以往國內地下給排水管道系統使用的管材主要是混凝土管、鋼筋混凝土管、鑄鐵管, 由于建造年限較長及車流量較大,有些路段的地下混凝土排水管及鑄鐵供水管已相繼破損老化,造成城市排水堵塞、供水管爆裂, 不僅給市民生活帶來不便, 而且因施工工序較復雜 、管道接口數目較多、防滲漏不易及時處理, 日積月累會造成道路地基下沉, 污水滲漏還會污染土質、水源, 成為公害。 為此, 采用具有良好的耐壓、質輕、耐腐蝕、環保型管材已成當務之急。
1 HDPE雙壁波紋管的性能特點
HDPE 雙壁波紋管, 其內壁光滑, 外壁帶有與軸線垂直的系列中空波紋, 結構獨特, 且具有優越的力學、物理、化學性能,應用領域廣泛, 更具有很高的經濟價值。 因其優越的產品性能, 在市政排污工程、農田灌溉工程、輸水工程、電信工程等領域得到廣泛應用 , 并被列為建設部科技成果重點推廣項目。HDPE 雙壁波紋管在實際應用中還具有質輕堅韌、耐壓、耐沖擊、耐酸堿、不易破裂、吸水性優、搬運方便、施工容易、可縮短
工期等其他管材所不具備的性能特點:
a)管重僅為 0.94～ 0.96 g cm 3 , 是目前所有埋地管材中最輕的材質。
b)管外壁為中空矩形結構, 具有優良的抗壓性。
c)管內壁平滑(粗糙系數僅為 0.009;混凝土管為 0.013)可使水流更為流暢, 并可避免廢棄物的囤積停滯, 免除管道疏通之憂。
d)管內壁平滑, 在同樣坡度鋪設條件下, 流量、流速二項數值均高于混凝土管, 從而在管材規格選擇上可小于混凝土管。
e)具有優良的韌性及塑性, 為硬混凝土管和柔性 PVC 管都無法與之相比。
f)水密性佳, 采用橡膠密封圈承插或哈夫外固方式接管,可確保管內污水不外漏, 并可順應地基不均勻沉降, 不會產生混凝土管的脫節斷裂現象。
g)管材由惰性高密度聚乙烯制成, 可有效抵御工業及生活污水的腐蝕。
2 與傳統管材的比較
HDPE雙壁波紋管質輕而堅韌, 與其他同類產品(鑄鐵管、混凝土管、陶管)相比, 搬運輕便、作業省力、接管快捷, 是一種高效率的管材產品。 在都市中由于生活空間狹小, 人群密集,傳統的管材常因過于笨重及施工繁瑣不便, 導致工期進度緩慢與意外事件頻繁。 使用 HDPE 雙壁波紋管可一改傳統管材弊端, 提高施工效率和經濟效益。
2.1 施工工序比較
1)混凝土管施工流程 :
開挖溝槽※安裝模板※砂石墊層 ※澆筑基礎※基礎養生
※安裝管道※筑管座砼※接口抹帶※砌筑檢查井 ※閉水試驗
※回填土
2)HDPE 雙壁波紋管施工流:
開挖溝槽※安裝管道※接口處理 ※砌筑檢查井※閉水試
驗※回填土
從上述工序流程比較可以看出, HDPE 雙壁波紋管減少了基礎、管座混凝土的澆筑及養生環境, 開挖溝槽、安裝管道、回填土可一氣呵成, 混凝土管工藝流程復雜。 同樣一段管道,HDPE 雙壁波紋管可大大縮短工期并可節省一定的工程費用。
2.2 綜合造價比較
HDPE雙壁波紋管雖然單價上比混凝土管高, 但從運輸吊裝、施工流程、施工效率等方面進行綜合比較, 其造價整體上相當于混凝土管(見表 1)。
由于HDPE雙壁波紋管內壁光滑, 允許通過的流量比同口徑的混凝土管要大, 設計時有較大的選擇余地, 其中包含了客觀的經濟效益。
3 HDPE 工程應用
近兩年, HDPE雙壁波紋管在太原地區逐步得到推廣和應用, 在建設北路排水工程、瓦流路排水工程、南北沙河截污工程、新蘭路排水工程等施工中, 原設計為使用水泥混凝土管, 后根據現場勘察, 考慮交通非常繁忙, 為加快施工進度以緩解交通壓力, 經業主與設計部門研究決定, 全部管材采用 HDPE 雙壁波紋管, 取得較好效果。
a)施工安裝方便, 無需大型吊裝設備, 節約吊裝設備機械臺班費。
b)大大加快了工程施工進度。 一般情況下, 一個井段的施工, 采用水泥管需要 3～ 4 d, 而采用 HDPE 雙壁波紋管, 最快 1
d 即可完成, 縮短了工期, 節約了管理成本。
4 施工應注意的問題
HDPE 雙壁波紋管道在國內已處于逐步推廣應用階段, 目前國家標準及行業標準也逐步成型。1998年 10 月天津市市政工程研究院制定了“高密度聚乙烯(HDPE)雙壁波紋管排水管道工程施工及驗收技術規范”(試行本), 根據實際使用情況市政局編制了《高密度聚乙烯雙壁波紋管施工技術規程》 。 2004年由上海城市建設設計研究院編制、中國工程建設標準化協會批準《埋地聚乙烯排水管管道工程技術規程》標準, HDPE 雙壁波紋排水管的施工及驗收除執行該規程外, 還應符合現行的《市政排水管渠工程質量檢驗評定標準》(CJJ3-90)中的有關規定。 工程實踐中, 我們的主要經驗是:
a)嚴格管材的驗收制度, 凡是進場的管材必須有合格證和檢驗報告, 必須進行復試。 外觀檢查:管材的端面應平整, 與管軸線垂直, 管材長度方向不應有明顯的彎曲現象。
b)管材及橡膠圈在保存及運輸中, 不應受擠壓, 以免變形,且應防止日曬及受高溫直接影響。
c)開挖溝槽時, 應嚴格控制基底高程, 不得超挖或擾動基面, 槽底不得受水浸泡, 保證管道砂石墊層的平整密實直順, 防止管材的扭曲變形及沉降。
d)嚴格遵守管道安裝的各道工序要求。 對于 HDPE 管特別是小管徑, 一定要先做閉水試驗, 沒有問題后再回填土。滲漏往往發生在接口處, 尤其是檢查井與管子連接處。 在管子與檢查井連接處增加兩道橡膠圈, 止水效果較好。 如果有滲漏采用混凝土包管也能達到預定效果。
e)回填土是 HDPE 管道施工的關鍵工序, 必須嚴格控制質量。 應先從管底與基礎結合部位開始, 沿管身兩側同時對稱分層回填并夯實, 每層回填高度不超過 20 cm, 直至管頂以上 30cm。回填材料質量應符合設計要求。HDPE雙壁波紋管還處于逐步推廣及應用階段, 實踐經驗較少, 施工中難免會出現這樣或那樣的一些問題, 但只要我們不斷探索, 不斷改進工藝, 進一步對 HDPE 管本身存在的缺陷提出改進意見, 這種新材料、新工藝、新技術定可日趨完善, 得到廣泛的應用。
