2.HDPE中空壁纏繞管

　　2.1 HDPE管道的結構形式：

　　高密度聚乙烯又稱為低壓聚乙烯，是乙烯在催化劑存在下聚合制得，可采用注射、劑出、吹塑等方法成形，具有良好的耐熱性和耐寒性，力學性能優于低密度聚乙烯，耐磨性及化學性良好，能耐多種酸、堿、鹽類腐蝕，吸水性和水蒸汽滲透性很低。本次施工中使用的主要材料高密度聚乙烯排水管，是以HDPE為主要原料，以相同或不同材料作為輔助支撐結構，經熱纏繞成型工藝制成的結構壁管材，對接管口、大直徑1800mm。

　　因管道口徑大，現場地質條件復雜，供貨廠商亦無安裝經驗可供指導。

　　2.2 HDPE管道的物理試驗性能如下表：

　　序號 項目 指標 實驗方法

　　1 環剛度KN/m2 ≥8 GB/T9647

　　2 扁平實驗（40％） 不分裂，龜裂，破損的兩壁不脫開 GB/T9647

　　3 縱向尺寸收縮率％ ≤3 GB/T6671.2

　　4 落錘沖擊試驗 管內壁不破裂，兩壁不脫開 GB/T14152

　　5 液壓實驗 不破裂，不滲漏 GB/T6111

　　6 連接部位密封實驗 無泄漏現象 GB/T6111

　　環剛度，又叫環向彎曲剛度，是管道抵抗環向變形能力的量度，用測試方法或計算方法定值，單位為N/m2。一般取直徑3%變形時的測量值。

　　扁平試驗，在徑向加連續載荷，當試樣在垂直方向內徑變形量為原內徑的40%時立即卸荷，試驗過程中，載荷應沒有減少，試樣應無破裂。

　　縱向收縮率，也叫縱向回縮率，是管材試樣在110℃烘箱試驗后的縱向收縮比率，HDPE管道的線膨脹系數較大，該項目作為管材的一個檢測項目。

　　以上三項試驗為檢測該類新型排水管性能而定的，落錘試驗、液壓試驗為流體輸送管道的常規檢測項目。

　　3．施工工藝的確定

　　因工程中使用的HDPE管道型號比較低多，現以工程初期安裝的DN1600mm管道作為論述對象。

　　3.1分析HDPE管材的特性

　　①管道制造時保證管道內徑，平口管材，對接管口，使用電熱熔聯接；

　　②重量輕，中空壁高密度聚乙烯管約為同等長度水泥管重量的1/8；

　　③柔性管材及接口，不要求制作砼基礎。

　　3.2選定安裝工藝

　　選定確保管材連接強度和密閉性要求的連接工藝，確定管道地面連接整體吊裝的施工方案。在溝槽邊平地連接管道，整體吊裝就位，減少溝槽內施工條件惡劣，水、泥砂等對連接效果造成不良影響，質量控制重點放在管口的連接及處理上。

　　3.3確定施工流程

　　確定按以下工序施工： 測量放線——管溝開挖——基礎砂墊層制作——檢查井制作——管道拼接——管道安裝——管道與井口連接——管道壓腰——閉水試驗——回填土

　　4.管道安裝施工工藝

　　4.1溝槽開挖

　　管溝深開挖達4m，土壤條件差，地下水位高，按分層組合槽開挖，將管基夯實平整，鋪墊200mm的砂層，增大管道底部與基礎接觸面積，保護管道。

　　4.2管道地面拼接

　　4.2.1接口連接方式

　　HDPE中空壁纏繞管，管道接口內外使用熱收縮帶粘接密封，外部用電熱熔固定帶連接，保證接口的密閉性和足夠的連接強度。

　　4.2.2地面拼接

　　在管溝邊較平坦的部位順管溝擺放管道，并根據兩井間距切割相應的長度。管道切割可用木工切割鋸，管道端部用木工刨刨平。在管道連接部位下挖300mm深，比電熱熔帶寬200mm操作坑。

　　4.2.3熱收縮帶連接

　　管道調平對齊。要求管道水平對正，兩管道之間中線相對偏移量不大于7mm，對口間隙不大于10mm。

　　①準備燃汽加熱裝置:液化汽罐、膠管及噴。

　　②管道連接部位擦凈，管端800mm內要求無泥砂塵土。

　　③管道連接部位要用燃氣噴均勻加熱到80 ～90°C。

　　④將固定帶膠面加熱熔融后貼在管道上部，即對口縫應在管道的中部以上。

　　⑤將收縮帶的膠面稍微加熱一下，目的是去除潮氣并使膠軟化，收縮帶的三角形在定位的2/3處粘接好并壓實，要求從管底部沿中間圓周加固定帶，同時要加熱膠面以加強膠的粘接。收縮帶的一端加成工成三角形是為了增大收縮帶與管道的接觸面積。

　　⑥當加熱到固定片另一時，要加密封膠條將其封閉以加固收縮帶端部。

　　⑦加熱后，固定帶的邊緣應有少量的膠溢出，未達到此效果則應繼續加熱。

　　內壁熱收縮帶的操作方法同以上各步驟。

　　4.2.4電熱熔固定帶連接

　　①電源采用50kW發電機，供電電纜為10mm²電纜（DN1200及以上用12mm²）。

　　②管道連接部位擦凈，管端500mm內不得有泥砂及水氣。如有水滴、水氣應使用棉布擦凈，再用燃氣噴烘干。

　　③將電熱熔帶圍在管道連接位置上，有連接線的一端在里面，帶的中心線與管道中心線垂直，并不得偏出接口10mm。

　　④用尼龍扣帶（DN900以上使用）或鋼扣帶將電熱熔帶緊固在管道上。同時將PE棒插在緊靠電熱熔帶的里端頭部，管徑在DN450以上的插入90-100mm，DN400以下的插入50mm，緊固時盡量縮小該部位空隙。插入PE棒的目的是為了保證電熱熔收縮帶的端部密封嚴密，起填充作用。

　　⑤根據環境溫度設置加熱時間。

　　⑥選擇檔位與電流

　　管直徑 擋位 電流范圍 焊機

　　200～400 1（小） 12～16

　　PE-2004X

　　450～600 1（小） 16～25

　　600～1000 2（大） 20~35

　　1100～2000 —— 26~40 PE-2002

　　⑦熱熔焊機通電加熱。

　　⑧焊接完畢切斷電源，摘下輸出線夾子，檢查帶周圍邊與管子的間隙，然后再夾緊1/4到1/2圈。

　　⑨20℃以上冷卻15～20分鐘，20℃以下冷卻10～15分鐘后松開扣帶。

　　⑩焊接完成后約10～15小時，焊接部位完全冷卻固化，可移動管道，在焊接過程中或完全冷卻之前移動管道將會影響焊接質量。

　　4.3管道吊裝就位

　　對DN1400mm～DN1800mm管道，每次連接6m長的管道4根，共24m，可用2輛吊機抬吊就位。吊裝時，要用尼龍吊帶，吊點加固，防止管道斷裂。24米DN1800mmHDPE管道重量約為 2.5t，吊機的起重量及起重力臂均能滿足吊裝要求。

　　4.4溝槽內管道連接

　　溝槽內管道連接同前述地面上連接一樣，不同點是要注意有地下水及時排除，在接口時要嚴禁泥、水進入接口部位。水位應保持在管底300mm以下。槽底部經平整后鋪200mm厚的中砂或粗砂，用震動夯夯實。管頂800mm以上用壓路機分層碾壓。

　　4.5管道與井連接

　　管道施工各工序中，先做好檢查井，預留出管道的安裝位置。管道就位后，找正中心線及標高，用半干石棉絨水泥及油麻沿管道周圍包裹寬100mm的長度，用鑿子錘打密實，其余管段用C30水泥砂漿摸實。

　　4.6管溝回填

　　HDPE的線膨脹系數約為56×10-6/℃，約為鋼材的5倍，溫差較大時容易因脹縮而使尚未完全冷卻固定的連接部位受到較大應力而影響連接效果，在管道安裝后盡快回填壓腰，在連接前后在管道上搭草簾子避免日光直曬，白天澆水降溫，以減少管道長度變化。管道壓腰的另一個作用是因為該排水管相對重量較輕，抗浮性能差，要避免地下水位上升太高時漂管。

檢查井間管道段的后一個接口的連接應在早晨或傍晚，按施工要求檢查管道連接及管道與檢查井的連接外觀質量，將土回填至管道外徑的2/3高處，回填土按設計圖紙進行。

　　5.運行質量情況

　　進行閉水試驗前，必須將管道接口部位的中下部及時回填密實。作為柔性管道，懸臂結構會對管道產生巨大的徑向變形，這是在實驗時要避免的。本次工程中安裝的排水系統經過閉水試驗，管道泄漏量低于規范規定，目前管道運行良好。

　　6．幾點體會

　　在廣州工程中，充分利用了HDPE中空壁排水管的各種性能，合理地安排了施工工藝及施工工序，克服了種種不利的施工環境及因素：

　　序號 管材性能 施工應用 備注

　　1 平口管材，使用電熱熔聯接 地面連接 減少水、泥砂等對連接效果造成不良影響

　　2 重量輕 整體吊裝 加快進度

　　3 柔性管材及接口 不要求制作砼基礎 兩個檢查井位間管段只留一個接口在溝槽內連接

　　4 新工藝 內外熱收縮帶，外加電熱熔帶加強密封。

　　HDPE管屬柔性管道，與剛性管道施工中回填土要求相比無明顯差異。但對于剛性管道，通常被視為一個獨立的承力結構，強度上須承受全部的內外壓力；而柔性管則是“管道與填土作用”系統承力結構，即管道與填土之間，由于力的相互協調，HDPE管的回填土與管體形成個系統承力結構，胸腔回填土的密實度大于85％，即管道與填土之間，形成雙向壓力，力的相互協調，使二者結合成一個高度有效的整體結構，要求胸腔回填土的密實度大于85％。施工中，考慮管底墊層及管道胸腔回填土的密實度，要求回填土壓實到規定的密實度，即按設計或規范、標準施工，這決定了“管與土”系統的負載能力及管的徑向變形率，可保證工程安全運行，這一點對于大直徑管道施工尤為重要。而對于小直徑管道，則在施工時則容易的多，無須考慮回填土的密實度對管道的影響。在現場做臨時施工通道的排水時，曾用12m的DN400mm管道在不做任何基礎處理，回填土不做夯實處理，埋深在400mm時，可通過重載工程車輛而保持完好。

　　HDPE管道從上世紀九十年代未開始從國外引進，結構形式和聯接方式多種多樣，本文中所提到的是其中生產工藝簡單、制造成本低、易推廣的一種管道。HDPE管道使用壽命為50年，是水泥管的2倍多，大大降低了壽命周期成本，因此，在各類輸排水施工中會得到廣泛應用。