摘 要 在分析HDPE管道特性的基础上,介绍HDPE管在城市排水工程中的应用范围,指出HDPE管道存在的问题及使用中注意的事项,以促进HDPE管材的改善和推广使用。
关键词 HDPE管道 工程应用 施工特点 存在问题
前 言
HDPE柔性管道在国外早已得到广泛应用,但在我国排水工程中使用时间不长、HDPE管道以其自身的材料特点,耐酸碱腐蚀、管质轻、接合迅速、施工容易、装卸便利、极好的化学稳定性、超低的摩擦阻力系数、优异的耐磨性能、抗变形能力强、设计施工灵活性大、耐老化等优点,越来越得到广大的设计、施工技术人员的高度重视。
一、HDPE管道在城市排水工程中的应用范围
在国家大力鼓励支持技术进步创新的良好环境下,我国通过对HDPE管道的引进和自身的不断开发,改善管材的缺点,使得HDPE管道逐渐占据了我国管道市场的一席之地,在国内已被建设部评为重点推广产品。
HDPE管道以其材料和构造特点,在管道工程应用中有着传统砼管道难以相比的优势。
1.在软土地基中的应用
HDPE管道属柔性管道,与刚性管道在设计上有明显差异,对于刚性管道,通常被视为一个独立的承力结构,强度上需承受全部的内、外压力,而柔性管道是“管道与填土”共同形成系统承力结构,即管道与填土之间,由于力的相互传递,以及变形的互相协调,使二者结合成一个高度有效的整体结构。根据以上受力特点,以及管材较高的变形能力和管道接口通常采用电熔连接,可保证接头与管材的同一性等优点,使它能在软土中得到应用,特别是它的焊接接头适应变形能力比普通砼管强。
2.在处理管道交叉或与道路构造物相碰中的应用
城市道路下管线众多,因种种原因地下管线图很难详实准确,所以设计与施工中经常会出现排水管道与其它管线或道路构筑物相碰的情况。由于HDPE管道的低粗糙系数,可以在相同使用条件下,管径减少一个等级(对小管径)或更多(对大管径),再加上它的管壁较砼管壁薄,如果矛盾不大时,就可以解决。
3.在起吊设备难以到达的工程中的应用
在一些老城区,由于排水干管建设不规范或根本没有建设,随着人们保护环境意识的加强,需要在老城区改建或增设排水管道,而老城区一般道路狭窄,建筑物密布,在这些起吊设备难以到达的地方,HDPE管道的优势可得到充分发挥。一方面,其自重轻易于运输安装,另一方面,因其粗糙系数小,在相同流量情况下,管径比砼管小,因而减少了开挖面和回填量,加快施工进度,对周围环境影响降为最小。
4.在抢险工程、应急工程和临时工程中的应用
HDPE管道具有重量轻、安装方便,接口牢靠,施工安全和对管基要求低等特点,所以它能快速完成铺设,城市修(改)建排水管道时,常遇到需要临时改排水或某路段交通特别繁忙,日间施工难度较大,只能在夜间抢建的情况下,此时由于柔性管道的上述优点,常被用到抢险、应急和临时工程中。
5.原有管道中内衬HDPE管道工程中的应用
城市原有道路上,一般都埋设了污水管道,材质一般为钢筋砼刚性管道,但是,由于使用年限久,基础不均匀下沉等原因,管道接口变形较大,影响管道的运行效率,甚至管道接口处漏砂严重,导致路面下沉,影响了路面的正常交通。由于HDPE管道的柔性和粗糙系数小的优点,同地方设计HDPE管径比砼管径小,采用原有砼内内衬HDPE管,可达到同样的排水效果,而省重新埋管的工作,节省造价。避免了重新埋管对交通的影响,具有明显的经济效益和社会效益。
6.HDPE管道在非开挖施工技术工程中的应用
对于小直径管道铺设在不能开槽放管的地段,如支管横穿道路,道路不允许破除路面的地段,采用非开挖施工技术,用定向钻孔拖入铺设,可以在不破坏地面又不损伤道路下已有管道的条件下完成新管道的铺设。
二、HDPE管道与砼管的经济效益比较
HDPE管道单位长度与同等级管径的钢筋砼管相比价格偏高,但在工程应用中应注意以下几个方面:第一,HDPE管材为一种柔性材料,对基础要求比钢筋砼管低,HDPE不要求有刚性基础,从而节省了钢筋和砼;第二,HDPE管材内壁光滑,水力条件好,设计管径比砼管小;第三,因其自重轻、连接简单、易运输、易施工、施工周期短,从而节省了大量的人工和机械台班费。笔者没有收集两种管材的价格比,但在实际应用中,从工程的总体造价上看,HDPE管材和砼管材相比,小管径管和砼管造价基本持平或略高,大管径管基本持平或略低。
三、HDPE管道施工特点
因HDPE的材质轻及“管土共同作用”的特点,它的施工与普通砼管有不同之处,如果施工队对HDPE管材的特性不了解,采用传统钢筋砼管道的施工技术安装HDPE管道,将会影响管道的施工质量,不能保证管道的正常运行。首先,HDPE管材的材质轻,需保证在施工期内管道不漂浮。另外, 管底垫层及回填土的密实度,决定了“管与土”系统的负载能力及管的径向变形率,因此要达到“管土共同作用”的效果,必须保证管底垫层及回填土的密实度满足设计要求。要做到以上两点,必须保证回填时沟槽内无积水,不得带水回填,不得回填淤泥、有机物,回填土不得含有石块、砖及其它杂硬物体,对地下水较高的地方,地下水位应降至槽底最低点下,必须在工程已不受地下水影响或满足基础强度和管道抗浮时才可停止降低地下水。
四、HDPE管道在应用中存在的问题
HDPE管道在工程应用中总体来讲是好的,但我们同时发现了一些管材和施工中的问题,希望能对厂家和施工单位有所借鉴。
1.管材的问题:对外形为螺旋状的高密度缠绕增强HDPE管道,因螺旋间的管壁太薄,在螺旋交接处,由于运输吊装不规范,导致交接处裂口,管材的设计能否考虑加强接口或增设吊点。
2.施工的问题:因HDPE管材轻,施工单位不注意,在开槽埋管覆土后,停止降低地下水,由于管顶覆土未达到设计要求的高度,导致已埋的管被浮起,所以,施工中必须注意管的抗浮问题。
五、结束语
HDPE管道属于柔性管道的一种,目前,柔性管道没有完全取代传统的刚性管道,但柔性管道以其独有的特点补充了刚性管道的不足,拓宽了管道的使用范围,设计人员也多了一项选择。在使用中,不应将二者对应起来,应根据使用条件,充分发挥各自的特点,因地制宜,使得刚、柔管道得到最合理的应用,以取得最好的经济效益和社会效益。
参考文献
中国工程建设标准化协会标准:埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程(CECS12:2001) 2001.北京
