市政給排水施工中HDPE管施工技術(shù)研究

洪偉

（上海城市排水有限公司，上海市200233）

1 HDPE管概述

目前國內(nèi)市政排污、排水管道大多數(shù)采用水泥管，由于其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，連接不嚴(yán)，易泄漏，污染環(huán)境，已成為現(xiàn)代城市的一大公害。而另一種常用管道——鑄鐵管道因施工不便、施工費(fèi)用昂貴等諸多缺點(diǎn)，已逐步被市場所淘汰。

近年來，以HDPE管材代替水泥管道獲得成功，它是水泥管、鑄鐵管的最佳更新替代產(chǎn)品。

HDPE（High Density Polyethylene）管是一種高密度聚乙烯材質(zhì)的管材，采用結(jié)晶度高、非極性熱塑性樹脂材料制作而成。其內(nèi)外璧平整光滑，規(guī)格為DN150～3 000 mm。HDPE管最早產(chǎn)生于德國，后被各國各地區(qū)廣泛推廣和應(yīng)用。與傳統(tǒng)管材相比，HDPE管具有抗壓力強(qiáng)、摩阻系數(shù)小、絕緣性能高、使用壽命長、施工便捷、綠色環(huán)保等諸多特點(diǎn)及優(yōu)勢。由于HDPE管的自身優(yōu)勢，在大型市政排水工程中的應(yīng)用最為廣泛。HDPE管外壁呈乳白色，有環(huán)狀波紋，內(nèi)壁平滑度比較高。

隨著HDPE管的發(fā)展，國內(nèi)外管材市場上出現(xiàn)了不同規(guī)格的HDPE管。當(dāng)前國內(nèi)建筑施工以及給排水施工主要應(yīng)用兩種HDPE管：纏繞增強(qiáng)管和雙壁波紋管。在具體的施工過程中，可根據(jù)不同的施工特點(diǎn)和要求，選擇最為合適的HDPE管。目前市場上較多采用纏繞增強(qiáng)HDPE管。

2 HDPE管的性能特點(diǎn)

HDPE管具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性、耐磨性、耐腐蝕、質(zhì)輕、抗壓、無毒、綠色環(huán)保、安裝簡便、通流量大、壽命長（50年）等優(yōu)點(diǎn)，并且在施工過程中機(jī)械性能較強(qiáng)，因此在使用中能夠滿足各種工藝需求。其主要特點(diǎn)有:

（1）抗壓能力強(qiáng)。在當(dāng)前應(yīng)用中，各種因素造成的壓力不斷增加和提高，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)平滑穩(wěn)定，外部則是環(huán)形波紋狀結(jié)構(gòu)，使得其管材的剛度能抵抗各種土壤的負(fù)荷，確保應(yīng)用質(zhì)量措施的落實(shí)。

（2）摩阻系數(shù)小，通過能力強(qiáng)。HDPE管的內(nèi)壁摩擦力小，同時(shí)針對鋼筋混凝土管內(nèi)部摩擦系數(shù)較大的狀況，已經(jīng)形成了一套完善的管理控制模式，因此，HDPE管與同口徑的其他管材相比流量可以增加30%。在當(dāng)前通流量的水流影響之下，HDPE管比其他管道流速快，通過能力強(qiáng)[1]。

（3）施工便捷。由于HDPE管較輕，在施工和使用過程中搬運(yùn)和連接都很方便，因而其施工速度較快，在施工工期和施工條件較差的情況下具有很大的優(yōu)勢。

3 市政給排水施工中的HDPE管主要施工工藝

3.1 管道制作

（1）用熱熔對焊機(jī)的專業(yè)銑刀將要焊接的兩管端銑削平整，然后在可移動的穩(wěn)定支架上固定，在進(jìn)行對接時(shí)兩管管端要保證：①閉合管端的最大間距不得超過0.3 mm；②錯(cuò)位距離不得超過1 mm；③管端轉(zhuǎn)角應(yīng)為垂直的90°。

（2）將滿足溫度要求的電熱板放在HDPE管中間，為使其緊貼電熱板應(yīng)適當(dāng)移動兩管端，當(dāng)卷邊高度達(dá)到壁厚的一半時(shí)迅速取出電熱板，合攏兩管端。進(jìn)行切換的時(shí)間應(yīng)盡可能縮短，不得超過5 s，還應(yīng)通過加壓手柄保持一定的壓力，直至整個(gè)管端周圍形成一圈熔化邊料。

（3）通過合攏和加壓手柄慢加壓管端并保持一定的壓力值，使壓力持續(xù)一段時(shí)間，直至初熔化的卷邊黏接并冷卻硬化后熱熔完成。

3.2 HDPE管的接口方式及其與檢查井的連接方式

HDPE管常用的連接方式有帶密封圈承插式套管連接、電熔連接、熱熔連接、電焊管箍連接件連接等多種，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)施工實(shí)際情況以及每種連接方式的特點(diǎn)，選擇最佳連接方式[2]。在進(jìn)行連接時(shí)，由于HDPE管不能采用溶解性粘合劑進(jìn)行連接，因此，使用熔焊連接就成為管材施工過程中最好的連接方式。該種技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長的時(shí)間，作為當(dāng)前比較先進(jìn)的一種連接方式。電熱熔連接主要使用兩種施工機(jī)具：電熱熔焊機(jī)以及熱熔對接焊機(jī)。采用熔焊連接方式可以有效地加強(qiáng)管材與管體之間的一體化，使施工質(zhì)量可靠從而不易出現(xiàn)泄漏等不良現(xiàn)象。隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過鋼塑過渡進(jìn)行連接的方式，已經(jīng)成為HDPE管與金屬管道進(jìn)行焊接時(shí)最主要的焊接方式。

管道接口多采用熱熔或橡膠圈連接方式。采用橡膠圈連接時(shí)，應(yīng)先確認(rèn)橡膠圈的安放位置，檢查其是否配套完整，進(jìn)一步將橡膠圈接口處工作面的泥土等雜物清理干凈。在進(jìn)行接口作業(yè)時(shí)，應(yīng)先將橡膠圈與一側(cè)管口嚴(yán)密地套在一起，調(diào)整另一側(cè)管使兩側(cè)管在同一軸線上，然后兩側(cè)管都套上橡膠圈，調(diào)整橡膠圈位置使管外壁與其緊密接合，最后套上防護(hù)外固管箍。

在HDPE管與檢查井進(jìn)行連接時(shí)，會因不同材料間收縮率不相同因素，使得連接處容易出現(xiàn)滲漏等不良現(xiàn)象，由此，在施工過程中安置一定的防水翼環(huán)成為主要的防漏措施。

檢查井與 HDPE雙壁纏繞管進(jìn)行連接時(shí)，中介層法是最佳選擇。其具體操作過程就是先用毛刷、棉紗等清理工具，對檢查井壁外表面進(jìn)行清理，然后用聚氯乙烯粘接劑進(jìn)行均勻涂抹，涂抹完成之后均勻地撒上一層粗砂，在固化完全后形成了中介層，接著用水泥漿砌入。

3.3 管道安裝

管道安裝工作主要分為4個(gè)環(huán)節(jié)：溝槽支護(hù)、挖土開槽、管道基礎(chǔ)和管道接口。為了保證施工質(zhì)量，每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格按照施工工藝要求進(jìn)行施工。

（1）溝槽支護(hù)。根據(jù)開挖深度、地下水情況、周邊環(huán)境等因素選擇合適的溝槽支護(hù)方式，溝槽支護(hù)是確保管道施工安全的必要措施。

（2）挖土開槽。嚴(yán)格控制基底高程，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的標(biāo)高。如果溝槽底部有堅(jiān)硬物體或暗浜，必須將其清理干凈，然后用中粗沙礫或天然級配砂石料回填至溝槽底標(biāo)高。

（3）管道基礎(chǔ)。必須科學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)毛墊層厚度，并嚴(yán)格控制。不同管徑的基礎(chǔ)墊層厚度各不相同，要經(jīng)過科學(xué)計(jì)算而定。比如，600 mm以下的管徑對應(yīng)的毛墊層厚度是 150 mm。此外，需要注意的是為了保證施工順利進(jìn)行，要做好凹槽預(yù)留工作。

（4）管道接口。在這一環(huán)節(jié)中，最重要的是確定水流大小和方向。一般而言，要先安裝下游管道，后安裝上游管道。管道插口按照順?biāo)鞣较虬惭b，承口按逆水流方向放置。

另外，管道鋪設(shè)后，在塢膀、回填土前，雨水管道與壓力管道必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求作磅水試驗(yàn)（見圖1）。雨水管流砂地區(qū)可四節(jié)抽磅一節(jié)，污水管100%做。檢查井泵水示意圖見圖2。

圖1 泵筒泵水示意圖（單位：m）

圖2 檢查井泵水示意圖（單位：m）

3.4 溝槽回填

溝槽回填是市政給排水HDPE管施工最后一個(gè)環(huán)節(jié)。溝槽回填示意圖見圖3，其中的溝槽寬度B按式（1）計(jì)算：

式中：Dw為管外直徑，m;b1為管外壁到溝壁距離，m;b2為溝槽邊坡寬度，m。

在這一環(huán)節(jié)中，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）回填材料。主管區(qū)應(yīng)采用粒狀材料（如黃沙），不允許用未經(jīng)處理的原土直接回填。淤泥、有機(jī)土、凍土以及粒徑過大的碎石或磚塊等不得作為主管區(qū)回填的材料。

圖3 溝槽回填示意圖

主管區(qū)的回填土密實(shí)度不應(yīng)小于95%（按輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)）；管道寬度以外次管區(qū)的回填土密實(shí)度不應(yīng)小于90%；管道寬度內(nèi)次管區(qū)的回填土密實(shí)度應(yīng)為（85±2.5）%。

（2）回填從基礎(chǔ)管底與管底結(jié)合處開始，至管頂以上 0.7 m內(nèi)，必須采用人工方式，沿著管道對稱兩側(cè)分層回填。

（3）管頂以下用中粗砂回填，管頂以上 0.5 m內(nèi)用素土或砂土回填。

（4）管頂 0.7 m以上可用機(jī)械回填，但必須采用一定的限位措施，防止管道產(chǎn)生位移。

（5）每層回填高度保持在 0.15～0.2 m內(nèi)，夯實(shí)后方可繼續(xù)回填。

4 結(jié)語

必須加強(qiáng)對HDPE管施工工藝的研究，并不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善。這不僅是提高市政給排水施工質(zhì)量的要求，也是整個(gè)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。