填，減少管道因外力作用而產(chǎn)生的變形，實(shí)際情況表明，固定墊塊的松動、土體的擾動以及外力的作用對管道的影響是很大的，一旦成品保護(hù)不到位將很容易造成管道破壞而返工。

3）熱熔焊接時要控制溫度，控制在200 ℃左右較為合理，否則容易破壞管道、造成變形，而且影響管徑。

5 實(shí)施效果

HDPE管道施工在大型居住社區(qū)浦江基地項(xiàng)目中實(shí)施效果顯著，特別在工期上取得了巨大的效益。

一般管道施工需要做磚砌或者混凝土管道保護(hù)，窨井一般為磚砌或者混凝土結(jié)構(gòu)，工序多、施工復(fù)雜、效果不佳。

HDPE系統(tǒng)工期優(yōu)勢主要體現(xiàn)在窨井基本為零施工，而且其他管道保護(hù)等措施要求較低。浦江基地項(xiàng)目室外總體已經(jīng)施工約5×104m2（占地面積），總施工時間22 d，較傳統(tǒng)施工方法節(jié)約了大量的時間，大大降低了工期壓力[7-9]。

6 結(jié)語

HDPE管道具有施工方便、工期短、質(zhì)量水平高、施工環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，日后必將成為工程室外排水工程的主流材料。熟練地掌握該系統(tǒng)施工特點(diǎn)也將成為施工單位的必修課程，本文對該技術(shù)進(jìn)行了簡單的總結(jié)，希望對類似工程施工有所幫助。