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hdpe管在市政排水工程中的应用
随着我国国民经济的持续快速发展,市政建设的规模也在不断扩大。排水系统作为城市的重要基础设施,对保障城市的正常运转及城市安全具有重要作用,其重要性日益得到人们的重视。排水管材作为排水系统的重要组成部分,其性能的优劣将直接影响排水系统的可靠性及安全性。传统的排水管材由于其本身固有的一些缺点,已经难以适应城市发展的需要。因此,近年来出现了许多新型管材,这些管材无论是性能还是施工难易程度都优于传统管材,因而得到了较为广泛的应用,hdpe(高密度聚乙烯)管就是其中的一种。

1 hdpe管的发展历程

hdpe管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材,由于管道规格不同,管壁结构也有差别。根据管壁结构的不同,hdpe管可分为双壁波纹管和缠绕增强管两种类型。hdpe管于20世纪80年代初在德国首先研制成功,经过近二十年的发展和完善,已经由单一的品种发展到完整的产品系列。目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟。由于其优异的性能和相对经济的造价,在欧美等发达国家已经得到了极大的推广和应用。

hdpe管在我国的应用起步较晚,但推广应用十分迅速,hdpe管在许多大型市政排水工程中得到了广泛的应用,目前国内生产该管材的厂家已达上百家。由于hdpe管是新型管材,尚无统一的国家标准,各地在使用过程中也出现过这样那样的问题,因而有必要结合具体工程对hdpe管的有关问题做一探讨。

2 hdpe管的性能特点

hdpe管具有优异的化学稳定性,优良的耐候性,并具有良好的综合机械性能,其主要特点有:

(1)抗压能力强。

hdpe管外壁呈环形波纹状结构,大大增强了管材的环行刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。




(2)摩阻系数小,通过能力强。hdpe管的内壁摩阻系数为0.009,而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此,hdpe管比同口径的其他管材可通过更大的流量。换言之,同流量情况下,可采用口径较小的hdpe管。

(3)施工便捷。由于hdpe管重量轻,搬运和连接都很方便,因而施工速度快。在工期紧和施工条件差的情况下,其优势更加明显。

(4)化学稳定性佳,使用寿命长。hdpe分子没有极性,所以化学稳定性好,一般使用环境的土壤、电力、酸碱等因素不会使管道损坏。在埋地情况下,hdpe管使用年限可达50年以上。

(5)适当的挠曲度。hdpe管属柔性管材,可抵御一定程度的地基不均匀沉降,管道接口严密,无渗漏。

(6)顺应时代要求,绿色环保。该管材符合国家环保要求,无污染,无毒害,且可重复回收利用。

3 hdpe管与其它排水管材的性能比较

比较项目

hdpe管

upvc管

钢筋混凝土管

陶瓷管

经济性

综合造价中等,寿命长

综合造价中等,寿命长

综合造价中等,寿命短

综合造价低,寿命短

耐腐性

抗腐蚀能力强

较好

一般

较好

卫生性

无色无味,对人体无害,卫生性公认最好

废弃管燃烧会释放大量重金属浓烟而污染环境

会有锈水现象

会污染水质

耐冲击性

耐冲击性好

在硬物冲击下有破裂、断裂危险

外力撞击会造成管皮脱落

很差,较小的外力即可使管道破碎

柔韧性

很好,能抵御一定程度的不均匀沉降

较好

不良

很差

使用寿命

50年以上

50年

20至30年

10年左右

施工难易

施工容易

施工较方便

施工难度大

施工费时费事




4 工程实例

青岛市汇泉湾改造工程是青岛市重点工程,汇泉湾地区是青岛市第一海水浴场所在地,以下几方面原因决定了本工程不能使用钢混管材:①本工程为奥运配套工程,环保奥运、绿色奥运要求使用环保管材②工期紧张,由于汇泉湾地区为旅游中心区,为不影响游客游览,必须在旅游旺季到来之前完成工程施工,总工期只有6个月的时间。钢混管材施工复杂,难以保证如此严格的工期要求③冬季施工,本工程于11月开工,施工期处于全年最冷的时期,钢混管材难以保证施工质量。④地质条件差,开挖后发现部分管段为流沙和淤泥,用混凝土管基础处理复杂。经过比选,我们设计选用了hdpe管。

由于选用了合适的管材,因此工程质量及工程进度都得到了保证,该工程现已顺利完工,右图为该工程的资料照片。由于施工队伍是第一次使用该管材,因此在施工过程中也出现过一些技术问题,在设计单位、管材供应商、甲方及施工队伍的密切配合下,这些技术问题都得到了顺利解决。




5 常用做法说明

由于hdpe管为新型管材,没有统一的国家标准,因此施工过程中会出现一些问题,笔者结合汇泉广场改造工程及生产厂家提供的资料,谈一些常用做法,供参考。

5.1 挖土开槽

挖土开槽应严格控制基底高程,禁止超挖。基底设计标高以上0.2-0.3m的原状土要用人工清理至设计标高。如果局部超挖或发生扰动,可换填粒径10-15mm天然级配砂石料或中、粗砂并夯实。沟底如有易滑除的块石、碎石、砖等坚硬物体时,应铲除至设计标高以下0.2m,然后铺上天然级配砂石料,面层铺上砂土整平夯实。

5.2 管道基础

管道基础应按设计要求铺设,基础毛垫层厚度,应不小于以下规定:管径315以下为100mm,管径600以下为150mm.管道基础的接口部位,应预留凹槽以便接口操作。凹槽宽约为0.4-0.6m,槽深约为0.05-0.10m,槽长约为管道直径的1.1倍。凹槽在接口完成后,随即用砂填实。

5.3 管道接口

管道采用橡胶圈或热熔连接。

管道采用橡胶圈接口时,应先检查橡胶圈是否配套完好,确认胶圈的安放位置,然后将接口范围内的工作面用棉纱清理干净,不得有泥土等杂物。接口作业时,应先将橡胶圈严密地套在一侧管口,调整另一侧管使两侧管在同一轴线上,然后套上橡胶圈,调整橡胶圈使其与管外壁接合紧密,最后套上哈夫外固管箍。

5.4 管道与检查井衔接

管道与检查井的连接采用刚性接口,在施工时要求井与管之间用1:2.5水泥砂浆接合密实,该部分井壁砌砖要求发旋砖,井底流槽与管内壁接合平顺,管口与井内壁齐平。

5.5 沟槽回填

从管底基础至管顶以上0.7m范围内,必须用人工回填,严禁用机械推土回填。回填先从管底与基础结合部位开始,沿管腔两侧同时对称分层回填并夯实,每层回填高度宜为0.15-0.20m,管顶以下宜用粗砂回填,管顶以上0.5m范围内,宜回填砂土或接近最佳含水率的素土。管顶0.7m以上部分回填土,可采用机械回填,但必须从管线两侧同时回填并夯实,可使用机械碾压。

6 结语

总之,hdpe管是一种新型管材,其各方面指标都优于现在常用的传统排水管材,代表了未来排水管材的发展方向。当然,新事物的出现也需要一个逐步认识的过程,相信这一过程不会太久。

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