市政给排水管道工程HDPE 管施工技术要点

2024-02-02费晓锋

建材与装饰 2024年5期

费晓锋

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

1 HDPE 管的基本类型

1.1 双壁波纹HDPE 管

双壁波纹HDPE 管是一种具有双重结构的管子，在管子的内侧具有两个彼此平行布置的内波纹层，而在其两头各构成一外管。钢管的外表面是聚乙烯膜，而在钢管的内面是PVC 膜或聚丙烯膜。这种材料具有很好的抗拉性和很好的耐久性。另外，这种新型的聚乙烯管材还能有效的解决普通的聚乙烯管材在使用过程中易出现的开裂等问题，从而提高管材的使用寿命，减少维护费用。此外，该构造的弯矩半径小，易于在狭窄的场地中进行铺装，因此可用于城市公路、地下管道等领域。双壁瓦楞高密度聚乙烯管材的优点：①具有更大的直径，可以按照用户的要求进行长短调节，以适应用户的需要[1]。②该管道是由多个堆叠的形式组成，也就是由两个或更多的塑料薄膜来分隔管子，这样就能有效地降低应力集中的现象。③因为它的强度高于一般的塑胶，所以它对管道的耐撞性有了一定的改善。④这种钢管具有一定的防水功能，可以避免雨水进入排水管内。但是，它的使用也有一定的局限性。首先，要根据城区的地势和地区的地质情况来进行管道的设计，并对管道类型进行合理的选择。其次，在选择原材料时，应注重选择高质量的原材料，认真选择原材料。⑤加强对项目建设的各个阶段的管理，确保项目的质量和进度。同时，还要对施工现场的物资输送、施工等环节进行严格的监督，以保证整体施工的顺利进行。

1.2 缠绕强化HDPE 管

与双壁型高密度聚乙烯管材相比，双壁型高密度聚乙烯管材具有较大的直径、较高的拉伸强度、较好的压缩作用。这是因为这两种钢管都是可以抗压的热塑性高强材料。两种材料中，前者更加坚韧，更加稳定，也更加安全。在实践中，HDPE 与常规的两层PE 相比，具有较大的优势，如成本较低，便于使用和维修等。就钢管的生产而言，由于其制作过程比较容易，所以其加工与成形也比较容易。但在城市给水系统中，HDPE 管道是一种既能有效地改善城市给水系统存在的问题，又节省了一大笔投资的新型管道，是非常有价值的。在我国，高密度聚乙烯管材种类繁多，但以单、多层为主。通常情况下，为防止出现漏水的情况，应采取双层防水措施。但在工程实践中，因缺少相应的技术规范，经常会出现局部渗漏无法进行修复的情况，从而影响了管道的正常排水作用，甚至引发了安全事故。将HDPE 管埋在地下，可以起到对管道进行防护作用，减少管道损坏，保证人们的生活质量[2]。在施工过程中，要注意施工作业的具体情况。针对各地区的生态特点，制订了适合的生态保护规划。同时，应根据管道的埋设深度，尽量减少管道的埋设深度。如此一来，可以将无谓的伤亡降到最低。在施工技术上，采取了新技术，以达到更好的效果。在此基础上，对管线铺设方法进行了优化，并尽可能地采用机械操作，提高了工作的效率。同时，还应加强对建筑工人的业务素质的培养，提高他们的业务素质。缠绕强化HDPE 管如图1 所示。

图1 缠绕强化HDPE 管

2 市政给排水施工中HDPE 管的施工应用现状

在城市给排水工程中使用的HDPE 管是一种内壁上有光滑的表面，外壁上有环形的波纹结构，它可以根据管道的尺寸和管壁的不同，将其分成两种类型，分别是双壁波纹管和缠绕增强管。双壁波纹管的管壁横断面为两层，针对该种管材，采用高密度聚乙烯一次挤压法将其外层的波浪形和外层的平滑内层一次挤压成形。它在市政排水施工管道中的运用，拥有环刚度高、韧性强以及质量轻等优点。但是，由于受生产工艺的限制，管道材料产品口径最大只为DN1200mm，这在一定程度上限制了其的应用推广。而缠绕增强管则是以高密度聚乙烯为原材料制成的长方形管体，因为其成形过程采用卷焊方式，所以被称为卷焊。由于其独特的成型技术，使其与一般的双壁型波纹管相比，其产品直径可达到3000mm。但是由于管线的联接多采用热熔胶条联接，所以费用比较高。另外，其制造费用也比较高，当制品的内圈硬度和内圈的内圈尺寸都一样时，其消耗的原料要多于两层内圈的内圈。但目前国内对HDPE管材的相关研究还处于初级阶段，其在工程建设中的运用还有待进一步提高。有关建设者不仅要在生产加工上持续提高成形技术，还要从施工实践上加强HDPE管施工工艺应用的熟练性，从而在目前的市政给排水施工中发挥出其应有的作用。只有这样，城市给水、污水工程的建设，才能在可持续的条件下，将其应用到实际中，并在现代化的经济建设中，以低耗高效的施工技术和方法，深入推进城镇化的发展。

3 HDPE 管施工技术要点

3.1 测量放样

在铺设管道过程中，排水管道的干管道需沿道路路缘进行铺设，管道的铺设需沿苗圃内道路完成。为保证排水管道铺设的顺直度和标准度，在进行管道铺设之前，必须配备专业测量人员，落实前期的测量放样工作，对沟槽开挖进行全面勘察，明确是否存在地下管道、通信线缆或电力线缆。经过全面勘查确认无误后，才可依据工程设计要求及标准进行管道高程放样。与此同时，还需借助石灰粉完成HDPE 管道沟槽开挖控制线的明确标识，进而保证排水管道的安装进度与标准要求相符。

3.2 热熔挤出焊接工艺

在众多的连接方法中，热熔挤压焊接方法和热溶对接方法均是利用聚乙烯的热融性，加热并融化后，通过外部力量将其连接起来。然而，目前该技术多以直接加热方式为主，即通过焊口的热气对电极进行加热，而挤压出来的流体通过范德华力作用来充填间隙，经降温后以塑性方式将两根管子进行对接。高密度聚乙烯塑料管的热挤压焊接工艺如图2 所示。与传统的热熔对接焊方法比较，在焊接过程中添加多余的电极，无须专用的焊接设备，且焊接口小巧、操作简便；联结速度快，费时少，更适合于城镇建设。热熔挤塑焊可以与热缩胶条连接法联合使用，以增强其连接的强度，由于缺少对该技术的材质和施工技术的规范，该技术并没有得到广泛的使用，因此对该技术的施工方式以及产品的品质进行了深入的研究，可以为该技术的进一步推广使用提供基础和支持[3]。

图2 HDPE 塑钢管热熔挤出焊缝工艺

3.3 HDPE 管道基础施工

基础建设的品质是HDPE 给水排水管道在使用中的重要组成部分，地基建设的优劣直接关系到整个建筑物的安全，同时也关系到整个建筑物的安全，同时也关系到整个建筑物的安全。所以，在HDPE 供水管线的安装和建设中，一定要严格按设计图进行。在施工过程中，必须确保每个步骤都在可控范围内，特别是管道与检测井的联结点和管道的交界处。高密度聚乙烯管材因其防腐能力强，不容易受到侵蚀，所以其主体材料一般是聚乙烯管材。但是由于这种塑料自身有一些缺点，例如，它的密度很大，很容易发生膨胀和变形，并且很容易随着时间的推移而造成损坏。还需要采取一些防护措施。在对预留沟道的宽度进行控制时，应按具体要求选取适当的沟道间隔（通常为2.5～3.5m）。同时，对沟道的宽度进行了适当的选择。并且，对混凝土的材质性能及施工技术进行综合分析，以避免混凝土裂缝的产生。另外，灰石配合比对混凝土的强度也有很大的影响[4]。HDPE 管道结构如图3 所示。

图3 HDPE 管道结构

3.4 热熔连接

此工程的HDPE 管材主要选用热熔连接的方式。在完成前期下管工作后，需在明确热熔施工顺序的基础上，在机架卡瓦内放置HDPE 管材，并对管材两端端口界面的污物进行全面清理，对热熔管材的高度进行合理调整，保证其和热熔连接管材高度处于同一水平位置。与此同时，还需借助卡瓦完成两段管材的固定工作，合理控制热熔界面的距离，通常其距离需保持在25～30mm。此外，相关技术人员还需在明确HDPE 管材热熔参数的基础上，完成铣刀的调整，并将两段管材的焊接界面慢慢合拢，在适当增加其压力的基础上，让热熔界面出现连续切屑。此时便可撤掉压力，在等待2～3min 之后退出机架，关闭铣刀电源。在此过程中还需严格控制热熔切屑的厚度，将其保持在0.5～1.0mm。而切屑工作结束后，需将铣刀取出，并将热熔两段的管材及时合拢。此时还需全面检查管材中心线的对齐程度，保证管材错位量不超出10%。在合拢两段管材时，应尽量缩小管材之间的缝隙，其最大缝隙宽度也需保持在固定范围内。若其缝隙宽度与标准要求不符，则需重复切屑工作，保证热熔接缝精度符合标准。在确保HDPE 管接缝宽度达到要求后，需借助移动机架夹具完成切屑界面拖拉力的检测，并对数值进行详细记录。在开展热工施工过程中，首先要合理设定预热加热板的温度值，并在机架内放入加热板，在参考实际拖拉力的基础上，明确加热板工艺参数施加压力，保证热熔界面两端最小卷边与规定宽度一致，并在此时将压力减小到规定值范围内，然后完成加热。加热2～3min 之后可推开活动架将加热板取出，并将HDPE 管材快速合拢，此时的切换时间应不超过30s，以防止管材温度下降导致热熔质量受损。完成HDPE 管材热熔工作后，需将其冷却5min左右，随后可卸除所施加的卡瓦级压力，并将热熔完成的HDPE 管材取出。而对于HDPE 管材热熔连接过程中常见的内翻边现象，此工程采取的应对措施主要是利用专用内翻边切除设备，直接切除内翻边部位。在切除内翻边时，必须先对刀头进行折叠，并利用加长杆将切割机刀头直接伸入HDPE 管材热熔连接区域，然后需旋转长杆并打开刀头，直接将内翻边部位切割。在此过程中需注意的是，管材冷却之后，内翻边区大多会出现硬化，此时人工旋转带动刀头，在切割过程中也面临着较大的难度。因此，内翻边的切割工作必须在热熔完成或者2min 内进行[5]。热缩带连接工艺尺寸如图4 所示。