谈塑钢缠绕排水管道在市政排水工程中的应用

2013-08-15张国亮杜立平

山西建筑 2013年7期

张国亮路军杜立平

(1.天津市滨海新区新地置业投资有限责任公司，天津 300457; 2.天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

1 概述

HDPE排水管是以高密度聚乙烯树脂为主，采用挤出成型工艺制成的用于无内压作用的热塑性塑料圆管的统称。HDPE排水管是传统的钢铁管材、混凝土管材及聚氯乙烯排水管的换代产品，它主要承担雨水、污水、农田排灌等排水的任务，现已广泛应用于市政、公路、园林景观等与排水专业相关的各个工程领域。目前，HDPE排水管主要可分为双壁波纹管、钢带增强聚乙烯螺旋波纹管及聚乙烯塑钢缠绕管等三种类型。其主要区别在于管壁结构的不同。目前HDPE排水管在生产工艺和使用技术上已经十分成熟，在欧美等发达国家已经得到了广泛的推广和应用。在我国HDPE排水管道的应用起步较晚，但随着多年的推广，目前也已应用于许多大中型市政排水工程中。但在国内HDPE管尚属新型管材，在应用过程中难免会出现一些问题，本文结合一些工程的实际经验，对聚乙烯塑钢缠绕排水管(以下简称“塑钢缠绕管”)在市政排水工程应用中存在的一些问题作一重点论述，供类似工程参考。

2 塑钢缠绕管的特点

塑钢缠绕管具有如下显著特点。

1)内壁光滑，粗糙系数小。塑钢缠绕管的内壁非常光滑，粗糙系数约为 n=0.009～0.01，比传统钢筋混凝土管 n=0.013～0.014的内壁粗糙系数要小很多。因此，在管内底纵向坡度一定的条件下，同管径的塑钢缠绕管的过流量要大于钢筋混凝土管。另外塑钢缠绕管光滑的内壁，使得管道内不易结垢，不易淤塞，可大大延长清淤周期，减少维护工作量。

2)环刚度高，轴向柔性好。塑钢缠绕管管外壁缠绕有碳钢钢带，可以使管道具有足够安全可靠的环刚度及相对较高的刚度重量比。因此聚乙烯塑钢缠绕管对突发荷载、轮压以及土壤负荷具有较强的抵抗力。同时，塑钢缠绕管具有较好的轴向柔性，使得其延伸性能好，可以适应地基条件较差和地基沉降比较严重的地区。

3)质量轻、安装方便。由于塑钢缠绕管主要的材料组成为聚乙烯，所以管道的整体质量较轻，安装和运输均比较方便。可减轻施工人员的劳动强度，加快工程进度，缩短施工周期。

4)化学稳定性佳，使用寿命长。高密度聚乙烯的化学稳定性很强，因此，塑钢缠绕管具有超强的耐腐蚀性，即便在强腐蚀性土壤环境中，也不会使管道在短时间内腐坏。塑钢缠绕管在常规的埋地条件下的使用寿命可达50年以上。

5)综合造价具竞争力。聚乙烯塑钢缠绕管或钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在管径1 000 mm以内造价较钢筋混凝土管低。虽然随着管径的加大，在管材本身价格上聚乙烯塑钢缠绕管或钢带增强聚乙烯螺旋波纹管比钢筋混凝土管高，但考虑工程综合造价，两种管材造价基本持平。若考虑使用年限和过流能力等因素，聚乙烯塑钢缠绕管或钢带增强聚乙烯螺旋波纹管比钢筋混凝土管具有更高的经济性。

3 HDPE管施工要点

3.1 沟槽开挖

开挖沟槽时应严格控制基底高程，禁止超挖。基底设计标高以上0.2 m～0.3 m的原状土层应由人工清理至设计标高。如果局部超挖或基面被扰动，不得回填素土，应换填粒径为10 mm～15 mm的天然级配碎石，整平并夯实。沟槽弃土应随出随清理，均匀堆放在距沟槽上口边线10 m以外，建议堆土高度一般不宜超过0.5 m。沟槽开挖过程中及成槽后，槽顶应避免出现振动荷载，成槽后应尽快完成管道基础和敷设管道等工作，避免长时间晾槽。若在地下水位较高的地区，槽底应采取必要的降水措施。

3.2 管道基础

塑钢缠绕管道的基础形式一般为砂基础。土质较好的地区，管道基础底部只需铺一层厚度为10 cm的砂垫层即可;若土质较差，应结合现状地下土质情况确定如下基础处理方法:

1)在管道基础底部换填30 cm级配碎石，换填宽度应与沟槽底宽一致，再按管道基础施作。2)若槽底标高坐落于淤泥层之上，且下挖0.5 m后，不再有淤泥，则换填碎石至管道基础底部，换填宽度应与沟槽底宽一致，再按管道基础施作。3)若槽底标高坐落于淤泥层之上，且下挖0.5 m后，仍为淤泥层，则应抛块石挤淤，块石间用碎石、石粉填严，至管道基础底部，换填宽度应与沟槽底宽一致，再按管道基础施作。

3.3 管道接口

塑钢缠绕管的连接方式为卡箍连接或热熔连接。管道采用卡箍连接时，橡胶套、发泡橡胶板、外层卡套的外观应光滑平整，不得有卷褶、破损等缺陷。若在土壤或地下水腐蚀性较强的地区，应采用耐腐蚀性能较强的玻璃钢材质的外层卡套，且应对不锈钢紧固螺栓采取防腐蚀措施。管道采用热熔连接时，应按相关规范和操作规程进行施作。

3.4 管道安装

1)人工搬运管道时必须轻抬轻放，严禁在地面上拖拉管道。2)管道安装前，应先检查管材表面、肋片顶面是否平整破损、有无凹凸或钢带裸露。检查塑料密封块是否焊接牢固，与管体和肋片之间有无缝隙，如有问题应及时修补。3)为防止在安装过程中造成已铺设管道的轴线偏离，需采取相应的稳管措施，将已铺设管道稳定住。管道连接后应复核其高程和轴线。

3.5 管道回填

1)管道敷设后应立即进行沟槽回填，在密闭性检验前，除接头部位可外露外，管道两侧和管顶以上的回填高度不小于0.5 m;密闭性检验合格后应及时回填其余部分。2)沟槽覆土应在管道隐蔽工程验收合格后进行，覆土前必须将槽底杂物清理干净。3)沟槽回填应从管道、检查井等构筑物两侧同时对称进行，并确保管道和构筑物不产生位移。必要时应采取限位措施。4)回填土中不得含有石块、砖及其他杂硬物体。冬期回填时应采取冬季施工措施，以保证工程质量。5)从管底至管顶以上0.7 m范围内，必须采用人工回填，严禁用机械推土回填。管顶0.7 m以上沟槽采用机械回填时应从管道轴线两侧同时均匀进行，并夯实、碾压。6)沟槽回填时应严格控制管道的竖向变形。当管径较大、管顶覆土较高时，可在管内设置临时支撑或采取预变形等措施。7)沟槽应分层对称回填、夯实，每层回填高度不大于0.2 m。8)沟槽位于道路路基范围内的部分，管顶50 cm以上部分采用5%呛灰土回填;沟槽位于道路路基范围以外的部分，管顶以上采用素土回填。回填土密实度应符合相关规范和操作规程中的要求。