市政排水工程中HDPE管的应用探讨

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摘 要：市政排水工程是城市建设的重要基础设施，随着现代政府对城市排水、排污等方面的重视，在排水工程中对环保、大口径的新型材料越来越重视。文章结合实例，对高密度聚乙烯（hdpe）管的性能进行分析，并对HDPE管在市政排水工程中的应用进行探讨。

关键词：市政工程；排水工程；高密度聚乙烯管

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0056-02

随着城市经济的不断发展，市政排水工程在城市建设中发挥重要的作用。对于市政排水工程而言，良好的管材是确保这项基础设施正常运转的前提，作为市政排水工程的重要组成部分，排水管材的性能是保证排水系统使用性能及使用寿命的关键。近年来，随着各种新型材料的出现，高密度聚乙烯（HDPE）管作为一种新型排水管材，因其自身的优势，在现代市政管道工程得到广泛的应用。本文通过结合实例，重点分析HDPE管在市政排水工程中的应用价值。

1 HDPE管的性能

1.1 密封性与抗渗漏性能好

HDPE管作为一种柔性管材，其接口一般采用柔性连接，不仅密封性性能较好，且对管道基础不均匀沉降的适应能力较强，抗渗漏性能强大。在传统的市政排水系统中，主要采用钢筋砼管、混凝土管等材料，无论材料、基础都是刚性的。因埋在地下，若发生管道接头损坏问题，难以被发现，污水容易造成地下水污染。而HDPE 管的密封性较好，污水难以流出，且抗渗漏性能好，能有效避免污水渗漏与防止地下水污染。

1.2 水力特性好

HDPE管的粗糙系数均为0.009～0.01，明显小于钢筋砼管的0.013～0.014，可见相对于相同口径的钢筋砼管，HDPE管能通过的流量更大。对于市政排水工程而言，HDPE管的应用能增加污水的排放量，以减少污水提升泵站的建设，从而有效降低城市污水处理的成本。

1.3 安装方便

相对于传统的钢筋砼管，HDPE管的重量比较轻，在安装时无需大型的吊装设备，且搬运及运转都比较方便。而且HDPE 管长度一般在6～12 m，而钢筋砼管为2 m，因此其接头数量也比较少。HDPE 管是柔性管材，其不均匀沉降性能比较强，且对基础及管沟的要求较低，无需养护，因此施工速度比较快，能有效减少施工对城市交通的影响。

1.4 使用寿命长

高密度聚乙烯属于惰性材料，对多种化学物质的耐侵蚀能力较强，能满足在高酸、高碱、污水等环境中使用。在埋地使用的状态下，HDPE管的使用寿命能超过50 a。钢筋砼管在土壤中易腐蚀，其使用寿命往往只有20 a左右，可见HDPE管的使用寿命明显较长。

1.5 挠曲度较好

作为一种柔性管材，HDPE管的挠曲度较好，对地基不均匀沉降具有一定的抵御能力，且管道接口较少，且严密，抗渗漏性能较好。

2 工程概况

以某市工业园的污水管网工程为例，该工程主要是通过收集工业区中污水，然后通过重力流的形式排入到周边的污水总管中，最后流至污水处理厂进行处理。该工程的地质自上而下分别杂填土层、淤泥质粉质粘土层、细砂层、粉质粘土。该工程的管道基础主要处于淤泥质土与粘土层中，由于该工程基础主要处于淤泥、粘土等地质中，因此必须要这些不良地质中增设松木桩，以作软基处理。在施打松木桩时，应进入基础10 cm，且地基承载力特征值要在120 kPa以上。由于该工业区每天的工业排水量比较大，因此工程工期比较紧。再加上工业用水的酸性或碱性都比较高，且含有一定的化学物质，具有较强的侵蚀性。通过比较钢筋砼管、混凝土管等材料，基于工程吃紧、施工难度高、管材的耐腐蚀性能以及环保要求等方面进行考虑，该工程所选用的管材为HDPE管。

3 HDPE管在排水工程中的应用

HDPE管的施工工业流程为：开挖沟槽―管道基础施工―管道连接―检查井砌筑―回填土。与传统的混凝土管施工比较，HDPE管可减少基础浇筑、管座混凝土浇筑及养护等环节，施工流程较为简单，能有效缩短工程的施工工期，能很地满足该工程工期吃紧的要求。

3.1 沟槽开挖施工

首先是沟槽支护，应根据实际的施工环境进行。该工程的基础主要处于淤泥地质中，其管道埋深>5 m，通过综合考虑各项因素，该工程的基坑支护开挖采用拉伸钢板桩支护方案。该工程的沟槽开挖为双边打拉伸钢板桩支护，而拉伸钢板桩的平均深度为8.5 m，钢板桩的施工方法为单根打入法，并处理好板桩上部的吊口，以防出现漏水现象。同时采用锁扣将各钢板桩进行连接，以避免水流及泥沙渗透。在工程中对钢板桩插打施工技术要求比较高，必须要严格控制钢板桩的轴向及法向倾斜度，才能有效减少钢板桩的数量，不仅有利于钢板桩的合拢，还能有效加快打桩速度。

其次是沟槽开挖宽度的控制。根据工程沟槽的开挖深度与管径大小进行考虑，并充分考虑夯实机的操作及地下水的排出等因素，该工程的沟槽槽底净宽度设定为管外径D+0.6 m。

最后是进行沟槽开挖，必须要严格控制好基底的标高，绝对不允许扰动基面。在开挖过程中，对基底设计标高以上的原状土进行清理，直至设计标高，以便铺管工程的进行。若工程中出现局部超挖或者扰动，可改用粒径为5～40 mm的碎石填平夯实。在开挖沟槽过程中必须要处理好排水问题，避免出现受水浸泡的情况。

3.2 管道基础施工

由于该工程属于软土地基，因此需要铺垫一层厚度为250 mm的砂砾基础，且要将管道基础夯实平整，密实度应在轻型击实标准的90%以上。同时，还要根据现场地质、地下水位、管道埋深及排水管径等条件设计出管道铺设的基础中心角，在该中心角范围内应回填中粗砂，且要夯实平整。另外，管道接口部位的凹槽，在管道铺设的过程中应随铺随挖，并根据管道接口的尺寸合理确定凹槽的长度、宽度及深度。在完成接口之后，应及时采用中粗砂进行回填，且要夯实平整。

3.3 管道与管道、检查井的连接

3.3.1 管道与管道连接

该工程中，HDPE管道连接时，施工环境的温度应在40～60 ℃，并采用非金属绳索溜管，使HDPE管能平稳地放在砂砾基础管位上。对于承插口管的安装，应根据插口顺水流、承口逆水流方向，自低向高安装。HDPE管道的长短可采用手据切割，但要保证断面的平整度，决不允许存在损坏的情况。在进行管道的接口时，应将承口、插口内外的泥土等杂物清洗干净，然后涂抹油，最后对准中性线就位。在插口插入承口过程中，并在管端部设置木挡板，通过撬棍使管沿着轴线插入到承口中，依次安装。

3.3.2 管道与检查井的连接

为了防止出现不均匀沉降，该工程管道与检查井的连接应选用柔性接口，采用一条0.5 m的短管与检查井进行连接，并在后面接上一条长度为2 m的短管。管道与检查井之间的连接应采用中介层法进行，即施工前采用粘接性能较好的塑料胶粘剂将和检查井相连的管道粘接，并和粗砂作为中介层。然后采用

1？2.5的水泥砂浆砌入到检查井的井壁中，以保证检查井与管道的结合密实度、井内壁与管口的平齐、流槽与管内壁的良好结合。对于连接砖砌检查井的短管，应设置止水圈，且要填充检查井与短管之间相结合的表面砂浆，从而确保短管和检查井之间的紧密结合，能避免结合处出现渗水现象。

3.4 沟槽回填施工

在HDPE管道隐蔽工程经验收合格之后，必须要及时回填，避免出现浮管现象。自管底基础到顶管的40 cm范围内应采用中粗砂进行回填，而超出管顶40 cm的范围应采用良质土回填，HDPE管两侧应采用中粗砂回填，而超出管顶50 cm的范围应采用石屑回填，分层夯实。若虚铺层厚50 cm处无坚土，可采用石屑回填，而两侧应对称回填，且填筑高度差应在一个土层厚度以下。而管腋部的填土必须要密实，要保证管道与填土之间的紧密接触。在回填时必须要用人工回填法，绝对不能进行机械推土回填。在沟槽回填前，必须要现将沟槽中的积水清除。采用回填材料对管道与检查井两侧进行对称回填，以防管道及检查井出现位移，必要时该可以采用限位措施，避免管道上浮。对于沟槽支护上的拉伸钢板桩，在满足工程回填高度要求之后，可拔出拉伸钢板桩，然后及时回填桩孔，最后采用砂灌填冲水进行填实。相同的沟槽中有双排或多排管道时，若存在管道基础底面高层不同的情况，应先将基础较低的沟槽回填，当回填到较高底面高程后，则进行管道间的分段回填及压实，不得漏夯。

回填之后的管道，应在回填12 h、24 h内对管道的初始变形率进行测量，要求测量值应小于管道直径允许变形率的2/3。当超出2/3时，必须先挖开回填材料，详细检查管道是否存在破损情况，若有破损应及时更换，最后再采用相应的回填材料进行回填，以保证沟槽回填施工的质量。

4 结 语

综上所述，HDPE管作为新型的复合材料管材，因其具有密封性好、抗渗漏性好等优点，已成为现代乃至未来排水管材发展的趋势。随着现代社会的不断发展，节能环保、降低运行成本等概念在市政排水工程中的日益突现，HDPE管在工程中的应用，能有效减少管材的使用，且能缩短工期，还能有效减少工程的维护费用，使用寿命较长，对节省工程成本具有重要的意义。

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