埋地PE管施工技术的探讨

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  【摘要】 本文以工程实例为依托,从施工前准备、管沟开挖、管沟底面处理、管道连接、管沟内管道敷设、管道压力测试、回填与夯实等方面介绍了埋地PE管施工技术的应用方法和控制,为埋地塑料管道施工领域的发展奠定了基础。
  【关键词】 埋地PE管;工艺流程;管道连接;压力试验
  【中图分类号】 TU753.1 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2011)02-044-01
  
  常熟市碧溪镇玄武新村污水收水工程,采用雨污分流排水体制。开挖施工管道采用高密度聚乙烯(HDPE PE100)平壁管,热熔连接。其中Dn315采用管材规格0.8MPa,SDR21,满足环刚度≥10KPa; Dn400采用管材规格1.0MPa,SDR17,满足环刚度≥12KPa。
  现以本工程为依托,根据施工工艺流程:施工前准备→管沟开挖→管沟底面处理→管道连接→管沟内管道敷设→管道压力测试→回填与夯实。就PE埋地管道施工技术的应用方法和控制进行探讨。
  1施工前准备
  施工前应熟悉掌握施工图纸和相关规范,选择相应的施工设备;对操作人员进行培训;按照标准对管材进行送检验收。
  2管沟开挖
  由于管道在地面上连接。可减少管沟底部开挖宽度,Dn315(包括Dn315)以下管道槽底最小宽度可按Dn+400mm开挖,Dn315以上的槽底最小宽度可按Dn+500mm开挖。
  3管沟底面处理
  沟槽深度应按设计标高开挖,管道基础不用垫砂,原土层即可,但沟底如遇有块石等坚硬物体时,应挖至设计标高以下150~200mm,然后铺上砂或细状原土,整平夯实。
  4管道连接
  管道连接直接关系到管道系统的运行效果和使用寿命,PE管有热熔连接、电熔连接和钢塑连接三种连接方式。一般情况下,都是采用热熔连接,现主要介绍热熔连接的方法。
  4.1热熔连接。热熔连接是采用热熔焊机将两根待连接管道的端面进行加热,使其熔化,然后迅速将其贴合,保持一定的压力,经冷却后达到熔接的目的。具体操作步骤是:①材料准备:将管道或管件置于平坦位置,放于对接机上,留足10~20mm的切削余量;②夹紧:根据所焊制的管材,管件选择合适的卡瓦夹具,夹紧管材,为切削做好准备;③切削:切削所焊管段。管件端面杂质和氧化层,保证两对接端面平稳,光洁,无杂质;④对中:两焊管段端面要完全对中,错边越小越好,错边不能超过壁厚的10%;⑤加热:对接温度一般在210~230℃之间为宜,加热板加热时间冬夏有别,以两端面熔融长度为1~2mm为佳;⑥切换:将加热板拿开迅速让两热融端面相粘并加压,为保证熔融对接质量,切换周期越短越好;⑦熔融对接:是焊接的关键,对接过程应始终处于熔融压力下进行,卷边宽度以2~4mm为宜;⑧冷却:保证对接压力不变,让接口缓慢冷却,冷却时间长短以手摸卷边生硬,感觉不到热为准。该方法连接费用低经济适用,操作简便,安全可靠
  4.2热熔连接过程中易出现的操作缺陷及预防措施。熔接强度的确定要考虑材料的性质和接头的质量,一般控制熔接温度为230±10℃,温度的上限受制干材料结构的变化和焊缝形状的优劣。温度过高,会出现卷边尺寸增大,聚合物熔体对工具的粘附。聚合物的热氧化会析出挥发性产物(一氧化碳、不饱和烃等),使接头强度降低。热熔连接过程中易出现的质量缺陷及预防措施如下:①接头处或接头附近的管材上出现裂缝:由于设定的温度过高,产生管材表面碳化,相互熔接的两端材料熔体流动的速率不同。②熔缝出现缺口:熔接压力不足,吸热时间或冷却时间过短,管口切削不平行。③管端错位:由于机具夹具不同轴,管段没有架设水平,操作误差大。④卷边不规范:过窄是熔接压力过大,过宽是吸热时间不正确。⑤熔接不充分产生假焊:连接的管端面有污染,转换时间过长,热板温度过低。⑥度变形:由熔接机和管材安装不当产生管端受力不均。⑦连接面出现孔洞砂眼:焊接压力不足,冷却时间不足。⑧外来杂质引起的空隙:加热板处理的不干净或加热板上有水溶剂的存在。
  5管沟内管道敷设
  在管道被放入管沟之前,首先应该对管道进行全面检查,在没有发现任何缺陷的情况下,管道才被允许吊入或者滚入管沟内。管道通常会在地面预先连接好。有时管道可能会被预先连接成大约150m长的许多管段,当需要下放及连接时,再被运到安装地点,然后再连接这些管道。
  6管道的压力测试
  压力不应超过管材压力等级或系统中最低压力等级配件的压力等级的1.5倍,开始时,应将压力上升到规定的测试压力值并停留足够的时间保证管子充分膨胀,这一过程需要2~3h,当系统稳定后,将压力上升到工作压力的1.5倍,稳压1h,仔细观察压力表,并沿线巡逻,如果在测试过程中并无肉眼可见的泄露或发生明显的压力降,则管道通过压力测试。在压力测试过程中,由于管子的连续膨胀将会导致压力降产生,测试过程中产生一定的压力降是正常的。但压力的下降速度和压力值不得超过规范的允许值。
  7回填与夯实
  管道安装完成后,经隐蔽工程验收,应及时分层夯实回填.回填一般用挖出的原土,管道外侧及管顶以上0.5m内的回填土不得含有碎石,砖块等硬物,此段必须人工回填,回填土应分层夯实,每层0.2m为宜,管道0.5m以上的回填土可采用机械回填。管道试压合格后的大面积回填,应在管道内充满水的情况下进行,管道敷设后不宜长时间处于空管状态。
  8施工中的注意事项
  8.1管相对于金属管道刚性低,在运输、安装过程中注意文明施工,避免材料损伤。
  8.2由于PE管耐侯性差,尤其是未加炭墨等紫外线吸收剂的管材,在阳光的直接照射下容易老化。因此应尽量避免高温下施工,如果无法避免,应在管道安装试压后立即回填或者在管材上采取覆盖措施,以避免阳光直晒。
  8.3PE管的密度小于水的密度,当沟槽积水时极易发生浮管问题,因此在雨季或地下水位以下施工时,应做好沟槽的排水工作。
  总之,经过不断的探索与实践,掌握埋地PE管施工技术的应用方法和控制,为埋地塑料管道施工领域的发展奠定坚实的基础。
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