一、概述
高密度聚乙烯(HDPE)大口径排水管,是近几年国内新兴起的一种新型排水管材。中国管道协会、建设部科技发展促进中心,于2001年4月广东佛山会议、6月温州会议、8月石河子会议、2002年4月青岛会议上,对HDPE及PE管在城市排水工程中作了重点推广。2002年11月,χχ省建设厅在χχ举行的“χχ省大口径塑料排水管工程现场会”上,对该管材也作了重点推广。χχ市市政园林管理局对该管材的主要生产厂家焦作凯马、江苏联兴、山东长龙及安徽国通作了考察,于2002年12月在χχ市污水干管工程中做了试点应用。
二、工程概况
本工程为χχ市污水处理厂(10万吨/日)的第三条污水干管。全长3500米,除顶管工程外,采用了双壁缠绕管DN700长1200米(热熔焊接)双壁波纹管DN500长1000米(密封圈承插接口)。
三、管材的选用
作为试点工程,我们设计时做了周密的调查研究,并将其分类比较。
1、管材的种类:目前国内主要生产的有双壁缠绕管和双壁波纹管两种,其中双壁波纹管最大生产管径为DN630,所以我们选用了DN500双壁波纹管和DN700双壁缠绕管两种做对比试验。
2、管材的材质:目前国内生产的HDPE管的材料主要有三种,PE63、PE80、PE100。其中PE63为标准型,PE80和PR100为重型管材,根据工程情况,我们选用了PE80。
3、管材的环刚度
按ISO9969规定环刚度等级分类见下表:
级别 S0 S1 S2 S3
最小环刚度 2 4 8 16
S0为标准型 S1为重型 S2、S3为特重型
本工程选用了S2型。要求环刚度≥8KN/m2
4、管材的连接方式
双壁波纹管有焊接、密封圈插接和弹性密封圈加哈夫外固件连接三种形式。双壁缠绕管有热缩膜及热熔连接二种连接方式,本工程采用了密封圈插接和热熔连接两种方式。
四、管道水力设计
HDPE管的粗糙系数为n=0.009~0.01,其流速、流量仍按曼宁公式计算。
V= · R2/3·i1/2
Q=A·V
其中 V——流速(m/s);
n ——粗糙系数;
R——水力半径(m);
i ——水力坡降;
Q——流量(m3/s);
A——水流有效断面面积(m2);
计算结果表明,按同一流量HDEP管管径比水泥混凝土管管径缩小20%左右。
五、管道施工
1、沟槽开挖
本工程在马颊河西岸埋深2—6米,多为粉土,无地下水土质情况良好,按沟槽开挖标准,满足接口需要,以管外径计每侧0.5m,1:0.33放坡。
2、基础
基础为15cm粗砂基础,平板震动器夯实。
3、管道铺设与安装 A、下管用人工下管,轻抬轻放。
B、下管后调整高差。
C、对接、承插口采用人工加滑轮拉紧保证承插间隙要求,热熔焊接按规范进行。 D、管道与检查井衔接
管道与检查井(砖砌)的连接采用刚性接口,在施工时要求井与管之间用1:2.5水泥砂浆接合密实,并发12砖券,井底流槽与管内壁接合平顺,管口与井内壁齐平。
E、闭水试验
注水上游水头要求管顶以上2米,浸泡24小时后计时,一次试验成功,完全附合规范要求。
F、回填、
回填要求管顶以上25cm内用中砂回填,注意对称夯实,避免管子上浮。
六、结论
经过一年的使用,我们以HDPE管与水泥混凝土管相比有下列优越性:
1、重量轻、安装方便、不受季节影响、施工周期快、冬季照样施工、综合成本低。
2、抗渗透能力强,对地下水不易造成污染。
3、具有很高的耐磨性和耐腐蚀性、耐酸碱、抗腐蚀、抗静电、能阻燃,使用寿命长达50年,而水泥管的寿命为20年左右。
4、具有较强的土壤适宜性,断裂延伸率可达500%;所以对地基的不均匀沉降、土层变动具有很强的适应性而不断裂。
5、流通性能优越、内壁光滑、流动阻力小、粗糙系数低、相同管径下比水泥管的流量大20%。
6、属于绿色环保产品,可回收,对环境不造成污染。
七、建议
1、管子本身价格降低,以提高市场竞争能力。
2、连接形式采用热熔焊接,增快施工速度。
3、配套生产检查井,以减少施工周期。
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