《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》修编解读

张东岩，赵乐军，史志利，李曦淳

（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300392）

近年来，随着我国经济技术水平的不断发展，城镇化和基础设施建设稳步推进，各种新材料、新工艺、新技术不断涌现。硬聚氯乙烯（PVC-U）管道因具有重量轻、耐腐蚀、过流能力大、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便等特点，而广泛应用于工程建设中。特别是随着技术不断进步，生产工艺改善，硬聚氯乙烯管材的形式、性能也有了发展，经济和社会效益显著，具有很大的推广应用价值。根据中国工程建设标准化协会《2017年第二批工程建设协会标准制订、修订计划》（建标协字[2017]031号）的要求，对CECS 122：2001《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》规程进行修编，为硬聚氯乙烯排水管道的工程应用提供指导，促进行业的技术进步，促动新型环保管材产业的发展；为城镇排水设施建设，特别是海绵城市建设的排水管材提供技术支持，满足建设物理性能优良、耐化学腐蚀、质轻耐用、安装方便、施工便捷的排水管道工程的市场需求。

修编后的规程适用于新建、扩建和改建的无压埋地硬聚氯乙烯排水管道工程设计、施工及验收。埋地硬聚氯乙烯排水管道的设计、施工及验收除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。埋地硬聚氯乙烯排水管道包括：实壁管和双壁波纹管、加筋管、轴向中空管等结构壁管。实壁管及结构壁管是指用于重力流的无压埋地排水管道工程。埋地硬聚氯乙烯管材种类较多，不同管材因结构不同，管径范围也不同，本规程规定的管材公称直径应符合相应的国家产品标准。

1 修编内容

1）对术语、定义及通用词语所涉及的内容通篇进行了梳理，使之意义明确并与相关标准协调；完善了不同类型埋地硬聚氯乙烯排水管道的物理力学性能和管径范围，在条文说明中细化了引用依据说明；对条文中的解释性内容进行提炼并纳入条文说明中。

2）根据目前国内轴向中空壁管生产实际情况和应用案例及国家标准[1]的规定，补充硬聚氯乙烯轴向中空壁管。

3）对比国内外有关埋地硬聚氯乙烯排水管的标准，同时调研国内应用案例，调整了水力计算内壁粗糙系数，将引用依据列入条文说明中。

4）修改管道结构计算。硬聚氯乙烯排水管道结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量管道结构的可靠度。除验算管道整体稳定性外，均应采用分项系数设计表达式进行计算。硬聚氯乙烯排水管道结构设计，应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行计算和验算。综合调研产品资料和国标等各类相关标准规程，泊松比出于安全考虑取值为0.35。

5）根据国标产品标准管径范围，在附录中修订了满流条件下不同管径的水力坡降、流量、流速的关系表；补充了非满流条件下硬聚氯乙烯实壁管、双壁波纹管、加筋管和轴向中空壁管不同管径的流速、流量关系计算公式。

6）针对管材接口及与检查井连接要求，补充了管道与塑料检查井、混凝土检查井连接详图。

7）管道地基承载力的要求中取消了具体数值，给出了应符合设计要求的规定。管道地基的处理取消了具体做法，给出针对不同地质情况可能产生不均匀沉降时应进行地基换填或加固处理的规定。

8）补充了管道闭气试验的依据和具体要求。

2 修编依据

2.1 基本内容

施工、质量检验及工程验收等基本内容的规定是按照国家标准[2～3]的规定并结合硬聚氯乙烯（PVC-U）排水管特点编制的，依据可靠、成熟。

2.2 管道及连接件性能要求

管道及连接件的规格和物理学性能参数是依据现行国家产品标准[1，4～6]进行规定的，依据可靠。将埋地硬聚氯乙烯排水管道的规格及物理学性能列入了条文说明，供排水管道工程设计选用时参考。

2.3 水力计算

埋地硬聚氯乙烯排水管道水力计算的基本公式采用曼宁公式[7]，埋地硬聚氯乙烯排水管道的粗糙系数引用了我国的国家标准[7～9]、美国实验室试验值、美国Uni-belIPVC管协会推荐及日本下水道协会JswAs标准推荐的数值。

由于接头阻力及管道在污水环境中管内积污等影响，粗糙系数可能增大，因此综合考虑确定的粗糙系数取值范围是可靠的。

2.4 结构计算

埋地硬聚氯乙烯排水管道结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。依据文献[3]并参考有关国外标准的相关内容，埋地硬聚氯乙烯排水管道的结构极限状态设计主要内容确定包括：管道环截面强度计算、管道环截面变形验算、管道抗浮稳定性验算。

2.4.1 管道环截面强度计算

埋地硬聚氯乙烯排水管道环截面强度计算方法参照美国聚乙烯波纹管协会资料《聚乙烯波纹管的结构设计方法》的有关内容制定。管道环截面的强度按柔性管的理论计算，管两侧的侧向土抗力由管道在竖向荷载作用下管径侧变形的大小确定。侧向土抗力的图形采用Spangler抛物线形，管道在外压力作用下的弯曲应力通过在竖向变形下管材的应变来计算。管壁截面环向弯曲拉应力公式中的系数调整为1.76。

2.4.2 管道环截面变形验算

管道环截面变形公式采用了美国spangler公式，同时符合我国国家标准[3]的规定。公式中的变形滞后效应系数可根据沟槽管道胸腔部位回填土的密实度取值，密实度大就取大值，密实度小则取小值。埋地硬聚氯乙烯排水管道的允许直径变形率国内外一般都控制在5%以内，因此本规程规定为5%。考虑到国内各类型管材产品性能不一，有的管材弹性变形极限较小，如果允许变形率都按照5%控制，则在某些情况下可能导致安全系数过低；因此，当遇到这种情况时，为保证安全，依据生产厂提供管材的实际弹性变形极限值来确定允许变形率更为宜。

2.4.3 管道抗浮稳定性验算

管道抗浮稳定性验算内容按照我国国家标准[3]的相关条款制定。规程修订前，计算公式仅用地下水深度来计算浮托力欠妥；修订后改为按管道排水体积计算，抗浮永久荷载增加了管道自重。

2.5 管道的功能性试验

修订后新增的无压管道闭气试验是在专家论证的基础上引用了天津市工程建设标准DB 29-95—2004《混凝土排水管道工程闭气检验标准》和DB 29-155—2006《塑料排水管道工程闭气检验标准》的规定，是经过对比试验和工程实践得出的闭气标准，引用此方法是可靠的。

3 结论及建议

本次技术规程的修订丰富了管材结构形式，纳入了近几年技术发展成果，与相关标准协调一致。由于埋地硬聚氯乙烯排水管道工程应用范围有限，对国内实际工程的运行测试数据还有待总结验证。

埋地硬聚氯乙烯排水管道工程质量很大程度上取决于施工水平，好的产品和高质量的施工才能确保管道系统的正常运行，但实际操作中存在不标准施工、粗野施工等情况，没有充分发挥埋地硬聚氯乙烯排水管的既有功能，甚至造成管道的损坏。国内使用埋地硬聚氯乙烯排水管的工程案例年限较短，有关技术人员仅对使用状态进行了调查，未进行针对性的使用寿命试验研究，因此，业内有必要进一步开展对现有工程使用状况的调查研究并配合其使用条件的试验，分析管道变形和耐久性，为今后完善规程内容奠定基础。

埋地硬聚氯乙烯排水管材还有很多新型产品，本规程修订中尚未纳入，有待制定了相应的产品标准或技术规程后，再完善相关内容。□■