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        大直徑HDPE塑鋼纏繞管施工應用研究

        發布:山東輝煌類目:公司新聞 熱點:塑鋼管,hdpe塑鋼管,塑鋼纏繞管 點擊:2601 發布時間:2019-12-10
        在眾多的塑料管道中應選擇哪種管道取決于不同地區的資源情況、技術要求和城市規劃等條件。但綜合來看,HDPE 塑鋼纏繞管的優勢更加明顯,其已被我國發達城市及世界大多數國家廣泛使用【4】,美國甚 至為此專門成立聚乙烯塑鋼纏繞管協會(CPPA)。
        2 技術特點 
        HDPE 塑鋼纏繞管在工程實際應用中具有的優越性能很多,如:重量輕、柔性好耐沖擊、耐酸堿腐蝕、不易破碎、運輸方便、施工簡單、可縮短施工期等,這些特性是目前其他管材所不能比擬的。 
        2.1 抗壓性能好 HDPE塑鋼纏繞管的外壁為環形的波紋狀結構, 極大地增強了管道的環形剛度,從而提高管道抵抗土壤負荷的能力。另外其自身屬于柔性管,可以和周邊土體緊密聯系,作為一個共同體一起承受荷載,因此在同等條件下可以滿足更高的設計使用要求。目前,國內外使用該管材的成功案例已經證實了這一點【5】。 
        2.2 施工便捷
        1.重量輕。HDPE 塑鋼纏繞管的重量只有相同規 格混凝土管重量的 1/8,是目前所有埋地管材中較輕的 材質之一,可極大降低運輸費用和安裝時的吊裝費用。
        2.長度長。其通用規格為 6 m,可根據工程需要 定制長度,最長可達到 12 m。 
        3. 接頭少,連接方便。因為 HDPE 塑鋼纏繞管的質量比水泥管的輕得多,且 HDPE塑鋼纏繞管的單個 管件長度為至少 6 m,而水泥管最長管長為 2.5 m,所以施工難度降低很多,管道接頭大幅減少,工期也同 步縮短。 2.3 內壁摩阻小 因為材質的原因,HDPE 塑鋼纏繞管的內壁相比 其他管材而言更加光滑,各種管材摩阻系數 K 值對比 如表 1 所示。

        另外,HDPE 塑鋼纏繞管因為其化學成分多為塑料材質,所以材料分子自身不帶電荷,也不會吸附污 水中帶有電荷的雜質,所以管道內壁也不容易形成水 垢,進而影響排水效果,所以塑鋼纏繞管的排水流量 同比其他管材具有更大優勢。在管徑相同的前提下, HDPE 塑鋼纏繞管的水流量至少是其它材質管道的 1.25 倍。 
        2.4 密封性能良好
        HDPE 管道密封性能好,可大大程度地解決管口滲漏問題,同時妥善解決了污水滲漏對周邊環境的影響。 
        2.5 耐極限溫度,抗沖擊性能好 HDPE 塑鋼纏繞管在惡劣條件下也能正常工作,
        其受溫度影響較小,在嚴寒如-30 益,酷暑如 60 益下 均可正常工作。 另外,其抗沖擊性能相比剛性的混凝土管和金屬 管更好【6】。 
        2.6 化學性能穩定 其化學分子無極性,大多數化學介質對它們沒有破 壞作用,因此化學性能優異。通常環境中的土壤、酸堿因 子和電力等不會損壞管道,也不易產生細菌和結垢。 
        2.7 物理性能優越 HDPE 塑鋼纏繞管道自身材質的特點,決定了它具有良好的撓曲性,因此它的抗震性能也特別好。因 為它可以根據地基不同程度的不均勻沉降而出現適 當的形變,所以它也是目前抗震性能較好的管道材料 之一。在地面沉降或地震時,HDPE 管可產生形變而不斷裂。這明顯優于 PVC 管、水泥管和鑄鐵管等【7】。 
        2.8 綠色環保無污染,壽命長 HDPE 塑鋼纏繞管主要是由聚乙烯構成,這種原 材料耐腐蝕,并且對環境無污染。 
        3 工藝原理 
        HDPE 塑鋼纏繞管輕巧有韌性。相比傳統的排水 管,其便于吊裝作業,搬運也更便捷。就施工而言,是一種高效的管材。因城市居住空間狹窄,人群比較集中,傳統管材因其體積龐大,施工繁瑣,導致工程進度 緩慢,事故頻發。HDPE 塑鋼纏繞管的使用可以克服傳 統管道的缺點,達到理想的施工效率和經濟效益【8】。 
        4 施工流程及操作要點【9】 
        HDPE 塑鋼纏繞管的施工流程為:施工準備→管 溝開挖→下管→管道對接→與檢查井連接→閉水試 驗→溝槽回填→下一工序。 
        4.1 施工準備 
        管道進場后,由甲方及監理對施工單位進場的管 材及配件進行檢查驗收,檢查管材各證書(出廠合格證、檢驗報告等)是否齊全,管材是否滿足要求,并抽樣送檢,送檢合格后方可投入使用。 
        4.2 管溝開挖 
        1. 人工配合機械自下游向上游方向開挖。如管溝較深,為保證施工安全,溝槽邊坡應以 1:0.25 進行放坡或支護后開挖。 2. 當機械挖至離設計槽底 20 cm 左右時停止作業,改用人工開挖整平。以確保溝槽底部的土壤不受干擾,且精確挖掘槽底的高度和寬度,防止過度挖掘。如果發生超挖時,必須按規范要求對地基進行加強處理。
        3.溝槽挖土余方,隨挖隨運,及時外運至業主指定地點,溝槽邊 1.5 m 范圍內不得堆土,以減輕溝槽壁的側壓力。開挖基坑的土方,在場地有條件堆放時,一定要留足回填用的好土。 
        4. 地下水豐富的地區,在槽底開挖的同時同步 設置集水井進行集中排水,并沿槽底一側設置排水溝以保證槽底不被浸泡。 
        5.在開挖過程中如遇松軟土或擾動土時,應及時采用人力插釬法測定其深度,報監理工程師及甲方工程師會同設計單位處理。 
        6. 不得掩埋測量標志、警示標志、管道閘閥、消 防栓、雨水口及各種井蓋,不得妨礙其正常使用。 
        7. 應在行人和車輛通過的地方設置安全標志, 如護欄和警示燈。 
        4.3 下管
        1. 管道安裝前,應對溝槽的深度、槽底的寬度、 壓實度分別進行檢查,并確保溝槽內無任何雜物,檢查合格后方可進行下一步施工。 2. 每一節管材下管安裝前均應進行質量檢查,不合格的應當標記后另行處理,合格的方可下管安裝。
        3. 對于直徑≤500 mm 的管材宜采用人工作業, 由地面人員將管材遞送至溝槽內的管材施工人員,嚴禁將管材由地面滾入溝槽內,對于直徑>500 mm 的管 材應采取吊裝作業,但禁止串心吊裝。 
        4.4 管道對接 
        1. 將兩根待連接管道調整到合適高度后,進行水平固定。 
        2. 將管道口銜接位置清理整潔、干凈。 
        3. 將第 1 塊 PE 材料的熱收縮帶中心對準管道連接部位中央放置,然后將熱收縮帶內層塑料薄膜撕 掉后緊密貼合。 
        4. 輕微烘烤第 1 塊熱收縮帶使其收縮后與管口 粘合,待后續施工。 
        5. 參照第 1 塊熱收縮帶的放置方法將第 2 塊熱 收縮帶貼合完成后用卡銷固定。 
        6. 固定完成后,熱收縮帶通過火焰噴燒,使其完 全粘粘合在管材上,完成焊接作業。 
        4.5 與檢查井連接
        1. 將待連接管道的外表面清理干凈后,均勻地 涂抹一層聚氯乙烯粘接劑,趁粘接劑凝固之前在管道 壁上撒一層干粗砂,凝結約 15 min,使管道外表面形 成粗糙的中介層,中介層長度以 20~30 cm 為宜。然后 用水泥砂漿將管道砌入檢查井內。
        2. 管道基礎墊層須與檢查井底板砂石墊層平順相接。如管道位于地下水位較高或軟土地基或低洼的 地區時,應采用長約 0.5~0.8 m 的短管與檢查井相連, 然后接 1 根或多根長 2.0 m 以內的短管,再與標準管 道連接。 
        3. 管道穩定措施 為了防止管道接口施工時管道軸線偏移,應使用砂包堆放在已鋪設管的兩側,接口施工完成后,復核 已鋪管道的軸線及標高,有偏差的及時調整。
        4.6 閉水試驗 
        1. 管道與檢查井施工完畢后做閉水試驗。 
        2. 做閉水試驗前應先備好充足水源,選定排水位置,試驗過程中不得污染環境,然后確保管道及檢 查井的觀感質量已合格,溝槽內無明顯積水,管道還 未回填。預留的管洞已封堵無漏水現象,嚴密并且牢 固地封堵管道兩端,尤其是下游的封堵,應先計算其 承受的壓力,必要時可以用磚砌封堵。 
        3. 應在每 2 個檢查井之間做閉水試驗,如果管道 封堵是用磚砌,則必須養護到必要強度后再進行試驗。 尤 根據《埋地硬聚乙烯排水管道工程技術規程:CECS 122:2001》【10】的要求,管道內注水應超過 24 h 方可進行檢測。 
        4.7 溝槽回填 
        以上所有工序檢測合格后開始進行回填,在管道 兩側分層對稱回填,每層回填厚度約 30 cm。 
        1. 回填前,管道的基礎混凝土必須達到設計強 度,回填時應從每節管道中部向兩邊緩慢進行,禁止將回填物直接砸向管道接口,回填過程中拆除管道支 撐時,要密切注意檢查溝槽邊坡的穩定性及鄰近所有
        建筑物、構筑物及其他物品的安全。 
        2. 為了在回填過程中保護管道,回填之初應采 用人工回填,當人工回填高度超過管頂 70 cm 以后,方可使用機械回填。 
        3. 夯實回填:機械回填每 30 cm 厚度進行分層 夯實,回填及夯實按照路基填土的要求進行。 
        4. 溝槽應沿排水方向由高向低分層進行回填,溝 槽應清理干凈,無積水,無雜物,嚴禁回填石塊、磚頭及 其他有棱角的硬物質,也禁止回填淤泥和有機物等。 
        5. 為確保管道及集水井等構筑物的位置不發生 偏移,回填必須從兩側同時進行對稱回填,如果有必
        要,需對管道和集水井等采取限位保護措施。 
        5 質量控制【11】
        根據相關規范要求,施工質量控制主要以下幾點: 
        5.1 質量管理要點 
        1. 仔細查看施工圖紙,充分領會設計者意圖,對 比研讀所有相關技術規范,爭取在施工前解決重大技 術難題,以便開工后工作能有條不紊的進行。 
        2. 施工前項目管理人員應將施工意圖、施工工藝、工作技巧、工作重點、難點、質量要求等,詳細詳盡 地向每一位作業人員做好交底,并要求施工班組長做 好施工記錄,有問題及時上報、及時處理解決。 
        3. 工程用到的所有材料進場前必須先接受檢 驗,主要檢查材料數量、合格證、出場檢測報告等是否 合格,對不合格的材料一律禁止入場,然后按要求進 行抽樣送檢。 
        4. HDPE 塑鋼纏繞管施工中質量控制要點如下: HDPE 塑鋼纏繞管應鋪設在未受干擾的土基或回填壓 實符合要求的地基上。鋪設時宜沿直線進行,如需用柔性接口進行折線敷設,則每個接口處相對轉角應小 于 1.5°。
        2 條或以上管道在同一個溝槽內施工時,需符合 管道同槽鋪設設計和施工的相關規定。 
        HDPE 塑鋼纏繞管管道在穿越有障礙的構筑物 (如鐵路、高級道路路堤等)時,應設置剛性材料制作 的保護套管。套管的內徑尺寸應大于塑鋼纏繞管外徑 尺寸至少 20 cm,套管與管道的端部空隙用填料封堵 嚴實。
            當設計溝槽槽底高程低于地下水位時,施工過程 中應采取降水措施,以防溝槽遭地下水浸泡,造成邊 坡失穩。當地下水位降至槽底最低點以下 0.5 m 左右
        時方可安裝管道。管道安裝完成后開始回填時,降水 措施不得提前停止,直至回填完成。 
            為給施工人員預留工作面,在挖溝槽時槽底凈寬度應按管道外徑加 0.6耀1.0 m 為宜。 
            為了不擾動基底,溝槽開挖時,應嚴格控制開挖深 度。開挖至基底標高以上 20 cm 時應停止機械施工。
        在管道鋪設前用人工清理至設計標高。如果發生超挖 現象,不得使用原土回填,應該用 10耀15 mm 天然級配 的砂石或中、粗砂換填并整平夯實。 
            雨季時,為了更高質量地施工,應盡量縮短溝槽開 挖的長度,做好降排水等防止溝槽浸泡的措施。一旦有 泡水情況出現,應立即排除積水,然后將受泡后軟化的 淤泥土層清理干凈,換填中粗砂或碎石料等,再按地基 要求進行妥當處理。
            溝槽開挖時,應將開挖出的土按優劣分類堆放, 優質土以備回填時使用。應堆放在坡頂 1 m 以外位 置,以免受土壓力的影響而造成溝槽邊坡失穩。 
            槽底埋有不易清除的大石塊、磚頭等雜物時,應 清理干凈后換填天然級配砂石料后在面層鋪上沙土 整平夯實,以便更好地維持 HDPE 塑鋼纏繞管的使用壽命,另外,槽底不得遭受浸泡。

        5.2 關鍵工序控制標準 
        5.2.1 溝槽開挖 
        溝槽的開挖線路和深度必須嚴格按照施工圖紙的要求進行,在沒有相關變更手續或者相關主管部門 同意的前提下嚴禁自行改動,必須按圖施工。由于HDPE 管道的質量較輕,柔性也較好,所以在地形條件較好時,為了減小溝槽的開挖寬度,可以先在地面上
        對一定長度的管道進行預制連接,然后統一下管回 填??梢圆捎眯D挖機等對比較狹窄的溝槽進行開 挖。HDPE 管道管頂的最小覆土厚度規定如下:1.車行 道下方管道頂部埋深大于 0.9 m;2.人行道下方管道 頂部埋深大于 0.75 m;3.居住區、綠化帶等下方管道 頂部埋深大于 0.6 m;4.在有凍土地段,管道頂部埋深 需在冰凍線以下。 
            管道溝槽的開挖寬度,不僅要考慮管道的規格尺 寸,還要考慮施工過程中人工和使用機械所需要工作面的作業寬度,確定好槽底寬度后,根據放坡要求進 而確定溝槽的開挖寬度。 
            不僅如此,從經濟方面考慮,還需注意溝槽土石方 的開挖費用以及換填材料等費用。 
        5.2.2 溝槽底的要求 
        1. 除去特殊的設計要求,HDPE 管道多用于重力 排水系統,因此溝槽底的坡度必須達到設計及規范的 要求。
        2. 對于土壤地質較差、相對不太穩定的地段(如沙土地段或濕粘土地段等),因為其支撐強度較小,所以溝槽開挖時,應當在設計要求開挖深度的基礎上再深挖 10~15 cm,用符合要求的材料進行換填,然后夯實,夯實的密實度不得低于 95%,只有這樣才能有效 防止溝槽基礎的不均勻沉降,保證 HDPE 管道基礎的 穩定性。 
        3. 在巖石地段開挖時,為了保護 HDPE 管道,避 免其與巖石棱角直接接觸,也應當在設計要求開挖深 度的基礎上再深挖 10~15 cm,換填及夯實要求同上。 
        5.2.3 管道的連接要求 
        1. 對需要進行焊接的每一個部件都固定牢固, 在焊接的過程中確保其穩定性。 
        2. 利用專用旋刀設備將斷面加工成潔凈、平行的對接平面。
        3. 根據熱收縮帶制造商推薦的溫度和時間來給 熱收縮帶加熱,加熱過程中應嚴格控制火候。 
        5.2.4 回填與夯實要求 
        HDPE 管道的回填材料分以下幾種: 
        1. 直徑為 5~40 mm 的棱角碎石,應因地制宜,宜 選用當地容易取得并且產量較大的材料,如碎石、碎 礦渣等。
        2. 直徑不大于 40 mm 的粗砂及礫,宜采用形態不粘連呈粒狀的砂礫,無論是干砂礫還是砂礫均可, 砂礫中也可以含有少量不同等級的砂礫或粉末。 
        3. 細砂或細砂與粘土的混合物等。 
        回填時,應先用人工在管道兩側進行對稱回填, 待回填至管道頂部 0.7 m 以上后,再使用機械從管道 軸線的兩端同時開始對稱回填,然后用小型機械分層 夯實,以達到設計要求的壓實度。 
            夯實應至少從距離管頂 0.5 m 以上的地方開始, 每 30 cm 夯實 1 次。 
            溝槽的最終回填可以使用土,也可以選用其他適 合的材料,但無論選用什么材料,其中不得含有直徑超過 20 cm 的大石塊、磚塊或其他粘結土、凍土等。
        6 應用實例 
        6.1 工程概況 
        6.1.1 簡介 
            本項目屬于某區排水溝渠遷改工程,是對某區排 水管網進行改造,主要改造內容有新建雨污管道、原 管道清淤、道路的破壞恢復等。項目開工日期為 2015年 10 月 12 日,竣工日期為 2015 年 12 月 10 日,總工 期為 60 d。 
        6.1.2 場地地形地貌 
        本項目主要建設內容為:對該片區的排水溝渠進 行改遷施工。施工時需對現混凝土結構進行拆除等,同時場內較為狹小,臨時設施布置用地緊。周圍交 通干道發達,交通條件便利,地下管線錯綜復雜,交通 疏解難度較大。
        7 結論與展望在污水集中處理項目中,管道的選擇至關重要,
        關系到污水收集的效果。如污水不能較好地收集,集 中處理的設備再先進都沒有實際意義,再多的資金投 入都不能獲得好的經濟及社會效益。HDPE 塑鋼纏繞 管由于具有良好的水力特性、較強的地基適應性、較高的抗衰抗腐蝕性,不但安裝方便、施工簡單、施工周期大為縮短,減少施工人員在溝槽(基坑)的作業時 間,最大限度地降低施工安全風險,還可降低工程綜 合造價,其綜合性能遠高于其它材質的施工工藝,實 踐證明該施工技術是大直徑雨污水管道的首選
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