承插式HDPE塑料排水系统在小区工程中的应用

杭州市建设工程质量安全监督总站 杭州 310007

1 背景工程概况

大型居住社区浦江基地项目位于上海市闵行区，共分为一期B块、四期A块、四期B块3标段，总建筑面积5.82×105m2，总占地面积约2.50×105m2，共有57栋14～18层住宅单体，4座人防地下车库及配套公建。由于工程面积大，工期要求较为紧张，经过与设计院、业主的协商，确定室外给水、雨污水排水系统采用HDPE管材、窨井系统。

主要设计情况：室外雨污水管采用φ≤600 mm的HDPE承插式塑料管（环钢度8级），以柔性橡胶密封圈连接，给水管道采用HDPE硬质塑料给水管。

2 工程特点及难点

1）工程体量很大、占地面积广、工期要求高，原本进度计划中管道施工时间安排已经相对紧张，加之业主之后提出的交房时间相对提前，给室外排水管道施工造成较大的制约。

2）在施工技术层面上，由于本工程管道的直线跨度很长，施工现场场地土体条件有相对出入，因此，极容易造成管道施工完成后由于外力作用及土体自身变形而产生断裂问题。

3 主要施工技术

3.1 施工工序

储存和吊运→施工准备定位测量→窨井及管沟测量定位、开挖→底层清理、处理→窨井埋设固定→铺设管道→管道、窨井承插接头施工→检查→首次回填→压力测试→整改、验收、最终回填[1-3]

3.2 主要施工方法

3.2.1 施工放线

场地纵深较大，最大距离达500 m，因此在确定管道标高时采用基准点标高与号房沉降预埋点双向校核，采用施工前确定主管窨井标高、坐标→随挖随定次井标高、坐标→施工中校核管道、井标高坐标→回填时检测受力变形的标高、坐标变化的方法，以此克服在大型居住社区中数量多、管道长的施工难点。

3.2.2 沟槽开挖

本工程现在室外场地标高为4.30～4.40 m，且现场地坪高低不一，管道施工开挖深度为0.50～1.50 m，存在大量的沟槽需要开挖及回填，土方工程量极大，开挖深度内土质较差，多为松散填土和流塑性淤泥。

沟槽土方的开挖及回填均采用挖掘机配备人工以倒退式开挖来完成，挖土开槽应严格控制基底高程。基底设计标高以上0.20 m的原状土要用人工清理至设计标高。局部超挖的部分需要换填粒径10～15 mm的天然中、粗砂并夯实。遇到沟底有块石、碎石、砖等坚硬物体时，需要铲除至设计标高以下0.30 m，然后按照设计要求铺上天然级配砂石料以及中粗砂（部分基础采用混凝土基础），避免对管道系统造成破坏。

开挖按照窨井→管沟→窨井的施工段面进行，选取1～3个工作段或者每50 m左右作为一次开挖段随挖随施工，在该施工段管道窨井施工完成后再进行后续开挖段的管道窨井开挖。

3.2.3 管道及窨井基础施工

管道窨井基础按设计要求一般会铺设砂石垫层，但在局部的土体软弱部位，可采用现浇厚50 mm混凝土垫层的方法来替代砂石垫层。在含水率较大的部位也采用混凝土垫层，这是因为砂石垫层容易吸水导致体积收缩，从而造成不均匀沉降。

3.2.4 管道接口

管道采用橡胶圈接口时，先要确认橡胶圈的安放位置，然后将接口范围内的工作面用棉纱清理干净。橡胶圈的外观不得有气孔、裂缝、卷皱、破损、起皮等缺陷，调整橡胶圈并使其与管外壁贴合紧密。承插式连接原理如图1所示。

图1 承插式连接原理示意

其施工方法为：用棉纱绳或麻绳吊住被安装管道的插口，用长撬棒斜插入基础，并抵住该管端部中心位置的横挡板，然后用力将该管缓缓插入待安装管道的承口至预定位置；φ400 mm以上管道用2台手拉葫芦将管节拉动就位。接口合拢时，管节两侧的手拉葫芦应同步拉动，使橡胶密封圈正确就位，不扭曲、不脱落，伸入套管内100 mm以上（图2）。

3.2.5 HDPE系统检查

要注意接口的完整性，使其表面光滑、平整，以保证穿插顺利和紧密贴合。整体接好后，对HDPE管进行试压检查，确保管材系统的质量。

图2 管道安装

3.2.6 管道的固定

由于规范要求在回填前要对管道进行验收，即使可以分段验收，但由于工程量大且随放随填，监理旁站验收无法实现。HDPE管道表面质地较为光滑，因此固定时不使用废旧钢筋等质地硬的材料，而采用木方垫块或者铅丝固定，效果较好，可以避免对管道外壁的破坏[4-6]。

3.2.7 回填

管道回填与检查井回填有较大区别，检查井除非在土体内有冻土或者设计要求的情况下需要回填中粗砂等，其他情况只要在基础上按规范要求直接回土至井盖防护基础即可；管道由于变形量大，需要换土回填，如图3所示（放坡系数根据土质条件变化）。

图3 较弱地质条件下管道周围换填示意

3.2.8 井盖防护基础施工

井盖防护基础为碎石+混凝土结构，在施工中要注意碎石及混凝土不能掉入窨井内，应做好成品保护措施（图4）。

图4 井盖防护基础示意

3.3 系统测试

HDPE管道系统在投入运行之前应进行压力试验。压力试验包括强度试验和水密性试验2项内容。测试时一般推荐采用水作为试验介质。

3.3.1 强度试验

压力测试可以在管线回填之前或之后进行，管道应以一定的间隔覆土，压力试验时，应将管道固定在原位。连接部位应充分暴露，以便于检查是否泄漏。压力试验的测试压力不应超过管材压力等级或系统中最低压力等级配件的1.5倍压力值，开始时，应将压力上升到规定的测试压力值，并在该压力值状态下停留足够的时间， 保证管道充分膨胀，这一过程需要一段时间。当系统稳定后，如果在测试过程中并无肉眼可见的泄漏或发生明显的压力降，则管道通过压力测试。

3.3.2 水密性试验

HDPE管道具有较传统管材更为优越的水密性能。水密性试验的测试压力不应超过管材压力等级，当管道压力达到试验压力后，应在该压力状态下保持一定时间，使管道内试验介质温度与管道环境温度达到一致，待温度、压力均稳定后，开始计时，一般情况下，水密性试验应稳压1 d，试验结束后，如果没有明显的泄漏或发生压力降，则通过水密性试验。

3.4 管道变形检测

管道变形检验包括安装（铺设）变形检测和施工变形检测。管道安装变形检测应在管道回填达到设计高程后的12～24 h进行。管道施工变形检测应在管道覆土或上面结构完成30 d后进行。

每施工段最初的50 m不少于3处， 取起点、中间点、终点附近处，每处平行测2个断面，在测量点垂直断面测垂直直径。在相同条件下，每100 m测3处，在地质条件、填土材料、压实工艺或管径等因素变化时，应重复上述检测内容。管道的施工变形率不宜超过5%，管道的安装变形率不宜超过允许施工变形的2/3。

4 注意事项

1）施工时为雨季或者地下水位很高时，要做降水措施；高温施工时，要避免材料被阳光直射，必要时要用彩条布进行遮蔽覆盖，以防止变形。

2）条件允许的情况下，尽量多分段验收、尽早回填，减少管道因外力作用而产生的变形，实际情况表明，固定垫块的松动、土体的扰动以及外力的作用对管道的影响是很大的，一旦成品保护不到位将很容易造成管道破坏而返工。

3）热熔焊接时要控制温度，控制在200 ℃左右较为合理，否则容易破坏管道、造成变形，而且影响管径。

5 实施效果

HDPE管道施工在大型居住社区浦江基地项目中实施效果显著，特别在工期上取得了巨大的效益。

一般管道施工需要做砖砌或者混凝土管道保护，窨井一般为砖砌或者混凝土结构，工序多、施工复杂、效果不佳。

HDPE系统工期优势主要体现在窨井基本为零施工，而且其他管道保护等措施要求较低。浦江基地项目室外总体已经施工约5×104m2（占地面积），总施工时间22 d，较传统施工方法节约了大量的时间，大大降低了工期压力[7-9]。

6 结语

HDPE管道具有施工方便、工期短、质量水平高、施工环境要求低等优点，日后必将成为工程室外排水工程的主流材料。熟练地掌握该系统施工特点也将成为施工单位的必修课程，本文对该技术进行了简单的总结，希望对类似工程施工有所帮助。