李燕楠
(中國安能集團第一工程局有限公司，廣西 南寧 530200)
摘要：為了降低市政排水工程中 HDPE-B管材損耗，從HDPE-B管材定義出發(fā)，介紹了HDPE-B管材特點以及施工流程；對市政排水工程中 HDPE-B管材損耗產(chǎn)生的原因進行深入分析，包括管材滲漏、管材上浮位移和管材變形等，并提出有針對性的防控措施。結(jié)果表明：防控措施可有效降低 HDPE-B管材損耗率，確保工程施工進度，降低工程施工成本。
關鍵詞：市政排水工程；HDPE-B管材；損耗控制
隨著中國經(jīng)濟社會水平的不斷提高，城市人口數(shù)量逐年增加，人口密度越來越大，原有的市政排水設施已不能滿足社會發(fā)展需要，各大城市大規(guī)模地開展市政排水改造工程。在市政排水改造工程中，HDPE-B 管材因其施工要求低、質(zhì)量輕、強度高、壽命長等優(yōu)點，在工程中得到了廣泛應用，但損耗率高也成為限制其使用的關鍵因素。排水工程中的排水管是關鍵原材料，一旦管材出現(xiàn)破損、變形等損傷，會導致工程整體返工，經(jīng)濟損失較大。因此，本文對如何降低HDPE-B管材的損耗率問題進行了研究，對管材耗損原因進行了深入分析，并提出針對性防控措施。
1 HDPE-B管材定義
HDPE-B管材主要生產(chǎn)原料為高密度聚乙烯樹脂，是由相同或不同材料(例如聚丙烯(PP)單壁波紋管)作為輔助支撐，通過熱態(tài)環(huán)繞揚型工藝加工成型的埋地排水塑料管材。HDPE-B管材主要應用于市政排水工程、住宅小區(qū)排水工程、海綿城市建設、地下綜合管廊建設等多種工程建設中，由于具有較強的耐酸堿、耐腐蝕性能，在地震帶、鹽堿地、灘涂等惡劣環(huán)境中得到廣泛應用，見圖1。
圖1 HDPE-B管材實物
2 HDPE-B管材特點
(1)強度高，耐高壓，壽命長。 HDPE － B 管材采用高密度聚乙烯樹脂，通過熱熔技術進行一次成型。因此，該管材整體性較好、穩(wěn)定性高，整體壽命可達50a以上。管材內(nèi)部光滑，外部呈螺紋狀，整體強度較高，能夠耐高壓，特別適用于地鐵工程等超重負荷路面。
(2)韌性高。HDPE-B管材具有良好的柔韌性及延展性能，適用于地基條件較差或是存在不均勻沉降的工程，在發(fā)生地震等自然災害時，可大大降低管道損耗程度，提高工程穩(wěn)定性。
(3)抗刮擦能力強。HDPE-B管材抗刮擦能力是同等直徑鋼管強度的4倍，具有極好的抗耐磨性能。
(4)抗腐蝕能力強，環(huán)保指數(shù)高。HDPE-B管材以高密度聚乙烯樹脂為主要原材料，屬于一種高分子有機原材料，具有耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕等特點，無毒無味，不會對周圍環(huán)境造成污染，屬于綠色環(huán)保管材，環(huán)保指數(shù)較高。
(5)密封性能好。HDPE-B管材的連接采用同質(zhì)原料進行加熱焊接，兩根管材之間的接口可完全熔為一體，以保證不發(fā)生滲漏，密封性能優(yōu)良。
(6)施工速度快，質(zhì)量輕。HDPE-B管材質(zhì)量較同直徑其他材料的管材小，且抗刮擦能力強，便于運輸，對施工場地要求不高。除極惡劣環(huán)境外，HDPE-B管材可以實現(xiàn)邊開挖、邊敷設、邊焊接、邊回填，大幅加快施工速度，因此在工程中被廣泛使用。
3 施工流程
市政排水工程中HDPE-B管材施工流程如下：
管溝開挖→管材、管件現(xiàn)場檢查→管材、管件對接→電熔焊接→冷卻下管→回填到50cm→分段強度、嚴密壓力試驗→管道整體密閉性壓力試驗→回填至地坪標高→工程驗收。
4 HDPE-B管材損耗成因及防治
市政排水工程施工中，HDPE-B管材存在較嚴重的損耗現(xiàn)象，管材一旦發(fā)生開裂、變形等損耗，無法修復，需要更換新的管材，對施工進度影響較大增加施工成本。需要對HDPE-B管材損耗產(chǎn)生的原因及防治措施進行分析。
4．1 HDPE-B管材滲漏
HDPE-B管材發(fā)生滲漏可以分為3種情況：①管材開裂造成的滲漏；②管材接口不良造成的滲漏；③地基不均勻沉降造成的滲漏。
4．1．1 管材開裂造成滲漏
(1)管材開裂原因。HDPE-B 管材雖然韌性較高，但容易變形，且因管壁較薄，容易發(fā)生開裂。造成開裂的情景包括：①在裝卸過程中存在暴力搬運造成的管材破損開裂；②儲存環(huán)境不當加速管材老化造成的開裂；③由于生產(chǎn)缺陷造成管壁厚度不均，在安裝過程中造成的開裂；④管材放置的基礎場地為剛性基礎、基礎不平整或有碎石等硬物造成的開裂；⑤在安裝過程中與坑壁、坑底碰撞造成的管材破損、開裂；⑥用含有碎石等硬物的土進行回填掩埋造成的破壞等。
(2)防控措施。在管材進場時對整個裝卸過程進行全程監(jiān)督，督促輕抬輕放。在放置管材時，將管材承口和插口分層交錯排列，用纜繩綁扎，確保管材固定牢固。設置專門的管材存放場所，場所地面需進行硬化，保持干燥潔凈并遠離火源，確保管材不受污染；管材存放時間不得超過1.5a，如條件允許應將管材放置于庫房內(nèi)，當施工現(xiàn)場條件不滿足要求需露天擺放時，必須對管材進行覆蓋，避免暴曬。在管材進場時對管壁厚度等指標進行嚴格檢查，確保管材質(zhì)量符合要求，不存在變形、裂紋等缺陷。HDPE-B管材屬于柔性管材，不適宜放置于剛性基礎上，應采用碎砂石基礎。對于高度不平整的基礎，可增鋪一層碎砂石基礎找平，平均厚度為10cm；對于地質(zhì)情況較差的基礎，采用復合地基處理方法改良后增鋪一層碎砂石基礎找平，降低管道軸線彎曲度，從而降低管材開裂幾率。在放置管材前，檢查基礎表面，確保水平度符合要求且無碎石等硬物。加大監(jiān)督力度，工人下管時應在管材上固定吊具處放置柔性隔離物，用吊具進行吊裝，并安排2~3名有經(jīng)驗的工人在旁指揮，確保管材不與基礎的溝壁等碰撞。
4．1．2 HDPE-B管材接口不良造成滲漏
(1) 管材接口不良原因。管材插口角度過小或過大，并超過允許誤差范圍，造成管材間接口不嚴密；管材插口與承接口連接不當，插口未完全插入承接口；在管材鋪設時發(fā)生位移使接口處橡膠圈產(chǎn)生扭曲而造成滲漏；管材與檢查井連接處未做防水層或防水層被破壞造成滲漏。
(2) 防控措施。管材進場需由專人進行驗收，檢查管材以及管材內(nèi)部密封橡膠圈是否保持清潔、承插口角度是否符合要求，不符合要求或經(jīng)調(diào)整后仍不能滿足要求的管材不能用于施工。安裝管材時，要將內(nèi)部橡膠圈均勻套在插口處并檢查橡膠圈是否破損，先在管材承口和插口處均勻涂抹潤滑油，再將管材插口放入承口，插入時的阻力不能過大，如阻力過大需把管材拔出后重新檢查調(diào)整，再進行安裝。安裝完成后需檢查橡膠圈狀態(tài)，確保不發(fā)生扭曲、位移等現(xiàn)象，使承插口連接到位。管道鋪設前應檢查基礎，確認基礎在管道接口部位設置凹槽且凹槽尺寸符合要求，參考管材直徑大小設置凹槽直徑，一般為管材直徑大小的1.1倍，管材鋪設完成后應及時用砂土進行回填并填實，以免管材發(fā)生位移。檢查井與管道鋪設應同時進行，施工時將管材的插口與檢查井連接，避免將管材的承口側(cè)與檢查井連接。將管材與檢查井連接好后，用添加微膨脹劑的水泥砂漿將管材與檢查井之間的縫隙填實，并確保砂漿填補均勻，填補完成后檢查管材接口處是否存在扭曲變形現(xiàn)象，確定無誤后將管材與檢查井接口處用防水層進行防水處理，以提高檢查井整體抗?jié)B漏性能。
4．2 HDPE-B管材上浮位移
HDPE-B管材密度比水小，遇水易上浮，從而對管材整體產(chǎn)生影響，特別是接口處以及坡度產(chǎn)生的影響會造成滲漏并影響排水速度。一般情況下，調(diào)整管道位置即可解決問題，特殊情況下需要對排水工程重新挖開和處理，對工程進度、施工成本及后期使用和維護都會造成影響。
(1)上浮位移成因。HDPE-B管材密度比水小且為空心，在市政排水工程施工中，如遇地下水位高于基礎高程、工程降水不及時或在施工中突遇降雨、回填不及時、回填土不密實等均會使管材產(chǎn)生上浮位移。
(2)解決方法。針對部分地區(qū)施工區(qū)域地下水位較高的工程，應先進行降水，待水位降至基礎槽底高程以上時進行基礎槽底開挖。在開挖過程中，要保證24h降水，并密切觀測地下水位，確保基礎槽底內(nèi)無積水。當降水設備出現(xiàn)問題或工程施工過程中突遇雨天時，可采用臨時限位法將管材進行固定，防止上浮。每根管材均須在終端和末端用臨時限位進行固定。將木樁打入管材兩側(cè)并埋入基礎槽底以下深度30cm，防止管材發(fā)生水平位移。同時，在管材上部增加一橫向木樁，與管材兩側(cè)的豎向木樁連接，防止管材發(fā)生垂直位移。管材敷設完成后，應立即回填土：第一階段回填至距離管頂50cm，先從管材兩側(cè)同時進行回填，待兩側(cè)完成回填后，再回填至管頂上方50cm處，要求全部采用人工回填及夯實，嚴禁使用機械。待完成管道的密閉性實驗后再進行第二階段回填，回填至與地坪標高一致，再進行夯實。
4．3 HDPE-B管材變形
因HDPE-B管材屬于柔性管材，極易發(fā)生變形，如管道變形率超過一定范圍要重新施工。因此，控制管材變形率是降低管材損耗的關鍵因素。
(1)管材變形原因。因HDPE-B管材屬于柔性管材，在運輸過程中儲存不當以及裝卸過程中操作不規(guī)范都會造成管材破壞，引起管材變形。同時，回填土時夯實土操作不規(guī)范也可造成管材變形。
(2)控制措施。加強對管道在運輸以及裝卸過程中的管理，嚴格對管道進場進行檢測，確保管道變形率符合要求后方可同意進場，管道變形率計算方法如下：
Sv＝(1-Dv／Dm )×100％
式中：Sv為管道變形率；Dv為管道鋪設后在規(guī)定時間內(nèi)測量的內(nèi)徑；Dm為管道處于自然狀態(tài)的內(nèi)徑。
在排水工程施工過程中，特別是回填過程中應做好管道保護。控制回填土的夯實力度是確保HDPE-B管材不發(fā)生變形的關鍵。回填前應先在現(xiàn)場進行回填土試驗以確定最佳壓實機具和壓實遍數(shù)。在距離管頂50cm處進行人工回填，根據(jù)《高密度聚乙烯排水管道工程施工與驗收技術規(guī)程》，結(jié)合工程實際確定的壓實度，采用輕型壓實機具壓實。應分層進行回填，每層回填土厚度不大于20cm，回填時注意管道腋角部位的處理，控制腋角部位回填土的支撐強度以及寬度是防止管材變形的關鍵。對于管徑大于80cm的HDPE-B管材，在回填前對管材周圍增設支撐，以增加管材的剛性，防止管道變形。施工完成后，在使用過程中要對HDPE-B管材的變形率進行觀測，并通過管道變形率計算公式計算變形率。對于小口徑管道，可以采用光束檢測來確定管道情況。管道變形率應控制在±5％左右，對于變形率不超過±5％的工程，可將管道挖開，對腋角部位回填土進行處理后重新回填；對管道變形率超過±5％的情況需要返工，并做好管道保護，在重新安裝前對管道重新檢查，確保無破損變形等缺陷。
5 結(jié) 語
在市政排水工程施工過程中，HDPE-B管材容易產(chǎn)生滲漏、上浮位移、管材變形等損耗，通過加強對施工現(xiàn)場的管理以及在HDPE-B管材安裝過程中采取的嚴格質(zhì)量防控措施，可以有效降低HDPE-B管材損耗率，從而確保工程施工進度，降低施工成本。
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