以往国内地下给排水管道系统使用的管材主要是混凝土管、钢筋混凝土管、铸铁管, 由于建造年限较长及车流量较大,有些路段的地下混凝土排水管及铸铁供水管已相继破损老化,造成城市排水堵塞、供水管爆裂, 不仅给市民生活带来不便, 而且因施工工序较复杂 、管道接口数目较多、防渗漏不易及时处理, 日积月累会造成道路地基下沉, 污水渗漏还会污染土质、水源, 成为公害。 为此, 采用具有良好的耐压、质轻、耐腐蚀、环保型管材已成当务之急。
1 HDPE双壁波纹管的性能特点
HDPE 双壁波纹管, 其内壁光滑, 外壁带有与轴线垂直的系列中空波纹, 结构独特, 且具有优越的力学、物理、化学性能,应用领域广泛, 更具有很高的经济价值。 因其优越的产品性能, 在市政排污工程、农田灌溉工程、输水工程、电信工程等领域得到广泛应用 , 并被列为建设部科技成果重点推广项目。HDPE 双壁波纹管在实际应用中还具有质轻坚韧、耐压、耐冲击、耐酸碱、不易破裂、吸水性优、搬运方便、施工容易、可缩短
工期等其他管材所不具备的性能特点:
a)管重仅为 0.94～ 0.96 g cm 3 , 是目前所有埋地管材中最轻的材质。
b)管外壁为中空矩形结构, 具有优良的抗压性。
c)管内壁平滑(粗糙系数仅为 0.009;混凝土管为 0.013)可使水流更为流畅, 并可避免废弃物的囤积停滞, 免除管道疏通之忧。
d)管内壁平滑, 在同样坡度铺设条件下, 流量、流速二项数值均高于混凝土管, 从而在管材规格选择上可小于混凝土管。
e)具有优良的韧性及塑性, 为硬混凝土管和柔性 PVC 管都无法与之相比。
f)水密性佳, 采用橡胶密封圈承插或哈夫外固方式接管,可确保管内污水不外漏, 并可顺应地基不均匀沉降, 不会产生混凝土管的脱节断裂现象。
g)管材由惰性高密度聚乙烯制成, 可有效抵御工业及生活污水的腐蚀。
2 与传统管材的比较
HDPE双壁波纹管质轻而坚韧, 与其他同类产品(铸铁管、混凝土管、陶管)相比, 搬运轻便、作业省力、接管快捷, 是一种高效率的管材产品。 在都市中由于生活空间狭小, 人群密集,传统的管材常因过于笨重及施工繁琐不便, 导致工期进度缓慢与意外事件频繁。 使用 HDPE 双壁波纹管可一改传统管材弊端, 提高施工效率和经济效益。
2.1 施工工序比较
1)混凝土管施工流程 :
开挖沟槽※安装模板※砂石垫层 ※浇筑基础※基础养生
※安装管道※筑管座砼※接口抹带※砌筑检查井 ※闭水试验
※回填土
2)HDPE 双壁波纹管施工流:
开挖沟槽※安装管道※接口处理 ※砌筑检查井※闭水试
验※回填土
从上述工序流程比较可以看出, HDPE 双壁波纹管减少了基础、管座混凝土的浇筑及养生环境, 开挖沟槽、安装管道、回填土可一气呵成, 混凝土管工艺流程复杂。 同样一段管道,HDPE 双壁波纹管可大大缩短工期并可节省一定的工程费用。
2.2 综合造价比较
HDPE双壁波纹管虽然单价上比混凝土管高, 但从运输吊装、施工流程、施工效率等方面进行综合比较, 其造价整体上相当于混凝土管(见表 1)。
由于HDPE双壁波纹管内壁光滑, 允许通过的流量比同口径的混凝土管要大, 设计时有较大的选择余地, 其中包含了客观的经济效益。
3 HDPE 工程应用
近两年, HDPE双壁波纹管在太原地区逐步得到推广和应用, 在建设北路排水工程、瓦流路排水工程、南北沙河截污工程、新兰路排水工程等施工中, 原设计为使用水泥混凝土管, 后根据现场勘察, 考虑交通非常繁忙, 为加快施工进度以缓解交通压力, 经业主与设计部门研究决定, 全部管材采用 HDPE 双壁波纹管, 取得较好效果。
a)施工安装方便, 无需大型吊装设备, 节约吊装设备机械台班费。
b)大大加快了工程施工进度。 一般情况下, 一个井段的施工, 采用水泥管需要 3～ 4 d, 而采用 HDPE 双壁波纹管, 最快 1
d 即可完成, 缩短了工期, 节约了管理成本。
4 施工应注意的问题
HDPE 双壁波纹管道在国内已处于逐步推广应用阶段, 目前国家标准及行业标准也逐步成型。1998年 10 月天津市市政工程研究院制定了“高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管排水管道工程施工及验收技术规范”(试行本), 根据实际使用情况市政局编制了《高密度聚乙烯双壁波纹管施工技术规程》 。 2004年由上海城市建设设计研究院编制、中国工程建设标准化协会批准《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》标准, HDPE 双壁波纹排水管的施工及验收除执行该规程外, 还应符合现行的《市政排水管渠工程质量检验评定标准》(CJJ3-90)中的有关规定。 工程实践中, 我们的主要经验是:
a)严格管材的验收制度, 凡是进场的管材必须有合格证和检验报告, 必须进行复试。 外观检查:管材的端面应平整, 与管轴线垂直, 管材长度方向不应有明显的弯曲现象。
b)管材及橡胶圈在保存及运输中, 不应受挤压, 以免变形,且应防止日晒及受高温直接影响。
c)开挖沟槽时, 应严格控制基底高程, 不得超挖或扰动基面, 槽底不得受水浸泡, 保证管道砂石垫层的平整密实直顺, 防止管材的扭曲变形及沉降。
d)严格遵守管道安装的各道工序要求。 对于 HDPE 管特别是小管径, 一定要先做闭水试验, 没有问题后再回填土。渗漏往往发生在接口处, 尤其是检查井与管子连接处。 在管子与检查井连接处增加两道橡胶圈, 止水效果较好。 如果有渗漏采用混凝土包管也能达到预定效果。
e)回填土是 HDPE 管道施工的关键工序, 必须严格控制质量。 应先从管底与基础结合部位开始, 沿管身两侧同时对称分层回填并夯实, 每层回填高度不超过 20 cm, 直至管顶以上 30cm。回填材料质量应符合设计要求。HDPE双壁波纹管还处于逐步推广及应用阶段, 实践经验较少, 施工中难免会出现这样或那样的一些问题, 但只要我们不断探索, 不断改进工艺, 进一步对 HDPE 管本身存在的缺陷提出改进意见, 这种新材料、新工艺、新技术定可日趋完善, 得到广泛的应用。
