解析HDPE管道施工安裝技術(shù)

熊偉

摘 要 HDPE是一種結(jié)晶度高的熱塑性樹脂材料，這種材料的管道材質(zhì)無(wú)毒無(wú)害，具有抗腐蝕、不結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)，是一種非常健康的管道材料，由于HDPE管道十分可靠的性能優(yōu)勢(shì)，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利工程、城市規(guī)劃建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域，再加上HDPE管道的連接方式復(fù)雜多樣，更是為了解決各種環(huán)境下的問(wèn)題打下了基礎(chǔ)。南昌市幸福水系綜合整治工程主要位于南昌市青山湖區(qū)，部份涉及高新區(qū)、青云譜區(qū)，與艾溪湖相連，是南昌市城東景觀水體艾溪湖的上游水系，在廣陽(yáng)橋與艾溪湖相連。幸福水系由幸福中渠、幸福東渠、幸福支渠、連通渠、五干一支渠、五干二支渠、羅家渠等多條水渠組成，承擔(dān)城東區(qū)域30km2范圍的排澇任務(wù)，工程涉及HDPE截污管33.4km。

關(guān)鍵詞 HDPE;管道施工;安裝技術(shù)

HDPE管道在我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用的時(shí)間還不是很長(zhǎng)，人們對(duì)于該材料的認(rèn)識(shí)也不夠全面。雖然HDPE管道是采用高密度聚乙烯生產(chǎn)的，具有非常良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕、抗老化等優(yōu)點(diǎn)，而且在施工過(guò)程中也體現(xiàn)出了其材質(zhì)較輕、安裝便捷、抗變形等安裝優(yōu)勢(shì)，也因此得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，但是在實(shí)際的安裝施工過(guò)程中，也可能會(huì)因?yàn)楦鞣N因素出現(xiàn)一定的施工問(wèn)題。本文針對(duì)HDPE管道的施工安裝技術(shù)進(jìn)行了探討和研究，闡述了施工時(shí)的具體要點(diǎn)，以期減少施工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

1HDPE管道簡(jiǎn)介

1.1 概念

HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管（典型B型結(jié)構(gòu)）俗名又稱克拉管，采用高密度聚乙烯為主要原料，在熱熔狀態(tài)下通過(guò)螺旋纏繞成型工藝制成，是一種內(nèi)壁光滑，外壁為螺旋狀加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)的異形結(jié)構(gòu)壁管材，屬柔性管材。并在熱態(tài)未脫模前，通過(guò)滾動(dòng)用自然風(fēng)方式冷卻，管道逐步散熱，壁厚均勻。HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂材料，除了具有良好的抗腐蝕性外，還具備很好的絕緣強(qiáng)度，很適合應(yīng)用于電線電纜的建設(shè)工程中，也普遍應(yīng)用于排水截污管網(wǎng)工程中。HDPE管材是傳統(tǒng)鋼鐵、聚氯乙烯等材質(zhì)的管材換代產(chǎn)品，新型的HDPE管材與傳統(tǒng)的管材相比，具備了更大的穩(wěn)定性和安裝優(yōu)勢(shì)，使它能夠更廣泛地應(yīng)用于各行業(yè)的建設(shè)工作中。

1.2 生產(chǎn)原料

管道主體結(jié)構(gòu)：98%的高密度聚乙烯（PE等級(jí)為80以上），2%的黑色色母粒。

管道輔助支撐結(jié)構(gòu)：聚丙烯內(nèi)肋管。

1.3 產(chǎn)品規(guī)格

對(duì)于HDPE高密度聚乙烯管的規(guī)格國(guó)家有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)燃?xì)庥谩⒔o水用和礦用確定不同管道壁厚和直徑。HDPE管材的直徑從300mm到3000mm不等，對(duì)應(yīng)的管材最小壁厚從2mm到14mm不等，管材環(huán)剛度首選等級(jí)有SN2、SN4、SN8以及SN16四種，具體還需要根據(jù)實(shí)際的施工地區(qū)的地質(zhì)條件和埋深進(jìn)行選取。以下是HDPE管材環(huán)剛度表：

1.4 配套管件

包括HDPE檢查井、HDPE三通、HDPE彎頭、HDPE變徑管、HDPE法蘭根等。

1.5 連接方式

承插式電熱熔連接（同種管道及檢查井），承插式橡膠圈連接（需帶水作業(yè)時(shí)）和法蘭連接（其余管道以及閥門）。

1.6 管道優(yōu)點(diǎn)

HDPE管道以一種新型建材，其工藝和技術(shù)都更為先進(jìn)，較傳統(tǒng)的管材具備更加強(qiáng)大的耐腐蝕性和抗壓性，而且HDPE管材重量輕、韌性高，在施工中呈現(xiàn)出更加便捷的安裝方式以及使用壽命，如今已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，針對(duì)HDPE管材的這些優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，本文做出如下闡述：

（1）具備強(qiáng)大的耐磨抗壓性。HDPE管道具備很強(qiáng)的耐磨性和抗壓性，在進(jìn)行地下埋管時(shí)無(wú)須使用外層保護(hù)措施，對(duì)于地震高發(fā)區(qū)以及土層沉降區(qū)都有著極高的適用性，甚至還可以沉入江河底部鋪設(shè)。

（2）具備較小的摩擦阻力。HDPE管道的內(nèi)部摩擦阻力系數(shù)僅為0.009，而其他材質(zhì)的管材內(nèi)壁摩阻系數(shù)要比它高出很多，所以在同口徑的情況下使用HDPE管材可以有更大的通過(guò)量，換句話說(shuō)就是在流量不變的情況下可以采用口徑更小的HDPE管道，從而節(jié)省材料，降低施工成本[1]。

（3）具備良好的柔性特征。HDPE管材一般采用98%以上全新PE粒料作為管材的生產(chǎn)原料，不添加再生料，管材柔性好，可抵抗地質(zhì)不均勻沉降，不會(huì)產(chǎn)生管材脆性斷裂。另外高質(zhì)量的單根管道都能完整的發(fā)揮其原有性能，組成的管網(wǎng)整體性良好，管網(wǎng)整體抵抗不均勻沉降和抗地震擾動(dòng)性能比較突出。

（4）具備更便捷的安裝搬運(yùn)方式。HDPE管線在沿著槽溝進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)可以有效減少開(kāi)槽挖土量以及配件的使用量，從而降低了施工難度，縮短了工期，而且HDPE管材重量很輕，不管是搬運(yùn)還是安裝都非常簡(jiǎn)便，所以施工速度得到了有效提高，在一些工期緊張或者是施工條件比較差的情況下使用，其優(yōu)勢(shì)更為明顯。

（5）具備較長(zhǎng)的使用壽命。由于HDPE的化學(xué)穩(wěn)定性比較強(qiáng)，所以一般的環(huán)境因素都不會(huì)讓HDPE管道損壞，如果采用的是地下埋管的方式，那么HDPE管道的使用年限可以長(zhǎng)達(dá)50年，而且有適當(dāng)撓曲度的管道還可以避免沉降和滲漏等問(wèn)題的發(fā)生。

（6）具備綠色環(huán)保無(wú)污染的特性。HDPE管材還有一個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)就是它非常符合國(guó)家對(duì)于綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的要求，因?yàn)槠渚邆錈o(wú)毒無(wú)害、無(wú)污染的特點(diǎn)，而且可以進(jìn)行重復(fù)回收再利用，所以能有效降低施工成本，提高工程收益。

2HDPE管道施工安裝技術(shù)

2.1 施工前的技術(shù)準(zhǔn)備

首先在施工前要求相關(guān)的施工人員熟悉以及掌握具體的施工圖紙，隨后準(zhǔn)備好相應(yīng)的施工設(shè)備，主要是準(zhǔn)備好一些熱熔對(duì)焊機(jī)以及管道的切割工具。如果條件允許，可以對(duì)具體的操作人員進(jìn)行一系列的崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)合格之后才能進(jìn)行實(shí)際的施工。在材料的準(zhǔn)備上也要切實(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，避免產(chǎn)生安全隱患。

2.2 管道裝卸與存放

管道主要采用機(jī)械裝卸，裝卸時(shí)應(yīng)采用柔韌性好的皮帶、吊帶或吊繩進(jìn)行吊裝，不得采用鋼絲繩或鏈條進(jìn)行裝卸和運(yùn)輸。裝卸時(shí)應(yīng)采用兩個(gè)支撐點(diǎn)，兩個(gè)支撐點(diǎn)位置宜放在管長(zhǎng)的四分之一處，以保持管道穩(wěn)定，在管道裝卸過(guò)程中應(yīng)防止管道撞擊或摔跌，尤其注意對(duì)管端承插口的保護(hù)，如有擦傷應(yīng)及時(shí)與廠家聯(lián)系，以便妥善處理。

管道存放直接放在地上時(shí)，要求地面平整，不能有石塊和容易引起管道損壞的尖利物體，要有防止管道滾動(dòng)的措施。不同管徑的管道堆放時(shí)，應(yīng)把大而重的放下邊，輕的放上邊，管道兩側(cè)用木板擋住。堆放時(shí)注意底層管道的承重能力，堆放高度不超過(guò)3米。

2.3 溝槽的開(kāi)挖

溝槽的開(kāi)挖前，一定要嚴(yán)格按照施工圖紙來(lái)確定具體的開(kāi)挖路線以及開(kāi)挖深度，避免出現(xiàn)路線偏移或者溝槽過(guò)深的情況，同時(shí)，在沒(méi)有取得有關(guān)部門審批的情況下不能擅自改動(dòng)既定方案。

開(kāi)挖溝槽時(shí)，槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.2～0.3m原狀土應(yīng)給予保留，鋪管前用人工清理，但一般不宜挖至溝底設(shè)計(jì)標(biāo)高以下，如局部超挖，需用沙土或原土填補(bǔ)并分層夯實(shí)。每個(gè)管材的連接處底部應(yīng)開(kāi)挖寬0.5m深0.3m的橫向小溝槽以利于散熱、降地下水及避免電熔絲接地，防止焊接口的溫度傳遞給地面使此處焊口不能完全熔好。在溝槽開(kāi)挖的過(guò)程中也要注意放坡以及地下水的變化，做好及時(shí)的排水工作，同時(shí)對(duì)管線附近的土坡穩(wěn)定性多加關(guān)注，避免出現(xiàn)問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而引發(fā)的安全事故。

管槽開(kāi)挖完成后，及時(shí)進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，承載力達(dá)不到要求的，經(jīng)設(shè)計(jì)同意后進(jìn)行換填等處理。

2.4 溝槽底的準(zhǔn)備

重力排水系統(tǒng)的坡度等級(jí)一定要達(dá)到規(guī)定的0.2%～0.5%范圍內(nèi)，因?yàn)樵谲浀鼗鲜┕ぃ詾榱吮ＷC密實(shí)度達(dá)到規(guī)定，在溝槽開(kāi)挖之后需要在底部鋪設(shè)碎石和中粗砂，如果溝槽深度達(dá)到6米以上、管道直徑達(dá)到1.6米以上時(shí)，會(huì)因?yàn)楣艿赖撞康牧髂嗍艿綌D壓產(chǎn)生上涌現(xiàn)象，所以在施工中一定要及時(shí)降低管道兩側(cè)堆土，在進(jìn)行一系列的打鋼板處理，避免上涌現(xiàn)象，保證施工順利進(jìn)行。

2.5 管道連接與安裝

在溝槽內(nèi)安裝管道之前，一定要對(duì)管道進(jìn)行全面的檢查，在保證該管道毫無(wú)缺陷和問(wèn)題的情況下才能將管道吊入溝槽內(nèi)。管道的連接和安裝工作應(yīng)在管材檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行，管道的對(duì)接可采用機(jī)械吊裝設(shè)備配合，下管時(shí)插口應(yīng)順?biāo)较?，承口逆水方向。管道連接前必須將承插口清洗干凈，連接時(shí)禁止有污垢、泥沙進(jìn)入承插口內(nèi)，承插口間距應(yīng)在10mm左右，管道連接就位后應(yīng)復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)高及設(shè)計(jì)中心線。

2.6 管道的焊接

從事管道連接的操作工人上崗前應(yīng)經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)經(jīng)技術(shù)測(cè)評(píng)合格后方可上崗操作。管道電熔前要檢查承插口是否有雜物，檢查電熔絲是否斷路、接地現(xiàn)象，如有上述現(xiàn)象存在嚴(yán)禁熱熔。電熔前檢查管道軸向，并及時(shí)調(diào)整，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行電熔。

管口內(nèi)部支撐環(huán)應(yīng)置于距插口內(nèi)壁邊緣50mm處（小于DN800管除外）外部漲緊帶緊到位。電熔連接時(shí)，電熔連接機(jī)具與電熔接頭應(yīng)正確連通，電熔連接接通期間不得移動(dòng)管材或在連接件上施加任何外力（支撐環(huán)除外）。在通電焊接期間每10分鐘對(duì)內(nèi)部支撐環(huán)緊固一次。焊接需要380V電源、功率10千瓦，焊接時(shí)直至外接電熱絲處有聚乙烯熔滴生成為止。

通電完成后，取下電熔設(shè)備，適當(dāng)收緊漲緊帶讓管子連接處自然冷卻，自然冷卻期間保留漲緊帶和支撐環(huán)不得移動(dòng)管道，冷卻時(shí)間約30～40分鐘，完全冷卻后撤掉支撐環(huán)和漲緊帶方可進(jìn)行下步工作。電熔結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行接頭外觀質(zhì)量檢查。

2.7 閉水試驗(yàn)

閉水試驗(yàn)有待管道、檢查井、截流井等施工完畢檢查合格后，回填前進(jìn)行閉水實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)管段按井距分隔，帶井試驗(yàn)。管道灌水從下游緩慢灌入。灌入時(shí)，在試驗(yàn)管段的上流管頂及管段中凸起的點(diǎn)設(shè)排氣閥，將管道內(nèi)的氣體排除。排水管在試驗(yàn)前期將管內(nèi)充滿水浸泡1晝夜（24h），管道充水時(shí)保持上游管頂2m的水頭壓力，外觀檢查不得有漏水現(xiàn)象。

2.8 管道胸腔支撐（≥DN800）

管道冷卻后應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行徑向支撐，可以采用直徑大于150mm的原木進(jìn)支撐，每根HDPE管（L=6m）采用3點(diǎn)支撐。管道支撐必須在回填前完成，回填到管一半以上時(shí)檢查支撐情況，如果木方支撐力很大證明回填質(zhì)量沒(méi)有達(dá)標(biāo)，應(yīng)重新回填，沒(méi)有支撐力或倒掉屬于正常。管道支撐直到管頂上方部分回填完夯實(shí)后方可撤掉。

2.9 溝槽回填

管側(cè)及管頂以上50cm范圍內(nèi)宜回填中粗砂，回填土或其他回填材料運(yùn)入槽內(nèi)時(shí)不得損傷管體及其接口?；靥畈牧蠎?yīng)由溝槽兩側(cè)對(duì)稱運(yùn)入槽內(nèi)，不得直接扔在管道上，回填其他部位時(shí)，應(yīng)均勻運(yùn)入槽內(nèi)，不得集中推入。回填壓實(shí)應(yīng)采用輕夯逐層進(jìn)行，管道兩側(cè)壓實(shí)面高差不應(yīng)超過(guò)0.3m。同一溝槽內(nèi)有雙排管道但基礎(chǔ)底面位于同一平面，管道之間的回填壓實(shí)應(yīng)與管道及槽壁之間的回填壓實(shí)對(duì)稱進(jìn)行。分段回填壓實(shí)時(shí)，相鄰的接茬應(yīng)呈階梯形且不得漏夯，采用木夯、快速?zèng)_擊夯等壓實(shí)工具，應(yīng)夯夯相連。

2.10 變形監(jiān)測(cè)及管道保護(hù)

管道回填完成后應(yīng)進(jìn)行變形檢測(cè)，變形量必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，否則應(yīng)進(jìn)行返工處理，檢測(cè)時(shí)可以按照以下方法進(jìn)行：①每施工段最初50m不少于3處，每處平行檢測(cè)兩個(gè)斷面，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直斷面測(cè)量管道直徑。②相同條件下，每?jī)删g測(cè)設(shè)三處，一般取起始點(diǎn)、終點(diǎn)和中點(diǎn)附近，每處平行測(cè)量?jī)蓚€(gè)斷面。

橫穿馬路或在路基下的管道，在路面沒(méi)有鋪好時(shí)，如有重型車通行，必須做好保護(hù)措施，管道回填土高度不夠時(shí)嚴(yán)禁一切車輛在上方通行。

3結(jié)束語(yǔ)

HDPE管道屬于柔性管道，與傳統(tǒng)的剛性管道相比具備了更加強(qiáng)大的耐腐蝕、抗壓、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，而且造價(jià)會(huì)更加便宜，總的來(lái)說(shuō)，HDPE管道有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。而在施工過(guò)程中嚴(yán)格把控HDPE管道的應(yīng)用以及施工質(zhì)量，才能保證管道的使用周期，從而保證整個(gè)工程的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹喜，HDPE管道施工安裝技術(shù)探討[J]，建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（11）：1889.