论述高密度聚乙烯缠绕增强管的应用

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摘要：高密度聚乙烯缠绕管是一种新型的排水管道，以高密度聚乙烯为原材料利用特殊的挤出工艺在热熔状态下缠绕焊接成管，内外壁之间由环形加强肋连接成型的结构壁排水管材。具有耐腐蚀、抗冲击、耐老化、耐寒冷，重量轻，连接方便，耐磨性好，排水流通性好等特点。本文就高密度聚乙烯管在大型工程上的应用、施工、经济性进行简单的介绍及对比分析。

关键词：高密度聚乙烯缠绕增强管；施工；经济分析

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：

1前 言

为了响应国家化学建材协调组在《十五规划纲要》中的号召：“加速淘汰耗能高、寿命短、不符合节能环保政策的落后产品，大力推广使用新型化学建材，在2010年城市排水管系统中，塑料管使用率要达到85%，基本淘汰混凝土管、钢筋水泥管及铸铁管”，高密度聚乙烯缠绕增强管属柔性接口，具有重量轻，不需制作管道砼基础，可以使施工进度快，可缩短工期等特点。施工中可根据工程需求选择口径大小，例如高密度聚乙烯缠绕增强管管道接口应力大、接口易渗漏的特点及塑料管材热膨胀系数大，管口易变形等新型管材性能，以及管沟挖深大、地下水丰富等环境条件，可采取电热熔焊接方式，管道地面连接、整体吊装的施工方案，减少了地下水对接口工艺的影响，保证了施工进度和安装质量。经过二十多年的发展和完善，已经由单一的品种发展到完整的产品系列，目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟。由于其优异的性能和相对经济的造价，在欧美等发达国家得到广泛的应用，不过我国起步较晚，但推广应用十分迅速。

2概况及标准

国内新型的高密度聚乙烯缠绕增强管已得到广泛的应用。

表1高密度聚乙烯缠绕增强管型号与标准

3 施工前的准备工作

3.1管道进场检验

运到现场的管道，要进行外观及规格尺寸的检查，包括：颜色、外观、长度、平均内径、内层壁厚、熔接长度、承/插口壁厚，并做好记录和验收手续。如发现管道有质量问题，立即通知管道供应厂家进行检查，分析原因并做出鉴定，以便及时妥善处理。

3.1.1颜色、外观的检查采用目测法即可。

3.1.2长度、平均内径、熔接长度的检查要采用钢卷尺测量。

3.1.3内层壁厚、承/插口壁厚要采用游标卡尺测量。

具体操作：

a、先在要切割的地方做好标识；一般选在距承口2.5米左右的地方。

b、用木工切割锯沿标识的地方进行切割，切割前工人要戴好护目镜。

c、用游标卡尺沿管材周圈测量内层壁厚，并做好记录。

在四通一平给排水施工中，高密度聚乙烯缠绕增强管在进场时未做验收，直接用于施工，结果发现DN1000管内层壁厚达不到规范要求，最后重新返工。所以，施工前一定要做好材料的验收工作，不符合要求的材料杜绝使用在工程中。

3.2 管道装卸

3.2.1管道主要采用机械装卸，装卸时应采用柔韧性好的皮带、吊绳等进行安装，不得采用钢丝绳和链条来装卸或运输管道。

3.2.2管道装卸时应采用两个支撑吊点，其两支撑吊点位置宜放在管长的1/4处，以保持管道稳定。

3.2.3在管道装卸过程中应防止管道撞击或摔落，尤其应注意对管端保护，如有擦伤应及时与厂方联系，以便妥善处理。

3.3 管道运输

3.3.1短距离搬运，不应在坚硬不平地面或石子地面上滚动，以防损伤管道。

3.3.2管道型号DN>1000时，不宜叠放运输，小管径管道若采用叠放运输时，应将管道保持稳定，管道之间适当留有缝隙，以防管道发生滑动。

3.3.3叠放运输，其高度不应超过2m。车、船与管道接触处，要求平坦，并用柔韧的带子或绳子将其固定在运输工具上，防止滚动和碰撞。

3.4 管道存放

3.4.1当管道直接放在地上时，要求地面平整，不能有石块和容易引起管道损坏的尖利物体，要有防止管道滚动的措施。

3.4.2不同管径的管道堆放时，应把重而大的放下面，轻的放上面，管道两侧用木楔或木板挡住。堆放时注意底层管道的承重能力，变形不得大于6%。

3.4.3管道最高使用温度为45°C，夏季高温季节，应避免日光暴晒，并保持管间的空气流通，以防温度升高。当露天堆放时，必须加以遮盖，防止暴晒。（见图片1）

3.4.4管道存放过程中，应严格做好防火措施，严禁在管道附件有长期明火。

4 施工工艺的确定

因工程中使用的HDPE管道型号比较多，现以工程初期安装的DN300mm管道作为论述对象。

4.1分析HDPE管材的特性

①管道制造时保证管道内径，承插管口，使用电热熔连接。②重量轻，高密度聚乙烯管约为同等长度水泥管重量的1/8。 ③柔性管材及接口，不要求制作砼基础。

4.2选定安装工艺

选定确保管材连接强度和密闭性要求的连接工艺，确定管道地面连接、整体吊装的施工方案。在沟槽边平地连接管道，整体吊装就位，减少沟槽内施工条件恶劣，水、泥砂等对连接效果造成不良影响，质量控制重点放在管口的连接及处理上。

4.3确定施工流程

确定按以下工序施工： 测量放线—管沟开挖—基础砂垫层制作—检查井制作—管道连接—管道安装—管道与井口连接—管道压腰—闭水试验—回填土。

5管道安装施工工艺

5.1沟槽开挖

管沟最深开挖达4m，土壤条件差，地下水位高，按分层组合槽开挖，将管基夯实平整，铺垫200mm的砂层，增大管道底部与基础接触面积，保护管道。

5.2 管道地面连接

5.2.1接口连接方式

在工程中，HDPE管采用电热熔连接，保证接口的密闭性和足够的连接强度。

5.2.2地面连接

在管沟边较平坦的部位顺管沟摆放管道，并根据两井间距切割相应的长度。管道切割可用木工切割锯，管道端部用木工刨刨平。

5.2.3电热熔连接

①管道调平对齐。要求管道水平对正，两管道之间中线相对偏移量不大于7mm，对口间隙不大于10mm。

②管道连接部位擦净，管端800mm内要求无泥砂尘土。

③将管道插口端做插入深度标记，检查插入深度标记不得少于100mm，然后将插口顶入或拉入承口内。插口、承口应连接紧密，两管段连接处承插口连接间隙最大允许距离为5~8mm。

④管道插接完成后，将夹紧带放置于承口环槽部位，然后用夹紧工具夹紧至承插口无间隙，扳直预埋电熔丝接头，插入电熔焊接机连接器上，用螺栓紧固。

⑤热熔焊机通电熔接。焊接完毕切断电源，摘下输出线夹子，检查带周围边与管子的间隙，然后再夹紧1/4到1/2圈。20℃以上冷却15~20分钟，20℃以下冷却10~15分钟。自然冷却期间，保留夹紧带和支撑环，不得移动管道。只有表面温度低于60°C时，才可以拆除夹紧带，进行下道工序的施工工作。

5.3管道吊装就位

对DN1400mm~DN1800mm管道，每次连接6m长的管道4根，共24m，可用2辆吊机吊装就位。吊装时，要用尼龙吊带，吊点加固，防止管道断裂。24米DN1600mm高密度聚乙烯缠绕管管道重量约为 4.2t，吊机的起重量及起重力臂均能满足吊装要求。

5.4沟槽内管道连接

沟槽内管道连接同前述地面上连接一样，不同点是要注意有地下水及时排除，在接口时要严禁泥、水进入接口部位。水位应保持在管底300mm以下。槽底部经平整后铺200mm厚的中砂或粗砂，用震动夯夯实。管顶800mm以上用压路机分层碾压。

5.5 管道与井连接

管道施工各工序中，先做好检查井，预留出管道的安装位置。管道就位后，找正中心线及标高，用半干石棉绒水泥及油麻沿管道周围包裹宽100mm的长度，用凿子锤打密实，其余管段用C30水泥砂浆抹实。

5.6 管沟回填

高密度聚乙烯缠绕增强管的线膨胀系数约为56×10-6/℃，约为钢材的5倍，温差较大时容易因胀缩而使尚未完全冷却固定的连接部位受到较大应力而影响连接效果，在管道安装后尽快回填压腰，在连接前后在管道上搭塑料油毡避免日光直晒，白天浇水降温，以减少管道长度变化。管道压腰的另一个作用是因为该排水管相对重量较轻，抗浮性能差，要避免暴雨、地下水位上升太高时漂管。

检查井间管道段的最后一个接口的连接应在早晨或傍晚，按施工要求检查管道连接及管道与检查井的连接外观质量，将土回填至管道外径的2/3高处，回填土按设计图纸进行。

5.7 闭水试验

管道安装完毕后，经检验合格，需做试水的检验。由于是无压管，只需做闭水试验。做闭水检验前应在管底与基础腋角部位用砂回填密实后进行，或在被检验的管段的管顶回填土到管顶以上一倍管径高度。否则，当地下水位上涨时，如果此时被试验管正处于封闭无水状态时，被试验管段就会被水浮起来，造成接口断裂。

6 技术经济分析

HDPE管道正在推广应用阶段，管材成本有下降的空间，由于其使用时间长，寿命周期成本相对较低。管道安装后，运营、管理、维护费用比钢筋砼管低。其中，沟槽支护两种管道费用相同。沟槽挖土方、挖土场内运输、施工排水、管道安装等方面费用，HDPE管具有相当优势。HDPE管压寿命为使用50年，为水泥管的2.5倍，大大降低了运营过程中的寿命周期成本。

7 总结

高密度聚乙烯管解决了水泥管、铸铁管等连接不严，易泄露，污染环境等问题，给排水、排污工程带来了很多方便，提高了排水管工程的施工速度，为国家节约了大量的投资和维护费用，深受市政等部门的欢迎。高密度聚乙烯管的使用在我国将会有很好的发展前景和市场。