以往國內(nèi)地下給排水管道系統(tǒng)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(fù)雜 、管道接口數(shù)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(zhì)、水源, 成為公害。 為此, 采用具有良好的耐壓、質(zhì)輕、耐腐蝕、環(huán)保型管材已成當(dāng)務(wù)之急。
1 HDPE雙壁波紋管的性能特點(diǎn)
HDPE 雙壁波紋管, 其內(nèi)壁光滑, 外壁帶有與軸線垂直的系列中空波紋, 結(jié)構(gòu)獨(dú)特, 且具有優(yōu)越的力學(xué)、物理、化學(xué)性能,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛, 更具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。 因其優(yōu)越的產(chǎn)品性能, 在市政排污工程、農(nóng)田灌溉工程、輸水工程、電信工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 , 并被列為建設(shè)部科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。HDPE 雙壁波紋管在實(shí)際應(yīng)用中還具有質(zhì)輕堅韌、耐壓、耐沖擊、耐酸堿、不易破裂、吸水性優(yōu)、搬運(yùn)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(diǎn):
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(zhì)。
b)管外壁為中空矩形結(jié)構(gòu), 具有優(yōu)良的抗壓性。
c)管內(nèi)壁平滑(粗糙系數(shù)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(nèi)壁平滑, 在同樣坡度鋪設(shè)條件下, 流量、流速二項(xiàng)數(shù)值均高于混凝土管, 從而在管材規(guī)格選擇上可小于混凝土管。
e)具有優(yōu)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(nèi)污水不外漏, 并可順應(yīng)地基不均勻沉降, 不會產(chǎn)生混凝土管的脫節(jié)斷裂現(xiàn)象。
g)管材由惰性高密度聚乙烯制成, 可有效抵御工業(yè)及生活污水的腐蝕。
2 與傳統(tǒng)管材的比較
HDPE雙壁波紋管質(zhì)輕而堅韌, 與其他同類產(chǎn)品(鑄鐵管、混凝土管、陶管)相比, 搬運(yùn)輕便、作業(yè)省力、接管快捷, 是一種高效率的管材產(chǎn)品。 在都市中由于生活空間狹小, 人群密集,傳統(tǒng)的管材常因過于笨重及施工繁瑣不便, 導(dǎo)致工期進(jìn)度緩慢與意外事件頻繁。 使用 HDPE 雙壁波紋管可一改傳統(tǒng)管材弊端, 提高施工效率和經(jīng)濟(jì)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(chǔ)※基礎(chǔ)養(yǎng)生
※安裝管道※筑管座砼※接口抹帶※砌筑檢查井 ※閉水試驗(yàn)
※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(yàn)※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(chǔ)、管座混凝土的澆筑及養(yǎng)生環(huán)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(fù)雜。 同樣一段管道,HDPE 雙壁波紋管可大大縮短工期并可節(jié)省一定的工程費(fèi)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(yùn)輸?shù)跹b、施工流程、施工效率等方面進(jìn)行綜合比較, 其造價整體上相當(dāng)于混凝土管(見表 1)。
由于HDPE雙壁波紋管內(nèi)壁光滑, 允許通過的流量比同口徑的混凝土管要大, 設(shè)計時有較大的選擇余地, 其中包含了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。
3 HDPE 工程應(yīng)用
近兩年, HDPE雙壁波紋管在太原地區(qū)逐步得到推廣和應(yīng)用, 在建設(shè)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(shè)計為使用水泥混凝土管, 后根據(jù)現(xiàn)場勘察, 考慮交通非常繁忙, 為加快施工進(jìn)度以緩解交通壓力, 經(jīng)業(yè)主與設(shè)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(shè)備, 節(jié)約吊裝設(shè)備機(jī)械臺班費(fèi)。
b)大大加快了工程施工進(jìn)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(jié)約了管理成本。
4 施工應(yīng)注意的問題
HDPE 雙壁波紋管道在國內(nèi)已處于逐步推廣應(yīng)用階段, 目前國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)收技術(shù)規(guī)范”(試行本), 根據(jù)實(shí)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(shù)規(guī)程》 。 2004年由上海城市建設(shè)設(shè)計研究院編制、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)《埋地聚乙烯排水管管道工程技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn), HDPE 雙壁波紋排水管的施工及驗(yàn)收除執(zhí)行該規(guī)程外, 還應(yīng)符合現(xiàn)行的《市政排水管渠工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ3-90)中的有關(guān)規(guī)定。 工程實(shí)踐中, 我們的主要經(jīng)驗(yàn)是:
a)嚴(yán)格管材的驗(yàn)收制度, 凡是進(jìn)場的管材必須有合格證和檢驗(yàn)報告, 必須進(jìn)行復(fù)試。 外觀檢查:管材的端面應(yīng)平整, 與管軸線垂直, 管材長度方向不應(yīng)有明顯的彎曲現(xiàn)象。
b)管材及橡膠圈在保存及運(yùn)輸中, 不應(yīng)受擠壓, 以免變形,且應(yīng)防止日曬及受高溫直接影響。
c)開挖溝槽時, 應(yīng)嚴(yán)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(shí)直順, 防止管材的扭曲變形及沉降。
d)嚴(yán)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(yàn), 沒有問題后再回填土。滲漏往往發(fā)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(dá)到預(yù)定效果。
e)回填土是 HDPE 管道施工的關(guān)鍵工序, 必須嚴(yán)格控制質(zhì)量。 應(yīng)先從管底與基礎(chǔ)結(jié)合部位開始, 沿管身兩側(cè)同時對稱分層回填并夯實(shí), 每層回填高度不超過 20 cm, 直至管頂以上 30cm。回填材料質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。HDPE雙壁波紋管還處于逐步推廣及應(yīng)用階段, 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少, 施工中難免會出現(xiàn)這樣或那樣的一些問題, 但只要我們不斷探索, 不斷改進(jìn)工藝, 進(jìn)一步對 HDPE 管本身存在的缺陷提出改進(jìn)意見, 這種新材料、新工藝、新技術(shù)定可日趨完善, 得到廣泛的應(yīng)用。
