市政给排水施工中HDPE管施工技术研究

洪伟

（上海城市排水有限公司，上海市200233）

1 HDPE管概述

目前国内市政排污、排水管道大多数采用水泥管，由于其化学性质不稳定，连接不严，易泄漏，污染环境，已成为现代城市的一大公害。而另一种常用管道——铸铁管道因施工不便、施工费用昂贵等诸多缺点，已逐步被市场所淘汰。

近年来，以HDPE管材代替水泥管道获得成功，它是水泥管、铸铁管的最佳更新替代产品。

HDPE（High Density Polyethylene）管是一种高密度聚乙烯材质的管材，采用结晶度高、非极性热塑性树脂材料制作而成。其内外璧平整光滑，规格为DN150～3 000 mm。HDPE管最早产生于德国，后被各国各地区广泛推广和应用。与传统管材相比，HDPE管具有抗压力强、摩阻系数小、绝缘性能高、使用寿命长、施工便捷、绿色环保等诸多特点及优势。由于HDPE管的自身优势，在大型市政排水工程中的应用最为广泛。HDPE管外壁呈乳白色，有环状波纹，内壁平滑度比较高。

随着HDPE管的发展，国内外管材市场上出现了不同规格的HDPE管。当前国内建筑施工以及给排水施工主要应用两种HDPE管：缠绕增强管和双壁波纹管。在具体的施工过程中，可根据不同的施工特点和要求，选择最为合适的HDPE管。目前市场上较多采用缠绕增强HDPE管。

2 HDPE管的性能特点

HDPE管具有良好的化学稳定性、耐老化性、耐磨性、耐腐蚀、质轻、抗压、无毒、绿色环保、安装简便、通流量大、寿命长（50年）等优点，并且在施工过程中机械性能较强，因此在使用中能够满足各种工艺需求。其主要特点有:

（1）抗压能力强。在当前应用中，各种因素造成的压力不断增加和提高，由于其内部结构平滑稳定，外部则是环形波纹状结构，使得其管材的刚度能抵抗各种土壤的负荷，确保应用质量措施的落实。

（2）摩阻系数小，通过能力强。HDPE管的内壁摩擦力小，同时针对钢筋混凝土管内部摩擦系数较大的状况，已经形成了一套完善的管理控制模式，因此，HDPE管与同口径的其他管材相比流量可以增加30%。在当前通流量的水流影响之下，HDPE管比其他管道流速快，通过能力强[1]。

（3）施工便捷。由于HDPE管较轻，在施工和使用过程中搬运和连接都很方便，因而其施工速度较快，在施工工期和施工条件较差的情况下具有很大的优势。

3 市政给排水施工中的HDPE管主要施工工艺

3.1 管道制作

（1）用热熔对焊机的专业铣刀将要焊接的两管端铣削平整，然后在可移动的稳定支架上固定，在进行对接时两管管端要保证：①闭合管端的最大间距不得超过0.3 mm；②错位距离不得超过1 mm；③管端转角应为垂直的90°。

（2）将满足温度要求的电热板放在HDPE管中间，为使其紧贴电热板应适当移动两管端，当卷边高度达到壁厚的一半时迅速取出电热板，合拢两管端。进行切换的时间应尽可能缩短，不得超过5 s，还应通过加压手柄保持一定的压力，直至整个管端周围形成一圈熔化边料。

（3）通过合拢和加压手柄慢加压管端并保持一定的压力值，使压力持续一段时间，直至初熔化的卷边黏接并冷却硬化后热熔完成。

3.2 HDPE管的接口方式及其与检查井的连接方式

HDPE管常用的连接方式有带密封圈承插式套管连接、电熔连接、热熔连接、电焊管箍连接件连接等多种，在选择时应根据施工实际情况以及每种连接方式的特点，选择最佳连接方式[2]。在进行连接时，由于HDPE管不能采用溶解性粘合剂进行连接，因此，使用熔焊连接就成为管材施工过程中最好的连接方式。该种技术在我国已经发展了相当长的时间，作为当前比较先进的一种连接方式。电热熔连接主要使用两种施工机具：电热熔焊机以及热熔对接焊机。采用熔焊连接方式可以有效地加强管材与管体之间的一体化，使施工质量可靠从而不易出现泄漏等不良现象。随着施工技术的不断进步，通过钢塑过渡进行连接的方式，已经成为HDPE管与金属管道进行焊接时最主要的焊接方式。

管道接口多采用热熔或橡胶圈连接方式。采用橡胶圈连接时，应先确认橡胶圈的安放位置，检查其是否配套完整，进一步将橡胶圈接口处工作面的泥土等杂物清理干净。在进行接口作业时，应先将橡胶圈与一侧管口严密地套在一起，调整另一侧管使两侧管在同一轴线上，然后两侧管都套上橡胶圈，调整橡胶圈位置使管外壁与其紧密接合，最后套上防护外固管箍。

在HDPE管与检查井进行连接时，会因不同材料间收缩率不相同因素，使得连接处容易出现渗漏等不良现象，由此，在施工过程中安置一定的防水翼环成为主要的防漏措施。

检查井与 HDPE双壁缠绕管进行连接时，中介层法是最佳选择。其具体操作过程就是先用毛刷、棉纱等清理工具，对检查井壁外表面进行清理，然后用聚氯乙烯粘接剂进行均匀涂抹，涂抹完成之后均匀地撒上一层粗砂，在固化完全后形成了中介层，接着用水泥浆砌入。

3.3 管道安装

管道安装工作主要分为4个环节：沟槽支护、挖土开槽、管道基础和管道接口。为了保证施工质量，每一个环节都必须严格按照施工工艺要求进行施工。

（1）沟槽支护。根据开挖深度、地下水情况、周边环境等因素选择合适的沟槽支护方式，沟槽支护是确保管道施工安全的必要措施。

（2）挖土开槽。严格控制基底高程，设计科学合理的标高。如果沟槽底部有坚硬物体或暗浜，必须将其清理干净，然后用中粗沙砾或天然级配砂石料回填至沟槽底标高。

（3）管道基础。必须科学设计基础毛垫层厚度，并严格控制。不同管径的基础垫层厚度各不相同，要经过科学计算而定。比如，600 mm以下的管径对应的毛垫层厚度是 150 mm。此外，需要注意的是为了保证施工顺利进行，要做好凹槽预留工作。

（4）管道接口。在这一环节中，最重要的是确定水流大小和方向。一般而言，要先安装下游管道，后安装上游管道。管道插口按照顺水流方向安装，承口按逆水流方向放置。

另外，管道铺设后，在坞膀、回填土前，雨水管道与压力管道必须根据设计要求作磅水试验（见图1）。雨水管流砂地区可四节抽磅一节，污水管100%做。检查井泵水示意图见图2。

图1 泵筒泵水示意图（单位：m）

图2 检查井泵水示意图（单位：m）

3.4 沟槽回填

沟槽回填是市政给排水HDPE管施工最后一个环节。沟槽回填示意图见图3，其中的沟槽宽度B按式（1）计算：

式中：Dw为管外直径，m;b1为管外壁到沟壁距离，m;b2为沟槽边坡宽度，m。

在这一环节中，要注意以下几点：

（1）回填材料。主管区应采用粒状材料（如黄沙），不允许用未经处理的原土直接回填。淤泥、有机土、冻土以及粒径过大的碎石或砖块等不得作为主管区回填的材料。

图3 沟槽回填示意图

主管区的回填土密实度不应小于95%（按轻型击实标准）；管道宽度以外次管区的回填土密实度不应小于90%；管道宽度内次管区的回填土密实度应为（85±2.5）%。

（2）回填从基础管底与管底结合处开始，至管顶以上 0.7 m内，必须采用人工方式，沿着管道对称两侧分层回填。

（3）管顶以下用中粗砂回填，管顶以上 0.5 m内用素土或砂土回填。

（4）管顶 0.7 m以上可用机械回填，但必须采用一定的限位措施，防止管道产生位移。

（5）每层回填高度保持在 0.15～0.2 m内，夯实后方可继续回填。

4 结语

必须加强对HDPE管施工工艺的研究，并不断进行改进和完善。这不仅是提高市政给排水施工质量的要求，也是整个建筑行业可持续发展的要求。