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摘要:水资源的供给和排放是一个地区不得不面对的问题,规模越大的城市,对排水工程的质量要求越高,而排水管是排水工程正常工作的基本保障,其选材问题就成了人们关注的方面,为了保证排水管的延展性和坚固性,HDPE双壁波纹管的出现可谓是集多种传统管材的优点为一体的新型管材,它既具备了金属管、混凝土管的坚固性,又具备了塑料管内壁平滑的优点。目前在建筑市场中拥有着广阔的发展前景和广泛的市场需求。
关键词:HDPE双壁波纹管;市政排水工程;应用
中图分类号:S276文献标识码: A
一、HDPE双壁波纹管简介
HDPE双壁波纹管,也称高密度聚乙烯双壁波纹管,是以HDPE为主要原料加入必要的添加剂,经挤出成型方式加工而成的具有波纹结构的管材。它是一种环保、安全、高性价比的新型轻质管材,是具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型材料。随着国家基础建设的进一步深入,HDPE双壁波纹管因其诸多优越性和竞争力而被市政、水利等部门大量使用。目前,在城市排水系统中,塑料管材逐渐取代了混凝土管和铸铁管等传统管材成为主流使用管材。塑料管材中以HDPE双壁波纹管为主被广泛应用于市政排水工程中。
二、HDPE 管的性能特点
(一)密封性能好,抗渗漏能力强
HDPE双壁波纹管的连接性比较可靠,大部分采用橡胶密封圈承插或热熔焊接方式连接,接头的强度高于管道本体的强度,可确保污水不外漏,并可适应地基不均匀沉降。而钢筋混凝土管的接口形式大多使用平接口和承插口,在连接处抹一圈水泥砂浆,完全是刚性连接,如果由于土壤不均匀沉降导致管道稍有位移,连接处就可能被破坏而形成渗漏。同时HDPE双壁波纹管每根管长可达10米以上,接口少;而钢筋混凝土管长仅为1~3米,接口多,如果按每处接口渗漏量相同计,钢筋混凝土管的总渗漏量为HDPE双壁波纹管的6.3倍。
(二)水力特性好
钢筋混凝土管的内壁粗糙系数为n=O.013~0.014,HDPE双壁波纹管的内壁粗糙系数为n=0.009~0.01。根据曼宁公式计算所知,在相同水力坡降、相同内径条件下,HDPE双壁波纹管的过水流量比钢筋混凝土管大;在相同水力坡降、同样流量条件下,可选用直径较小的HDPE双壁波纹管。在相同的设计流速和充满度条件下,HDPE双壁波纹管的坡度比钢筋混凝土管小。
(三)施工安装方便快捷
HDPE管因为重量比较轻,只有钢筋混凝土管的1/10,吊装不需要重型设备,在连接以及搬运中都很方便;HDPE管单管长度相对来说比钢筋混凝土管长,因此,其接头也少;作为柔性管材,对不均匀的沉降抵抗能力特别强,管沟以及基础的要求低,通常被当做碎石以及砂基础,不需要进行养护,但是钢筋混凝土管要还要做素混凝土基础,养护期长;所以,对施工速度在一定程度上能够加快。
(四)化学稳定性佳
排水管所运输的水,一般都是用过的生活生产用水或者自然降水,因此在水中含有微量的化学成分,可能对运输管道造成腐蚀。而排水管道的铺设一般比较复杂,在完工后维修起来比较麻烦,因此所选用的管材就要求具备抗腐蚀能力。HDPE 双壁波纹管的主要原材料是高密度聚乙烯,这种物质只能与很少的强氧化剂发生化学反应,其他的成分并不能影响其原本的功效,因此,在化学性能方面,HDPE 双壁波纹管较混凝土管具有明显的优势。
三、HDPE双壁波纹管的施工工艺
施工工艺基本流程:测量放线→机械开槽→槽底平整压实→沙砾垫层→砂基→管道安装→管道与检查井连接→闭水试验→沟槽回填夯实
(一)沟槽开挖及基础处理
在沟槽开挖前,需先熟悉图纸,根据设计给定的水准点及坐标控制点进行测量、定位、放线,引临时水准点及控制桩后方可进行沟槽开挖。开挖沟槽时,应严格控制槽底高程,不得扰动槽底原状土。在机械开挖中,应保留槽底设计标高20cm~30cm的原状土,铺管前人工开挖至设计标高。如果发生超挖现象,干槽超挖150mm以内的,可用原土回填夯实;干槽超挖150mm以上的,可用石灰土分层处理,其相对密实度不应低于95%。
管道基础采用垫层基础,其厚度应按设计要求。一般土质较好地段,槽底只需铺一层砂垫层,其厚度为10cm;对软土地基或槽底位于地下水位以下时,可采用15cm厚的碎石或砾石砂铺筑,上面再用5cm厚砂垫层整平。在基础铺筑时,应用平板振动器压实碎石垫层及砂垫层,压实度应达到90%以上;基础宽度与槽底同宽。
(二)管道安装
管道在安装前,應按照管材管件产品标准对管材及其连接件逐一进行外观检查,不符合标准要求的管道不能用作施工管道。在接口处理上,应采用弹性密封橡胶圈连接的承插式接口,安装时需将承插口的中心轴线对齐。采用人工对管道进行安装,槽深度不大时可由人工扛管下槽,管径大于公称直径DN400或槽深大于3m时,可用非金属绳索溜管入槽,依次平稳地放在基础管位上。严禁用金属绳索勾住两端管口或将管材抛入槽中。稳管前,需对基础设计高程和中线位置进行检查,符合设计和规范要求后方可进行稳管。
雨季施工应尽可能缩短开槽长度,做到成槽快,回填快,并做好防泡槽的措施。一旦发生泡槽,应将水排干,把受泡的软土层清除,换填中粗砂或砂石料,及时做好基础处理,这样才能防止管道出现出现位移、漂浮、拔口等现象。
(三)管道与检查井连接
HDPE双壁波纹管与砖砌或混凝土浇制的检查井连接,可采用过渡层做法。即在管材与井壁相接部位的外表面预先用高密度聚乙烯粘接剂,粗砂做过渡层,然后用水泥砂浆砌入检查井壁内。过渡层做法:先将管壁的表面用棉纱清理干净,然后均匀涂上一层高密度聚乙烯粘结剂,紧接着在上面撒一层干燥的粗砂,固化约为10~20min,即形成表面粗糙的过渡层,最后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。过渡层的长度视管道砌入检查井的长度而定,一般为240mm。
(四)闭水试验
管道铺设完毕后,应按要求做闭水试验,进行密闭性检验。闭水试验时,应向管道内充水并保持上游管理顶以上2m水头的压力。外面检查,不得有漏水现象。管道24h的渗水量应不大于按下式计算的允许渗水量:
Q=0.0046D1
式中,Q—每1km管道长度24h的允许渗水量(m3)D1—管道内径(mm)
(五)沟槽回填
管道安装闭水试验合格后应立即回填。从管底基础以上至管道外径1/4部分采用粗砂回填;其余部分可采用碎石屑、粒径小于40mm的砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土进行回填。
回填分两次进行:第一次采用人工回填,从管底基础部位开始,沿管身两侧同时对称回填并夯实,回填至管顶70cm左右。回填应对称分层夯实,每层回填高度不应大于0.2m,不得带水回填,回填土中不得含有石块等杂硬物体,以确保管道及检查井不产生位移;第二次用机械辅助回填至设计标高,回填应严格按照现行规程进行,分层夯实。
四、1HDPE双壁波纹管在城市市政排水工程中的应用
目前,很多城市的排水管道都呈现出老化的状态,这是因为,在城市建设之初,所使用的管材多数采用的为混凝土管、金属管、砖砌方渠等,虽然在刚刚使用的时候效果非常好,但是经过污水的侵蚀后,出现破损污染的现象,使用功效明显下降。排水工程不得不反复补修,而且随着城市规模的扩大,人口的不断增长,也逐渐面临着增设新管道的问题。
不管是补救施工还是重新施工,所选用的管材都变成了HDPE 双壁波纹管。这种管材的高性能已显而易见,但是还有一点就是其环保能力很强。目前我国正在极力倡导节能减排的政策,HDPE 双壁波纹管本身的材质没有任何污染性,而且也不容易和其他物质产生恶性的化学反映,造成二次污染,一些破损的废气管材还可以回收再利用,不管从哪一方面来说,都完全符合国家的发展方向。城市的排水管道一般都铺设在道路的机动车道、非机动车道或者人行道下,所以维修工作十分复杂,会严重的影响道路的使用功能,给人们的出行造成了极大的不便。而HDPE 双壁波纹管就可以尽量减少这种情况的出现,虽说不能完全避免维修的过程,但是修补起来比较简单,大大的缩减了维护的时间。从这几方面来考虑,HDPE 双壁波纹管是市政府排水工程中管材的最佳选择。
结语
HDPE双壁波纹管作为柔性管道的一种,虽还没有完全取代传统的的刚性管道,但却以其独有的特点弥补了刚性管道的不足,拓宽了管道的使用范围。在实际使用中,应因地制宜,充分发挥各自的特点,使刚、柔管道得到最合理的应用,以获得更大的经济、社会效益。
参考文献
[1]刘翠芹,张学民.浅谈高密度聚乙烯双壁波纹管在市政排水管道施工中的应用[J].中国建设信息(水工业市场),2008,02:35-37.
[2]杜红燕.HDPE双壁波纹管的性能与应用[J].山西科技,2008,03:141-142.
[3]李灿刚.HDPE双壁波纹管在城市道路排水工程中的应用[J].广东建材,2009,05:59-62.
关键词:HDPE双壁波纹管;市政排水工程;应用
中图分类号:S276文献标识码: A
一、HDPE双壁波纹管简介
HDPE双壁波纹管,也称高密度聚乙烯双壁波纹管,是以HDPE为主要原料加入必要的添加剂,经挤出成型方式加工而成的具有波纹结构的管材。它是一种环保、安全、高性价比的新型轻质管材,是具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型材料。随着国家基础建设的进一步深入,HDPE双壁波纹管因其诸多优越性和竞争力而被市政、水利等部门大量使用。目前,在城市排水系统中,塑料管材逐渐取代了混凝土管和铸铁管等传统管材成为主流使用管材。塑料管材中以HDPE双壁波纹管为主被广泛应用于市政排水工程中。
二、HDPE 管的性能特点
(一)密封性能好,抗渗漏能力强
HDPE双壁波纹管的连接性比较可靠,大部分采用橡胶密封圈承插或热熔焊接方式连接,接头的强度高于管道本体的强度,可确保污水不外漏,并可适应地基不均匀沉降。而钢筋混凝土管的接口形式大多使用平接口和承插口,在连接处抹一圈水泥砂浆,完全是刚性连接,如果由于土壤不均匀沉降导致管道稍有位移,连接处就可能被破坏而形成渗漏。同时HDPE双壁波纹管每根管长可达10米以上,接口少;而钢筋混凝土管长仅为1~3米,接口多,如果按每处接口渗漏量相同计,钢筋混凝土管的总渗漏量为HDPE双壁波纹管的6.3倍。
(二)水力特性好
钢筋混凝土管的内壁粗糙系数为n=O.013~0.014,HDPE双壁波纹管的内壁粗糙系数为n=0.009~0.01。根据曼宁公式计算所知,在相同水力坡降、相同内径条件下,HDPE双壁波纹管的过水流量比钢筋混凝土管大;在相同水力坡降、同样流量条件下,可选用直径较小的HDPE双壁波纹管。在相同的设计流速和充满度条件下,HDPE双壁波纹管的坡度比钢筋混凝土管小。
(三)施工安装方便快捷
HDPE管因为重量比较轻,只有钢筋混凝土管的1/10,吊装不需要重型设备,在连接以及搬运中都很方便;HDPE管单管长度相对来说比钢筋混凝土管长,因此,其接头也少;作为柔性管材,对不均匀的沉降抵抗能力特别强,管沟以及基础的要求低,通常被当做碎石以及砂基础,不需要进行养护,但是钢筋混凝土管要还要做素混凝土基础,养护期长;所以,对施工速度在一定程度上能够加快。
(四)化学稳定性佳
排水管所运输的水,一般都是用过的生活生产用水或者自然降水,因此在水中含有微量的化学成分,可能对运输管道造成腐蚀。而排水管道的铺设一般比较复杂,在完工后维修起来比较麻烦,因此所选用的管材就要求具备抗腐蚀能力。HDPE 双壁波纹管的主要原材料是高密度聚乙烯,这种物质只能与很少的强氧化剂发生化学反应,其他的成分并不能影响其原本的功效,因此,在化学性能方面,HDPE 双壁波纹管较混凝土管具有明显的优势。
三、HDPE双壁波纹管的施工工艺
施工工艺基本流程:测量放线→机械开槽→槽底平整压实→沙砾垫层→砂基→管道安装→管道与检查井连接→闭水试验→沟槽回填夯实
(一)沟槽开挖及基础处理
在沟槽开挖前,需先熟悉图纸,根据设计给定的水准点及坐标控制点进行测量、定位、放线,引临时水准点及控制桩后方可进行沟槽开挖。开挖沟槽时,应严格控制槽底高程,不得扰动槽底原状土。在机械开挖中,应保留槽底设计标高20cm~30cm的原状土,铺管前人工开挖至设计标高。如果发生超挖现象,干槽超挖150mm以内的,可用原土回填夯实;干槽超挖150mm以上的,可用石灰土分层处理,其相对密实度不应低于95%。
管道基础采用垫层基础,其厚度应按设计要求。一般土质较好地段,槽底只需铺一层砂垫层,其厚度为10cm;对软土地基或槽底位于地下水位以下时,可采用15cm厚的碎石或砾石砂铺筑,上面再用5cm厚砂垫层整平。在基础铺筑时,应用平板振动器压实碎石垫层及砂垫层,压实度应达到90%以上;基础宽度与槽底同宽。
(二)管道安装
管道在安装前,應按照管材管件产品标准对管材及其连接件逐一进行外观检查,不符合标准要求的管道不能用作施工管道。在接口处理上,应采用弹性密封橡胶圈连接的承插式接口,安装时需将承插口的中心轴线对齐。采用人工对管道进行安装,槽深度不大时可由人工扛管下槽,管径大于公称直径DN400或槽深大于3m时,可用非金属绳索溜管入槽,依次平稳地放在基础管位上。严禁用金属绳索勾住两端管口或将管材抛入槽中。稳管前,需对基础设计高程和中线位置进行检查,符合设计和规范要求后方可进行稳管。
雨季施工应尽可能缩短开槽长度,做到成槽快,回填快,并做好防泡槽的措施。一旦发生泡槽,应将水排干,把受泡的软土层清除,换填中粗砂或砂石料,及时做好基础处理,这样才能防止管道出现出现位移、漂浮、拔口等现象。
(三)管道与检查井连接
HDPE双壁波纹管与砖砌或混凝土浇制的检查井连接,可采用过渡层做法。即在管材与井壁相接部位的外表面预先用高密度聚乙烯粘接剂,粗砂做过渡层,然后用水泥砂浆砌入检查井壁内。过渡层做法:先将管壁的表面用棉纱清理干净,然后均匀涂上一层高密度聚乙烯粘结剂,紧接着在上面撒一层干燥的粗砂,固化约为10~20min,即形成表面粗糙的过渡层,最后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内。过渡层的长度视管道砌入检查井的长度而定,一般为240mm。
(四)闭水试验
管道铺设完毕后,应按要求做闭水试验,进行密闭性检验。闭水试验时,应向管道内充水并保持上游管理顶以上2m水头的压力。外面检查,不得有漏水现象。管道24h的渗水量应不大于按下式计算的允许渗水量:
Q=0.0046D1
式中,Q—每1km管道长度24h的允许渗水量(m3)D1—管道内径(mm)
(五)沟槽回填
管道安装闭水试验合格后应立即回填。从管底基础以上至管道外径1/4部分采用粗砂回填;其余部分可采用碎石屑、粒径小于40mm的砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土进行回填。
回填分两次进行:第一次采用人工回填,从管底基础部位开始,沿管身两侧同时对称回填并夯实,回填至管顶70cm左右。回填应对称分层夯实,每层回填高度不应大于0.2m,不得带水回填,回填土中不得含有石块等杂硬物体,以确保管道及检查井不产生位移;第二次用机械辅助回填至设计标高,回填应严格按照现行规程进行,分层夯实。
四、1HDPE双壁波纹管在城市市政排水工程中的应用
目前,很多城市的排水管道都呈现出老化的状态,这是因为,在城市建设之初,所使用的管材多数采用的为混凝土管、金属管、砖砌方渠等,虽然在刚刚使用的时候效果非常好,但是经过污水的侵蚀后,出现破损污染的现象,使用功效明显下降。排水工程不得不反复补修,而且随着城市规模的扩大,人口的不断增长,也逐渐面临着增设新管道的问题。
不管是补救施工还是重新施工,所选用的管材都变成了HDPE 双壁波纹管。这种管材的高性能已显而易见,但是还有一点就是其环保能力很强。目前我国正在极力倡导节能减排的政策,HDPE 双壁波纹管本身的材质没有任何污染性,而且也不容易和其他物质产生恶性的化学反映,造成二次污染,一些破损的废气管材还可以回收再利用,不管从哪一方面来说,都完全符合国家的发展方向。城市的排水管道一般都铺设在道路的机动车道、非机动车道或者人行道下,所以维修工作十分复杂,会严重的影响道路的使用功能,给人们的出行造成了极大的不便。而HDPE 双壁波纹管就可以尽量减少这种情况的出现,虽说不能完全避免维修的过程,但是修补起来比较简单,大大的缩减了维护的时间。从这几方面来考虑,HDPE 双壁波纹管是市政府排水工程中管材的最佳选择。
结语
HDPE双壁波纹管作为柔性管道的一种,虽还没有完全取代传统的的刚性管道,但却以其独有的特点弥补了刚性管道的不足,拓宽了管道的使用范围。在实际使用中,应因地制宜,充分发挥各自的特点,使刚、柔管道得到最合理的应用,以获得更大的经济、社会效益。
参考文献
[1]刘翠芹,张学民.浅谈高密度聚乙烯双壁波纹管在市政排水管道施工中的应用[J].中国建设信息(水工业市场),2008,02:35-37.
[2]杜红燕.HDPE双壁波纹管的性能与应用[J].山西科技,2008,03:141-142.
[3]李灿刚.HDPE双壁波纹管在城市道路排水工程中的应用[J].广东建材,2009,05:59-62.