高密度聚乙烯雙壁波紋管 在市政工程中的應(yīng)用
我國埋地管道中管材多選用鑄鐵管及混凝土管,以混凝土管為主,特別是在北方地區(qū),雨污水管道的施工多選擇鋼筋混凝土管。HDPE雙壁波紋管屬化學(xué)管材,價(jià)格比混凝土管偏高,加上產(chǎn)品的問世時(shí)間相對較短,在很多地區(qū)不被采用。但經(jīng)過綜合比較后,人們發(fā)現(xiàn)HDPE雙壁波紋管因其優(yōu)異的性能、便捷的施工,使工程的綜合造價(jià)降低了,其前景非常樂觀,被人們認(rèn)為將是混凝土管和鑄鐵管的更新?lián)Q代產(chǎn)品。其性能為: 1.1抗外壓能力強(qiáng) 雙壁波紋管是由HDPE同時(shí)擠出的波紋外壁和一層光滑內(nèi)壁,一次熔結(jié)擠壓成型的,管壁截面為雙層結(jié)構(gòu),內(nèi)壁光滑平整,外壁為等距排列的具有梯形中空結(jié)構(gòu)的管材。所以該種管材屬“柔性管道”,它獨(dú)特的波紋管壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),大大增強(qiáng)了管材的環(huán)剛度,從而增強(qiáng)了管道對土壤負(fù)荷的抵抗力,使其和周圍土壤共同承受負(fù)載。剛性管對地基基礎(chǔ)的要求高,且重量大,施工工具及人力多,很難適應(yīng)較復(fù)雜的地理環(huán)境。HDPE 管道為一次熔結(jié)擠壓成型,抗地質(zhì)沉降能力強(qiáng),對基礎(chǔ)要求低,管道可彎曲性良好;但由于HDPE雙壁波紋管(外壁無金屬增強(qiáng))環(huán)剛度最高只能達(dá)到8kN/ni2 的等級,管徑最大只能在1200nom以下,這種管材一般只用于管道支線,而不宜用于主干道管材。而HDPE 金屬增強(qiáng)螺旋波紋管,因其將鋼的剛性和塑料的柔性兩者巧妙的結(jié)合,有效解決了上述兩種管材存在的或沒有柔性或剛性不足的問題,其同等長度管道的重量僅為混凝土管的10%。因此,在同等條件下HDPE雙壁波紋管不需要有和“剛性管道”—混凝土管相同的剛度和強(qiáng)度。
1.2、摩阻系數(shù)小,流量大 HDPE雙壁波紋管內(nèi)壁光滑,管內(nèi)液體流動(dòng)阻力明顯小于混凝土管。經(jīng)對管道的水力性能調(diào)查,鋼筋混凝土管的粗糙系數(shù)為0.013-0.014,HDPE雙壁波紋管的粗糙系數(shù)為0.009-0.01。實(shí)踐證明,在同樣坡度條件下,采用直徑較小的HDPE雙壁波紋管就可以達(dá)到要求的流量;在同樣的直徑下,采用HDPE雙壁波紋管可以減小坡度,從而減少鋪設(shè)長度。
1.3、抗腐蝕性強(qiáng),使用壽命長排污管道中排出的生活污水常常帶有腐蝕性,或呈酸性或呈堿性。由于HDPE分子沒有極性,除少數(shù)的強(qiáng)氧化劑外,大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)對其不起破壞作用。一般使用環(huán)境的土壤、電力、酸堿因素都不會使該管道破壞,不滋生細(xì)菌,不結(jié)垢,其流通面積不會隨運(yùn)行時(shí)間增加而減少。
1.4、施工方便 HDPE雙壁波紋管重量輕,搬運(yùn)和連接都很方便,管徑小于900mini的管道米用承插日萬式連接,管徑大于900mm的管道采用熱熔方式連接。HDPE雙壁波紋管管道施工快捷、維護(hù)簡單,在工期緊和施工條件差的情況下,其優(yōu)勢較混凝土管更加明顯。
2、HDPE雙壁波紋管在污水管道中的應(yīng)用
2.1、工程概況 什郁市北京產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于什郁市東南部的洛水鎮(zhèn)與雙盛鎮(zhèn)交界處,是什郁市重要的規(guī)劃園區(qū)。目前,園區(qū)內(nèi)道路基礎(chǔ)設(shè)施和管網(wǎng)設(shè)施己基本完成,該工程為北京產(chǎn)業(yè)園區(qū)路網(wǎng)設(shè)計(jì)中藍(lán)天大道至污水處理廠D 1400-1600污水干管工程,與石亭江順行至雙盛鎮(zhèn)新建污水處理廠,全長1895nit, 2.2施工技術(shù)
2.2.1、管道基礎(chǔ)該工程開槽深度5一8ni,屬深槽作業(yè)。工程范圍內(nèi)土體多為碎石、漂石,管道施工跨越整個(gè)雨季,地處范圍內(nèi)地下水位較高,開槽施工較困難,開槽時(shí)間相對較長,占用整體施工工期較多。溝槽開挖全部為機(jī)械施工,溝槽底面設(shè)計(jì)標(biāo)高以上預(yù)留20cm人工開挖并找平。 鋼筋混凝土管道基礎(chǔ)施工時(shí),根據(jù)管徑的不同及溝槽地基情況,需設(shè)置不同厚度的砂石基礎(chǔ)(C1,C2) 和混凝土平基基礎(chǔ)。HDPE管道則無需進(jìn)行砂石基礎(chǔ) (C1,C2)及混凝土平基的施工,只鋪設(shè)不小于200nom 的中粗砂基礎(chǔ),管道基礎(chǔ)的支撐角根據(jù)地基土質(zhì)、管道埋深、地下水位等因素來確定,但不得小于設(shè)計(jì)管道基礎(chǔ)支撐角(2a)+30“的要求,大大減少了施工工期。溝槽開挖時(shí),測量人員應(yīng)精確給出槽底開挖高程,確保砂石基礎(chǔ)的厚度,以砂石基礎(chǔ)頂面高程為基準(zhǔn),控制管道的流水面高程。管道基礎(chǔ)在接口部位要設(shè)置凹槽以便進(jìn)行接口操作,一般槽寬0一0.6m,深0.05一 0.1m,長為管道直徑的1.1倍,接口部位施工完畢后,凹槽處需立即用砂石回填密實(shí)。
2.2.2、下管與安裝 (1)管材經(jīng)過檢驗(yàn)、合格后,運(yùn)至槽邊,按設(shè)計(jì)排管,核對管節(jié)、檢查井位置。由于HDPE雙壁波紋管管節(jié)較長(9-lOm),軸向可略為撓曲,所以對溝槽的直順度和平整度要求略低于混凝土管道相關(guān)要求,對該工程地質(zhì)條件而言,給施工帶來了很大的便利。 管道長短的調(diào)整,可用手鋸切割,端口斷面應(yīng)與管軸線垂直,且修飾平整,不得有損壞。 (2)該工程管材采用HDPE金屬增強(qiáng)螺旋波紋管,設(shè)計(jì)管徑為1400-1600mm。管道接口均采用熱熔連接方法,并由廠家技術(shù)人員現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。 采用熱熔連接,通電時(shí)連接電纜線不得受力。通電完成后取走電熔設(shè)備,使管道接口處自然冷卻。自然冷卻期間,要保留加緊帶和支撐環(huán),并不得移動(dòng)管道。 (3)管道安裝完畢后采用鋼套箍和鋼釬將管道固定,以防止管道中心、高程在回填壓實(shí)過程中發(fā)生位移。 (4)管道敷設(shè)后,因意外原因發(fā)生局部破損時(shí),必須進(jìn)行修補(bǔ)或更換。當(dāng)管外壁局部破損時(shí),可由廠家進(jìn)行處理。當(dāng)管道內(nèi)壁破損時(shí),必須切除破損管道,更換合格管材,采用哈夫件等形式連接。 管道因采用熱熔連接,管道密封性好、不漏水,有利于污水管道的閉水,大大提高了污水管道閉水試驗(yàn)的合格率。
2.2.3、管道與檢查井連接 該工程HDPE雙壁波紋管用于污水管道中,為保證管道閉水試驗(yàn)合格率,管道連接及管道進(jìn)井施工為該污水管道施工的重點(diǎn)。 為保證檢查井井壁與管道連接良好,管道與井壁連接處砂漿必須飽滿密實(shí),沿管道中心的井壁外側(cè)必須澆筑不少于1.5倍管道內(nèi)徑的C15混凝土或磚砌保護(hù)體,檢查井井底基礎(chǔ)也要相應(yīng)延伸,該方法稱為中介層法。