HDPE 雙壁波紋管在閉水試驗中的滲漏問題分析及施工質量控制

劉安陽

（中鐵十六局集團城市建設發(fā)展有限公司，北京 100018）

0 引言

當前，高密度聚乙烯 HDPE 雙壁波紋管（以下簡稱“ HDPE 雙壁波紋管”）已經被廣泛用于市政雨、污水系統(tǒng)工程當中。HDPE 雙壁波紋管與傳統(tǒng)的混凝土排水管、PVC 排水管相比，其優(yōu)點較突出，存在結構構造合理、耐腐蝕性強、外形美觀、使用壽命長、安裝運輸便捷、造價低等優(yōu)點［1］。

然而，隨著 HDPE 雙壁波紋管被廣泛應用，部分技術人員對管材性能未能全面了解，施工技術的水平欠缺等，在施工中頻頻發(fā)生質量問題，造成了人力、物力、水源的浪費，增加了成本。根據(jù)以往對曹妃甸保稅區(qū)項目的旁站和調查發(fā)現(xiàn)，造成 HDPE 雙壁波紋管閉水試驗不合格的主要原因是施工工藝不當導致管道的滲漏，閉水試驗不合格。本文針對施工工藝不當導致閉水試驗不合格的原因進行分析，總結好的質量控制方法，得出了相應結論，具有一定的參考價值。

1 工程基本概況

曹妃甸保稅區(qū)項目市政排水管材選用 HDPE 雙壁波紋管，橡膠圈承插密封連接，管道環(huán)向彎曲剛度不應＜8 kN/m（見表 1），排水管道基礎做法采用土弧基礎，當土質較好時，管道基礎可采用 100 mm 厚中粗砂；土質較差時，管道基礎可采用 200 mm 厚砂基礎，室外排水管道應按照 GB 50268-2008《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》［2］第 9.3 條進行閉水試驗，閉水試驗合格后分層進行回填，由于曹妃甸保稅區(qū)項目地處沿海，地下水位較高，對市政 HDPE 雙壁波紋管安裝影響較大［3，4］。

表1 HDPE 雙壁波紋管物理性能指標［5］

2 HDPE 雙壁波紋管閉水試驗滲漏情況調查

曹妃甸保稅區(qū)工程項目雨、污水 HDPE 雙壁波紋管的施工，歷來存在一次閉水試驗不合格問題，對已施工完成的管段質量問題數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、匯總，分析調查 300 個點，匯總質量問題 50 個點，不合格率占比 16.7 %。針對不合格點進行調查（見表 2）。

表2 HDPE 雙壁波紋管施工質量問題調查表

根據(jù)調查表 2 可以發(fā)現(xiàn)，導致 HDPE 雙壁波紋管閉水試驗滲漏不合格的主要原因是管道與管道承插口安裝處理不到位滲漏、井外管頭與井身銜接處理不到位滲漏，占質量問題的 80 %，是閉水試驗不合格的主要問題；閉水試驗段管口封閉不密實滲漏導致閉水試驗不合格，占比 12 %；管道溝槽開挖質量控制不嚴格，隨意超挖或泡槽，注水時或回填時出現(xiàn)不均勻沉降導致閉水試驗不合格，占比為 8 %，是閉水試驗不合格的次要問題。

3 HDPE 雙壁波紋管閉水試驗施工工藝方法

3.1 閉水試驗程序（見圖 1）

圖1 閉水試驗程序

3.2 閉水試驗方法

當選定檢查井之間的管段為試驗段，試驗段上游的設計水頭未超過雙壁波紋管管頂內壁時，應該用上游管道的管頂內壁加 2 m 計算試驗段的水頭；試驗段上游的設計水頭比管頂內壁高時，應該用上游管道的設計水頭加 2 m 計算試驗段的水頭；當管道水頭超過上游檢查井的井口時并且計算出的試驗段水頭≤10 m 的時候，應該取上游檢查井的井口高度為試驗段的試驗水頭。準備開始閉水試驗，將試驗段兩頭雙壁波紋管的管口用堵板或堵球進行封堵嚴密，上游檢查井的井邊放置補水水箱，利用水箱對試驗段管段進行注水，待注滿后，放置 24 h，隨后開始進行閉水試驗。應測量好兩側檢查井的水位高度，對試驗管道及檢查井進行來回巡視，觀察是否有漏點，觀察時間不得少于 30 min，然后計算出滲水量的值，與規(guī)范允許滲水量進行對比分析。

3.3 HDPE 雙壁波紋管滲水量的測定

HDPE 雙壁波紋管滲水量的測定見式（1）：

q=0.004 6D1（1）式中：q為允許滲水量，m3/24 h.km；D1為管道內徑，mm。

滲水量按以下標準恒定閉水試驗是否合格（見表 3）。

表3 HDPE 雙壁波紋管允許滲水量

4 HDPE 雙壁波紋管閉水試驗滲漏原因分析

4.1 管道與管道承插口安裝處理不到位

HDPE 雙壁波紋管的管道采用橡膠圈來實現(xiàn)，橡膠圈在 HDPE 雙壁波紋管管道安裝中起著很重要的作用，由于部分施工人員的粗心大意，將與管道規(guī)格不匹配的橡膠圈混用，并且安裝位置也不正確，插口位置安裝不到位，造成管道與管道之間接口不嚴密，閉水試驗出現(xiàn)滲漏。針對承插口部位漏水質量問題，取 20 個漏水點進行調查列表分析（見表 4）。

表4 管道承插口安裝處理不到位

根據(jù)調查表 4 可以發(fā)現(xiàn)，插口安裝不到位的質量問題占整體問題的 75 %，是管道與管道承插口安裝處理不到位的主要原因，要重點關注此部位的施工質量。橡膠圈安裝位置不正確也是影響管道安裝不合格、管口滲漏的原因之一，占比 20 %。

4.2 施工工藝方法不當

管道與管道承插口連接時未采用正確的施工用具。采用原始的撬杠代替 2 t 倒鏈進行管道連接，此方法進行管道連接很容易造成管道受力不均勻，致使管道插口或承口破損，橡膠圈出現(xiàn)錯位，閉水試驗時發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)滲漏點；管道與井身部位處理不當。施工單位為了滿足施工進度要求，將管道與井身接駁位置的封堵由支模澆筑混凝土改為砂漿封堵，由于管道安裝后管道外壁與預留洞口縫隙較小，施工人員僅在檢查井內外壁抹上一層砂漿，內部形成空洞，閉水試驗時檢查井注水砂漿受壓后開裂滲水，導致閉水試驗不合格。

4.3 管道溝槽基礎處理不當

管道溝槽基礎超挖回填后未進行夯實，管道基礎松軟，在進行閉水試驗沖水時造成地基及基礎下沉，使管道位置移位、管道接口破損，管壁薄弱部位出現(xiàn)裂縫；管道基礎受水浸泡未處理，管道安裝完成后未進行部分回填，閉水試驗管道充水后出現(xiàn)上浮現(xiàn)象導致管道承插口受拉力作用撕裂、滲水［6，7］。

4.4 管道溝槽回填質量控制不嚴格

管道溝槽帶水回填或回填土土質不符合設計及規(guī)范要求，回填后管道下沉；回填土中含有碎石、混凝土塊以及＞50 mm 的磚塊等，致使管壁受擠壓后破損；管道兩側腋角填充不密實，回填土壓實度控制不嚴格都是導致管道閉水試驗不合格的原因［8］。

針對以上施工工藝方法不當、管道溝槽基礎不當以及管道溝槽回填質量控制不嚴格等問題抽取 50 個點采用統(tǒng)計表（見表 5、表 6）進行分析，找出管道滲漏的主要原因。

表5 管道滲漏問題分析表

表6 工藝方法不當問題分析表

根據(jù)調查表 5、6 分析可以得出，導致 HDPE 雙壁波紋管滲漏的主要問題是施工工藝方法不正確，占比 80 %，對施工工藝方法不正確問題進一步查找原因，發(fā)現(xiàn)管道與井身接駁位置處理不到位占施工工藝方法不當問題的 85 %。所以，管道與井身接駁位置處理不到位是管道滲漏的主要原因。

5 管道閉水試驗滲漏的主要控制措施

5.1 規(guī)范施工人員操作

市政管網施工前對施工作業(yè)班組進行詳細的技術交底并進行現(xiàn)場實地演示，播放相關施工作業(yè)方面的視頻，提前告知作業(yè)班組應注意材料的選用以及材料的相關性能、施工過程中的注意事項并對施工人員進行考核（見圖 2），考核成績達到 85 分以上方可進行施工作業(yè)，并對測試成績超過 95 分以上的予以獎勵，成績低于 80 分的予以淘汰。

圖2 考試成績點分圖

通過考核培訓措施，在施工過程中重視質量的觀念被更多的作業(yè)人員接受，有效提升了閉水試驗合格率。

5.2 施工材料及機具使用

根據(jù)施工圖紙及相關規(guī)范要求，各種規(guī)格型號的 HDPE 雙壁波紋管的選用首先應保證其具有一定的柔韌性和抗裂抗老化性以及滿足環(huán)剛度的要求，嚴格規(guī)范材料進場檢驗流程；承插口連接的橡膠圈質量要重視，材料進入施工現(xiàn)場前應仔細查對管道對應的橡膠圈規(guī)格型號，檢查橡膠圈的檢測試驗報告以及相關質量證明文件；管道外壁與井身部位的混凝土采用微膨脹混凝土，塌落度滿足要求，采用 3 cm 直徑振搗棒以減少對檢查井的震動；管道應采用 2 t 倒鏈進行承插連接。

5.3 施工工藝

1）管道與管道連接不能使用撬杠強行對接承插，此方法滿足不了管道對接時所需要的插入力，無法保證管道插口插到位，影響接口質量。要采用倒鏈對拉的安裝方法并分以下幾個步驟進行：①管道與管道對接前，檢查管道承插口質量情況，確認無破損后將橡膠圈套入插口第一個環(huán)溝內，確認固定牢固不扭曲后涂抹一層均勻的潤滑油；②在管道承口與插口端墊上枕木，并調節(jié)枕木，使管道承插口在同一水平面上，管道與管道之間預留 2～3 cm 的縫隙；③測量承口的最大深度，并進行記錄，并在插口上做出相應標記，將倒鏈固定在連接管道的套環(huán)內，人工拉動倒鏈直至承插口完全對接到位。

2）管道與混凝土檢查井井身連接處，為了保證連接更緊密，將 HDPE 雙壁波紋管管頭部位進行再處理，管道與檢查井連接處應做以下處理后進行連接（見圖 3）：①用毛刷或砂紙對管道外壁清理，均勻涂刷 1～2 層聚氯乙烯粘結劑，立即用干燥的中粗砂進行均勻涂撒，晾至 10～15 min，使 HDPE 雙壁波紋管管頭表面形成粗糙的中間層（管頭處理長短與檢查井壁厚相同）；②對檢查井洞口與管道外壁間的縫隙進行微膨脹混凝土澆筑，使檢查井與管道通過中介層及微膨脹混凝土緊密銜接，達到防滲漏目的，使閉水試驗通過率得到有效的提升。

圖3 管道與檢查井連接圖（單位：mm）

6 結語

HDPE 雙壁波紋管在市政管網工程中已徑被廣泛使用，與傳統(tǒng)的排水鑄鐵管及混凝土管道相比較其有明顯的優(yōu)勢，其性能優(yōu)越［9，10］。但目前由于施工單位技術水平參差不齊，對雙壁波紋管性能參數(shù)了解不透徹等原因，不能保證雙壁波紋管的施工質量，甚至出現(xiàn)質量事故。因此，在雙壁波紋管施工過程當中，要特別注意管道與管道承插口連接質量、管道與檢查井銜接部位的施工質量、運用正確的施工用具、施工材料，使 HDPE 雙壁波紋管施工質量得到有效控制，使系統(tǒng)閉水試驗環(huán)節(jié)的成功率得到有效提升。Q