常用塑料管道在給排水工程中使用和施工質(zhì)量的探討

曾 覓

給排水工程涉及大量的管道工程。傳統(tǒng)施工模式當(dāng)中，管道材料多為鋼材、鐵、混凝土等，造價(jià)昂貴，施工工期較長(zhǎng)，后續(xù)維護(hù)工作不便。近年來，一些工程嘗試使用塑料管代替鋼管、鑄鐵管和水泥管，而使用的塑料管材如聚乙烯管道、無規(guī)共聚聚丙烯管道、硬聚氯乙烯管道、聚丁烯管道等，在滿足經(jīng)濟(jì)效益的前提下，為城市給排水工程施工的品質(zhì)改善提供了可靠的技術(shù)支持。

1 工程概況

本工程位于烏魯木齊市，地處高寒、干旱的地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)，冷空氣活動(dòng)較為頻繁，無霜期短；而夏季短暫。城市籌備給排水工程建設(shè)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過地質(zhì)調(diào)研了解到，施工區(qū)以硬砂質(zhì)黏土為主，平均凍土深度在1.66 m 左右，地下水位埋深在1.6 ～6.6 m。

2 常用塑料管道和鋼筋混凝土管道比較

2.1 使用性能比較

塑料管與鋼筋混凝土管的使用性能比較情況如表1 所示[1]。

表1 塑料管與鋼筋混凝土管的使用性能比較

2.2 經(jīng)濟(jì)性能比較

室外排水管道系統(tǒng)管材的經(jīng)濟(jì)性能是重要的考核項(xiàng)。不同管材對(duì)工程造價(jià)的影響不同[2]。塑料管擬選用HDPE（高密度聚乙烯）雙壁波紋排水管，管壁粗糙系數(shù)取0.009，內(nèi)壁光滑平整，水流摩擦阻力小；鋼筋混凝土管粗糙系數(shù)取0.014，內(nèi)壁粗糙，水流阻力大；綜合計(jì)算管道排水流量相同，HDPE 管通常可比鋼筋混凝土管選小一級(jí)管徑。

HDPE 管較鋼筋混凝土管，可選用較小的管徑或較小的管道坡度，從而減少土方開挖深度和開挖施工造價(jià)。HDPE 管采用中、粗砂墊層，厚度為150 mm；鋼筋混凝土管需采用混凝土條形基礎(chǔ)，開挖深度大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，開挖溝槽的支護(hù)工作更加復(fù)雜。HDPE 管重量較輕，可采用人工或輕型機(jī)械設(shè)備；鋼筋混凝土管重量較重，通常采用重型機(jī)械設(shè)備吊裝。以DN400 管為例，HDPE 管管材價(jià)格為68元/m，鋼筋混凝土管價(jià)格為50元/m；HDPE 管的綜合費(fèi)用為117.5 元/m，鋼筋混凝土管的綜合費(fèi)用為157.8 元/m。

2.3 管材比選結(jié)果

通過研討比較不同管材的使用性能和經(jīng)濟(jì)性能，確定選用新型塑料管材進(jìn)行給排水工程施工工作，排水系統(tǒng)管材選用HDPE（高密度聚乙烯）雙壁波紋排水管，整個(gè)工程室外的排水管道鋪設(shè)達(dá)2 985 m，其中DN300 排水管道鋪設(shè)687 m，DN400 排水管道鋪設(shè)842 m；DN500 排水管道鋪設(shè)687 m；DN600 排水管道鋪設(shè)769 m。

3 常用塑料管道在給排水工程中的施工工藝

本次工程中選用HDPE（高密度聚乙烯）雙壁波紋排水管，管道施工工序與流程如下：溝槽開挖→地基處理→管道砂墊層敷設(shè)→管道安裝→管道與檢查井對(duì)接→管道試水→溝槽回填。

相對(duì)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土排水管道施工的10 道工序，塑料管道的應(yīng)用僅需7道工序，大大簡(jiǎn)化了工程施工步驟[3]。下文就溝槽開挖、管道安裝與對(duì)接、溝槽回填等進(jìn)行重點(diǎn)介紹。

3.1 溝槽開挖

給排水工程中，正式進(jìn)行常用塑料管道鋪設(shè)之前，應(yīng)做好溝槽開挖工作。首先，要根據(jù)管材的類別、口徑、埋深、土質(zhì)條件等信息，確定適合的開挖溝槽的斷面形式與尺寸；然后，結(jié)合管道沿線的實(shí)際情況，包括施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件與施工條件等，開挖管溝基槽。管溝基槽斷面形式如圖1 所示。

圖1 管溝基槽斷面形式

在開挖管溝基槽的過程中，應(yīng)注意溝壁的穩(wěn)定性，通常設(shè)置一定的溝邊坡度。深度在5 m以內(nèi)的溝槽邊坡的最陡坡度，具體內(nèi)容如表2 所示。

表2 深度在5 m 以內(nèi)的溝槽邊坡的最陡坡度

進(jìn)一步確定溝槽開挖寬度，需要結(jié)合溝槽深度與管徑，為管道鋪設(shè)與安裝提供最大便利。計(jì)算公式如下：

式中：B表示溝槽設(shè)計(jì)寬度，單位mm；D表示管道外直徑，單位mm；b1為溝槽壁與管外壁的標(biāo)準(zhǔn)間距，單位mm；b2表示溝槽邊坡寬度，單位mm。

3.2 管道安裝與對(duì)接

給排水工程中，常用塑料管道鋪設(shè)施工，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，適當(dāng)選擇人工或起重機(jī)施工的方式進(jìn)行下管工作。而在管道安裝對(duì)接時(shí)，要協(xié)調(diào)內(nèi)拉法與外拉法，促使管道內(nèi)外對(duì)接保持同步，高效、高質(zhì)完成管道對(duì)接。

從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)得知，常用塑料管道在對(duì)接過程中，容易在擠壓作用下于管內(nèi)接口部位3 cm 左右處形成凸出接縫，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，避免這一環(huán)節(jié)在后續(xù)使用過程中，導(dǎo)致出現(xiàn)堵塞問題。

本次給排水工程施工選用HDPE（高密度聚乙烯）雙壁波紋排水管，這種新型塑料管材的連接方式包括熱熔連接、黏接、承插連接、法蘭連接、卡管連接等。管道敷設(shè)可采用明敷和暗敷兩種方式，其中，明敷應(yīng)盡量沿直線，可依靠室外墻進(jìn)行敷設(shè)；明敷應(yīng)盡量保證美觀，并避免陽光直射[4]。暗敷應(yīng)在隱蔽驗(yàn)收的基礎(chǔ)上進(jìn)行，施工中應(yīng)重點(diǎn)保障管槽平整、內(nèi)無硬物、遠(yuǎn)離熱源。

HDPE 雙壁波紋排水管本身具有良好的韌性與溫度適應(yīng)性，相關(guān)施工工作不受季節(jié)限制，即便在-25 ℃的施工條件下依舊能夠保證良好的施工質(zhì)量。為此配合塑料檢查井能夠徹底擺脫冬季施工的限制，從而促進(jìn)整體工期的大幅度縮短。另外，相比于傳統(tǒng)鋼筋混凝土排水管，實(shí)踐認(rèn)證HDPE 雙壁波紋排水管處設(shè)置的密封膠圈能夠起到極好的防滲作用，進(jìn)而保證工程質(zhì)量。

3.3 溝槽回填

塑料排水管道敷設(shè)完畢并經(jīng)外觀檢驗(yàn)合格后，應(yīng)立即進(jìn)行溝槽回填。在密閉性檢驗(yàn)前，除接頭部位可外露外，管道兩側(cè)和管頂以上的回填高度不宜小于0.5 m；密閉性檢驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)回填其余部分。塑料排水管道溝槽回填時(shí)，不得回填淤泥、有機(jī)物或凍土，回填土中不得含有石塊、磚及其他雜物。

塑料排水管道管基設(shè)計(jì)中心角范圍內(nèi)應(yīng)采取中粗砂填充密實(shí)，并與管壁緊密接觸，不得用土或其他材料填充。回填土或其他回填材料運(yùn)入溝槽內(nèi)，應(yīng)從溝槽兩側(cè)對(duì)稱運(yùn)入槽內(nèi)，不得直接回填在塑料排水管道上，不得損傷管道及其接口。

管底基礎(chǔ)至管頂以上0.5 m 范圍內(nèi)，必須采用人工回填，輕型壓實(shí)設(shè)備夯實(shí)，不得采用機(jī)械推土回填。回填、夯實(shí)應(yīng)分層對(duì)稱進(jìn)行，每層回填土高度不應(yīng)大于200 mm，不得單側(cè)回填、夯實(shí)。管頂0.5 m 以上采用機(jī)械回填壓實(shí)時(shí)，應(yīng)從管軸線兩側(cè)同時(shí)均勻進(jìn)行，并夯實(shí)、碾壓。

4 常用塑料管道在給排水工程中的施工質(zhì)量控制策略

4.1 常用塑料管道在室外給排水工程中的施工質(zhì)量控制

常用塑料管道在室外給排水工程中的施工期間較易發(fā)生的施工質(zhì)量問題，包括管道位置偏移、管道滲漏、回填土沉陷等。對(duì)此，應(yīng)采取針對(duì)性的控制與解決辦法。

首先，針對(duì)常用塑料管道位置偏移問題，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)工程建設(shè)施工測(cè)量規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在施工過程中做好交接樁復(fù)測(cè)和保護(hù)工作。測(cè)試過程中，必須切實(shí)掌握工程建設(shè)區(qū)域的水位及地質(zhì)條件，在復(fù)測(cè)檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)的前提下開展后續(xù)施工，確保后續(xù)施工工作的順利進(jìn)行，有效降低管道位置偏移問題的發(fā)生率。

其次，在傳統(tǒng)給排水工程中，管道滲漏是常見的質(zhì)量通病，而這一質(zhì)量問題，不僅損壞管道、降低其使用性能、縮短使用壽命，還會(huì)造成大量水資源的浪費(fèi)。為解決這一問題，應(yīng)從兩個(gè)方面著手對(duì)其進(jìn)行有效控制。一方面，針對(duì)管材本身質(zhì)量問題，應(yīng)選擇正規(guī)廠家，在購(gòu)買和使用前通過細(xì)致的檢查，保證管件外觀無裂縫、無蜂窩麻面；安裝過程中保證管件不存在變形、劃傷或密封圈損壞等問題[5]。另一方面，從施工的角度著手，在確保工程建設(shè)場(chǎng)地土壤條件合適的前提下，采取合理的監(jiān)督措施，確保施工人員嚴(yán)格遵照工程建設(shè)施工規(guī)范進(jìn)行施工。重點(diǎn)注意管道接口部位填料的質(zhì)量，防止由于管材的對(duì)外承受力降低所造成的管道破裂滲漏問題。

最后，對(duì)于回填土沉陷問題的有效控制，應(yīng)保證回填土含水量超出最佳含水量2%左右，且土料當(dāng)中不含有樹根、草皮、淤泥、鐵屑及石塊等物質(zhì)。另外，在回填施工期間，均勻回填是避免管道失穩(wěn)、位移的最有效措施。

4.2 室內(nèi)給排水工程常用塑料管道的施工質(zhì)量控制

對(duì)于室內(nèi)給排水工程常用塑料管道的施工質(zhì)量控制，需要明確應(yīng)用管材的特性與適用方向。目前并未在室內(nèi)給排水工程施工及驗(yàn)收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中明確要求管件與管材必須采用同一品牌。但在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)盡量遵循這一原則，避免由于管件與管材的原料差異、性能差異、結(jié)構(gòu)差異等，造成不必要的管道施工質(zhì)量問題。

另外，新型塑料管道往往有獨(dú)特的對(duì)接方式，在實(shí)際施工過程中，需要對(duì)其采取相應(yīng)的施工控制措施，盡量避免管道滲漏、堵塞、爆裂等安全隱患的形成。以HDPE 雙壁波紋排水管的對(duì)接為例，熱熔承插連接是一種常用的對(duì)接方式，實(shí)際施工過程中，應(yīng)有效控制熱熔機(jī)溫度在200 ℃左右，且保證管材與管件同時(shí)加熱。對(duì)于給排水工程常用塑料管道來說，熱熔承插連接方式具有普遍適用性，連接施工時(shí)，應(yīng)合理、準(zhǔn)確控制熱熔機(jī)溫度，如PPR 管道的適宜溫度為260 ℃，PE 管道的適宜溫度在200 ～210 ℃，PB管道的適宜溫度為240 ℃，準(zhǔn)確的熱熔溫度是保證熔接質(zhì)量的重要前提。

5 結(jié)語

研究常用塑料管道在給排水工程中的使用及施工質(zhì)量控制，對(duì)促進(jìn)給排水工程管道施工技術(shù)的提高具有重要意義。筆者通過相關(guān)分析，將塑料管道廣泛應(yīng)用于給排水工程當(dāng)中，充分發(fā)揮塑料管道的性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)等，有效解決傳統(tǒng)給排水工程中的管道易破裂、滲漏等問題，為城市居民提供更好的基礎(chǔ)服務(wù)。因此，應(yīng)不斷探究創(chuàng)新科技，優(yōu)化給排水工程常用塑料管道的應(yīng)用性能，拓展其應(yīng)用范圍，提升相關(guān)工程及行業(yè)的發(fā)展水平。