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摘要:HDPE管是结晶度极高的新型复合型管材,其防水、耐压、环保等特性被广泛应用到给排水施工中,给排水工程是市政基建的重要部分,和人民生活密切相关。本文探讨HDPE管的施工工艺,及在市政给排水施工中的应用。
关键词:给排水;工艺;管材
近年来,我国城乡一体化快速发展,在老城区的改造、新城区的建设中,市政给排水工程是市政基建的重要一环,直接关系到万千家庭长期的供水、排水需求,是重要的民生工程之一[1]。因此,性能良好的HDPE管、以其相对成熟的施工工艺成了市政给排水施工中的首选。本文分析HDPE管的施工工艺,探讨该工艺在市政给排水施工中的应用。
1HDPE管和其他管材的比较
1.1镀锌管的材质性能、以及在给排水中的应用
镀锌管是传统用量较大的给排水管材,具较强的承受内压和外荷载强度的性能,但镀锌铁管腐蚀后造成的过高的重金属含量,影响了人体的健康,是我国正在逐渐淘汰的给排水管道[2]。
1.2不绣钢管的材质性能、以及在给排水中的应用
不锈钢管具有耐高温、耐震动的性能,并且管材以及配件容易加工。但由于该管材刚度小,容易变形,承受外荷载的稳定性不高,容易受到土质的酸碱腐蚀,且价格颇高,不宜于广泛应用。
1.3HDPE管是材质性能
1)稳定的化学性能
HDPE管是结晶度极高的复合性热塑树脂管材,具有较强的防渗透性、防水蒸汽透过性,而且HDPE有稳定的化学特性,因此,该管材不易受土体的酸碱性腐蚀,其使用期限可超过50年。
2)具有韧性、扰曲度强
由于HDPE管的环形波纹状结构,具有较高的环钢度,该管材对土壤荷载的有较高抵抗力。另外,HDPE管具有一定的扰曲度,不会因为不均匀沉降而造成管道接口渗漏。该管材自身不存在污染、毒害,具有可回收利用的特点。
3)耐低温、摩阻系数小
钢筋混凝土管在传统给排水施工中较常用,但逐渐被耐低温的HDPE管材取代。两种管内壁摩阻系数分别是:HDPE管为0.009,钢筋混凝图管为0.0013。该两种管材在相同的口径情况下,HDPE管的水流通过量大于钢筋混凝土管的流量。
2HDPE管施工艺在市政排水工程中的应用
2.1HDPE管施工工艺
1)沟槽土方开挖
因为土壤的类别不同,放坡开挖起始点也不同。市政施工中,沟槽开挖可依据现场土质条件,挖土深度低于放坡起始点的按直槽计算,挖土深度高于起始点的按放坡系数放坡,即用截面积乘以长度来计算土方量。给排水管道施工中,沟槽底部的开挖宽度计算公式为B=D1+2(B1+B2+B3)公式中:B为管道沟槽底部的开挖宽度;D1为管道结构的外缘宽度;B1为管道一侧的工作面宽度;B2为管道一侧的支撑厚度;B3为现场浇筑混凝土一侧模板的厚度。见图1.(沟槽横断面图)
图1沟槽横断面图
开挖沟槽时严禁超挖,应严格控制基地高程。雨季施工是应尽可能缩短开槽长度,避免发生泡槽,应将开挖的沟槽迅速成槽、回填。但已经发生泡槽现象,就应将受浸泡软化的土层清掉,换填碎石或中、粗砂粒,碎石的粒径应小于40毫米,砂粒应在10至15毫米之间。
2)管道基础
管道设计中采用砂垫层为基础。管道的基础一般按土质的硬度进行施工。土质较软的地基,应铺两层砂砾或碎石[3]。先铺的一层砂砾或碎石,碎石粒径应是5至40毫米之间,所铺的砂砾或碎石的厚度应超过15厘米;继而再铺一层中、粗砂垫层,所垫厚度应可超过5厘米。在接口部位,应预留便于接口操作的凹槽。凹槽宽约为4至6厘米,槽深约为5至10毫米,凹槽的长度应超过管道直径1.1倍。凹槽在接口完成后,便可用砂砾夯实。
3)管道接口处理
管道接口处理在采用橡胶圈连接时,应检查橡胶圈配套是否规整,并确定其安放的具体位置,然后清理干净接口的工作面,并将润滑剂涂抹在承接口的内壁、插口橡胶圈上。接口作业中,安装秩序一般为先安装下游的管道、然后向上游推进。安装时,先将橡胶圈严密地套在一侧管道的插口槽内,并使两边的侧管调整到同一轴线上,然后套上橡胶圈,并协调橡胶圈与管外壁紧密接合,最后套上管箍。管道安装的方向为:管道插口为顺水流、承口为逆水流。
4)管道铺设工艺
2.4.1管道的搬运:施工现场人工搬运管道时,应注意轻抬、轻放,杜绝发生将管道拖行在地面上的现象。
2.4.2下管方式以及注意事项:下管方式有人工、起重机下管两种[4]。人工下管时,应杜绝将管道滚入沟槽内,避免破坏管身,可使用非金属材质的绳索系住管身两端,将其缓慢的轻放入沟槽内;采用起重机下管时,仍应用非金属材质的绳索系住管身,并严格控制不可用串心吊装下管。
2.4.3稳管措施:接口合拢时为防止已经铺设的管道偏离轴线,应采取稳管措施。现场作业中,将黄砂填入编织袋内,并将编织袋的袋口封闭,使其压在已经铺设的管道顶部,可依据管径大小调整编织袋的数量。
2.5连接管道和检查井
管道和检查井(砖砌)之间在连接的砖砌部分要设置水圈,并且要求井壁应砌发旋砖,为防止砖的接缝处渗水,应做到使砂浆调和饱满,可用1:2.5水泥砂浆敷设密实,并要求接口平顺,如井底流槽和管内壁之间接口、管口和井内壁之间接口。在管道连接作业结束后,应测试水压、做闭水实验。其中闭水试验,需分段进行,从上游往下游分段进行;作业中,注水浸泡管内,水位到了规定位后开始记录,检查被浸泡管道和井是否渗水,渗水量的测定不应少于30分钟,且渗水量须控制在合格范围内。
2.6沟槽回填
2.6.1回填沟槽应在安管、砌井、闭水试验完成后,及时展开回填作业。回填的高度应在管顶以上1倍管径的高度。
2.6.2回填作业须禁用机械推土,须用人工回填作业。回填的起始部位为:管底和基础结合的部位,并分层沿管腔两侧对称的填砂土,将已填砂土进行夯实,确保回填时,可采用限位措施以确保管道及构筑件不产生位移。
2.6.3回填土密实度应在规定范围内:即按轻型击实标准,主管区的回填土密度应大于95%,管道宽度以外次管区的回填土密度应大于90%。
2.7雨季施工以及抗浮管问题
由于HDPE管比混凝土管轻,若出现下雨或积水时,管道会因浮力作用发生上浮,致管道接口连接断开,出现管道浮起事故。因此,要求雨季施工中,应缩短作业面,分段完成作业任务,减少天气因素给施工带来的影响[5]。在进入雨季时,须对所施工的区域,进行全面的摸底,勘测施工现场地形、土质情况,了解已有的排水系统管渠的排泄能力,根据施工排水的要求,制定汛期的排水方案,并且在执行中给予完善,如施工作业中,不允许带水进行回填,在有地下水时,排水设备必须确保地下水的水位下降至槽底以下3至5厘米,并保证回填时,排水不得停止。
3结语
综上所述,HDPE管具有良好的材料性能、经济、环保等优点,逐渐取代了传统管材在市政工程中的应用,HDPE管材的应用,保证了城市给排水系统正常运行,应推广使用。
参考文献:
[1]柯林.市政给排水施工中HDPE管施工工艺的应用分析[J].江西建材,2013,8(6):23
[2]李丽,石玉东.市政给排水施工中HDPE管施工工艺[J].黑龙江科技信息,2013,9(7):12-13
[3]阚红明,宋洋,任亮.市政给排水施工中HDPE管施工工艺[J].现代经济信息,2013,11(17):17-18