PE 管是以聚乙烯树脂为主要原料 ,采用挤出成型工艺生产的一种新型给水管道 。连接方式有热熔、电熔和机械连接三种 。PE 给水管具有耐腐蚀、不结垢、输水水力条件好 、重量轻、使用寿命长(耐用50 年)、柔韧性好(断裂伸长率达到 500 %,对地基不均匀沉降适应性强)、抗冲击性和抗震性能好等优点。而且施工连接简单 、方便快捷 。与同口径的球墨铸铁管 、钢管相比 , dn300 以下的 PE 管性价比很高。
近年来 PE 给水管在给水工程中的应用增长迅猛,已成为给水工程的主选材料 。但是 PE 管也有不耐高温 、暴晒 ,高温下管道纵向伸长率较大(接近3%, 是钢管的十几倍),金属探测仪无法定位 ,PE 管件价格高 ,故障后维修成本较高等缺点 。在设计 、施工中应积极采取措施应对 。
1 施工安装中常见故障及原因
1.1 材料管理不到位
(1)某新装 PE 管道通水 3 个月后频繁爆管漏水,经查 PE 管材和管件不是同一厂家供货, 有一批不是同一厂家同批次生产 ,化学性能不一致, 多处热熔接缝处粘接不牢固 。
(2)某给水管道改造工地, 因雨雪冰冻天气和春运影响, PE 管迟迟不到场, 紧急调用了库存的各种 PE 管材抢修, 通水后管道多处接头漏水不断 ,施工单位和业主因此损失惨重。事后查明漏水原因是混用了不同厂家的 PE 管。
(3)秋季某新装的 PE 管通水后当即纵向爆裂。经调查 PE 管材露天存放, 经历一个夏季高温暴晒后变质变脆, 性能降低, 质量变差 。
1.2 PE 管热胀冷缩后内应力损坏管道
(1)PE 管收缩拉断伸缩器 :2006 年 7 月某日下午刚安装好的 dn200 PE 供水管道 ,晚上2:00 左右 ,在与铸铁三通接口处的伸缩器拉裂, 喷涌而出的水流绵延 2km 多, 漏水损失超过 2 000 m 3 。经检验伸缩器能够承受 12 kgf/cm 2 应力(1 kgf/cm 2 =0.1MPa),伸缩器为合格产品。事故原因是 PE 管道热胀冷缩系数很大,加之管道回填未分层夯实 ,致使晚上降温后 PE 管道收缩拉断伸缩器 。
(2)PE 管收缩致使球墨铸铁管承口拉脱:2006年冬某日夜间 0:00左右,与新装 dn200 PE 管相连的球墨铸铁管从承口处拉脱,承插口间距超过 12 cm,导致水流淹没附近建筑工地, 漏水超过 1 500 m 3 。事故原因为冬季 PE 管道收缩, 使球墨铸铁管从承口里拉出来 ,导致管道漏水 。
(3)2007 年春季,某居民小区内 dn200 与 dn50直管道变径连接处 ,dn50 PE 管道热胀伸长后, 从变径处发生扭曲折弯, 在高速水流较长时间冲击下折弯处产生裂缝漏水 。
(4)春节期间某处给水管廊内部积水结冰后PE 管水表接头处涨裂 。
1.3 管道安装不合理
(1)冬季新装 dn100 PE 管道的 dn50 支管用户白天无水 ,晚上水压很小 。初步分析认为管道漏水 ,经反复调查分析, 分段开挖检查都未能找出原因 。最后锯断管道接头, 发现热熔接头处熔接过度形成径向缩颈, 管道过水面积很小 ,管内几乎被堵死, 导致用户较长时间无水 。该段管道试压记录完全合格,查找故障原因费时费力,不经过流量分析很难发现。PE 管夏季与冬季热熔时间要注意掌握 ,熔接时间过长极易形成径向缩颈 ,影响过水流量。
(2)某 PE 主管道上用铸铁卡具开三通后漏水。经查是 PE 主管道降温后收缩致使附着的卡具发生错位 , 在三通处漏水。PE 管开三通接支管不宜用铸铁卡具 ,建议采用标准 PE 三通管件 , 使用电熔套连接 。
(3)某 dn200 PE 管道安装一年半后管底漏水,开挖后检查原因是管基未作砂垫层, 残留的扁铁和废旧铸铁管断口将 PE 给水管刺穿。
(4)某 PE 管从套管内部穿越污水井, 安装后仅8个月即发生脆断 。经调查原因为:套管密封不严,温度过高的生活污水长期浸泡 PE 管道, 致使 PE 管变性后脆断。
(5)某漏水管道开挖后 ,仔细观察热熔接口处黏附有少许泥沙, 导致管道接头渗水 。该段 PE 管安装时适逢扬沙天气 ,而且现场污水横流、杂物易黏附到热熔焊接的管道接头处。
(6)某 PE 管道检修时拆除水表后 ,两端管道错位,无法安装。检查原因是管道支墩、镇墩等浇筑时单侧倾倒混凝土 ,致使管道扭曲、不同心 。
(7)某给水管道开三通时由于主管道上阀门关闭止水不严,致使焊接的电熔套三通接口处有线流水,焊接缝有渗水现象。
2 解决办法
2.1 严格施工材料管理
(1)严格材料采购管理 ,禁止不合格产品进入施工现场 。PE 管材及管件的规格 、质量等指标必须符合国家质量技术监督局 2000 年 11 月 21 日发布的《给水用聚乙烯管(PE)管材》(GB/ T 13663—2000)的要求。应优先使用进口(欧洲 、韩国 、东亚、中东)聚乙烯给水管混配专用料 ,严禁使用“白加黑自配料” 。施工单位应配合业主 、设计 、监理等单位按照国标要求对管材、管件进行验收 ,不合格及未经验收的管材不准进场。
(2)同一工程必须采用同种品牌、材质及相同SDR 的管材、管件 ,最好使用同一厂家同一批次的产品 ,确保管材 、管件性能一致和热熔连接可靠 。确需对性能相似的不同品牌材质的管材、管件连接,应经过试验判定连接质量能够完全达到要求 , 方可进行。焊接端部 SDR 值不同的管材、管件 , 不应通过对接焊接 ,应采用电熔承插连接或法兰连接 。
(3)加强材料施工现场管理。特别在施工现场堆放 、存储时要避免 PE 管道 、管件受高温暴晒 、冰水雨雪浸泡或热水或热沥青等烫伤损坏。
(4)加强材料计划管理 , 库存材料应坚持先进先出 ,PE 管及其管件从出厂到安装使用时间不宜超过一年, 防止存储时间过长后发生变性 、变脆。
2.2 防止管道纵向伸缩的措施
(1)管道基础必须用细砂垫层且不少于100 mm 。
(2)管道两侧及管顶 500 mm 必须回填夯实 ,回填压实系数不小于 95%。
(3)管道应在管沟内蛇形敷设,略有弯曲弧度 ,留有伸缩余量 。
(4)尽可能不设伸缩器或者采用双盘短管来代替伸缩器 。
(5)管道支墩和镇墩制作时 , 两侧应同步用混凝土一次性浇注完成。
(6)炎热天气安装时 , 应尽可能在夜间至清晨8:00以前大气温度低、管道适当收缩后回填和最后接口碰头 ,并且必须分层夯实 ,防止管道热胀冷缩后产生较大内应力破坏。
2.3 加强施工管理和质量控制
(1)施工场地热熔接口处应该避免扬沙 、起风 。沙尘暴天气时应避免热熔施工 ,宜在生产车间内热熔连接, 尽可能减少室外热熔连接接口数量 。同时对于局部复杂的多种管件连接应精心测量尺寸 ,尽可能选择在车间内部连接好 ,避免管沟内各种施工
障碍影响热熔连接质量和施工时间。
(2)加强施工质量自查及现场监理 ,严格按照《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》(CJJ 101—2004)和《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—97)规范施工和验收 。加强隐蔽工程管理 ,提前消灭各种隐患 。
(3)管顶上 300 mm 左右应覆盖明显醒目的金属示踪线或者警示带, 便于探测定位和警示其他单位施工开挖时自觉采取防范措施 。
