1,目前排水排污管材發(fā)展現狀
目前國內地下給排水管道系統使用的管材主要是混凝土管、鋼筋混凝土管、鑄鐵管,由于其建造年限較長及車流量較大,有些路段的地下混凝土排水管及鑄鐵供水管已相繼破損老化,造成城市排水堵塞、供水管爆裂,不僅給市民生活帶來不便,而且因施工工序較復雜、管道接口數目較多、防滲漏不易及時處理,日積月累會造成道路地基下沉,污水滲漏還會污染土質、水源,成為公害。為此,采用具有良好的耐壓、質輕、耐腐蝕、環(huán)保型管材已成為當務之急。
我國過去在埋地排水領域應用塑料管較為落后,原因一是我國過去對于環(huán)保不夠重視,管系建設投資不足,多用傳統的平接口水泥管,二是塑料埋地排水排污管其設計施工和驗收需要全新的規(guī)范,我國過去研究應用經驗不足,一直沒有制定,因此,前幾年有幾家企業(yè)引進進口生產線后,難以打開市場,只停留在做個別實驗工程的階段,近年來,我國塑料埋地排水排污管市場開始起步,被認知,國家級的設計施工工程已陸續(xù)報批,塑料埋地排水排污管從技術保障上已經逐漸成熟,而大口徑結構壁管更成為其中的首選。
隨著大口徑塑料管材生產技術的不斷發(fā)展,以及塑料管材與傳統管材相比具有的優(yōu)越性能逐漸被大家所廣泛接受,國家有關部門相繼制定了有關限制淘汰落后產品,推廣使用新型環(huán)保產品的產業(yè)政策。在建設部2002年發(fā)布的關于《淘汰落后產品,推廣使用新型建材》的文件中明確提出,1200mm一下口徑的埋地排水排污管優(yōu)先選用雙壁波紋管,超過1200mm可以使用玻璃夾砂管、聚乙烯纏繞增強管和中空壁纏繞管等管材。2004年建設部發(fā)布了《推廣應用和限制禁止使用技術》(建設部公告【2004】218號)公告,一些省份的配套文件也相繼制定。黑龍江省在2006年11月發(fā)布了《黑龍江省工程建設限制使用和淘汰技術與產品目錄》(黑建科 【2006】11號),對排水用水泥管、鑄鐵管進行了限制使用及淘汰的相關規(guī)定。在我國的市政工程中,新型塑料管材的應用發(fā)展非常迅速。
從大口徑塑料埋地排水排污管在國外的應用情況看,應用量最多的是歐洲和美國。尤其是美國,甚至多有專門的聚乙烯波紋管協會(CPPA),由此也可以看出聚乙烯波紋管在美國的應用情況。在眾多的結構壁管中,究竟應該選擇哪一種類型的管材,要根據各國資源狀況,工程的技術要求及城市規(guī)劃等條件不同而有所差別。但從綜合角度來看,由于雙壁波紋管所具有的明顯優(yōu)勢,世界上大多數國家,排水排污管中應用最多的還是雙壁波紋管。
2、HDPE雙壁波紋管的性能特點
HDPE雙壁波紋管,其內壁光滑,外壁帶有與軸線垂直的系列中空波紋,結構獨特,且具有優(yōu)越的力學、物理、化學性能,應用領域十分廣泛,更具有很高的經濟價值。經中華人民共和國國家經濟貿易委員會專家評審,被認定為1998年度國家級新產品,具有優(yōu)越的產品性能,在市政排污工程、農田灌溉工程、輸水工程、電信工程等領域得到廣泛應用,并被列為建設部科技成果重點推廣項目。HDPE雙壁波紋管在實際應用中還具有質輕堅韌、耐壓、耐沖擊、耐酸堿、不易破裂、汲水性能優(yōu)、搬運方便、施工容易、可縮短工期等其他管材所不具備的性能特點:
2.1 產品標準:GB/T19472.1-2004
《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統 第一部分:聚乙烯雙壁波紋管》
密封圈標準:HG/T3091-2000《給排水和污水管道接口密封圈》
2.2 產品特點:
。1)管重僅為0.94-0.96/cm3,是目前所有埋地管材中最輕的材質,與混凝土管低約80%,施工方便,工期短,對施工機械和施工場地要求不高。
。2)管外壁為中空矩形結構,具有優(yōu)良的抗壓性。
HDPE雙壁波紋管屬柔性管道,依靠管土體系共同承受外部荷載,不需要和剛性混凝土管一樣的強度和剛度,在合理的剛度下,完全可以達到使用要求,這已經被國內外大量的工程實踐所證實。由于國內應用時間短,大多采用環(huán)剛度4KPa-8KPa管材,國外大量工程采用2KPa-4KPa管材。
(3)管內壁平滑(粗糙系數僅為0.009;混凝土管為0.013)可是水流更流暢,并克避免廢棄物的囤積停滯,免除管道疏通之憂。
。4)管內壁平滑,在同樣坡度鋪設條件下,流量。流速二項數值均高于混凝土管,從而在管材規(guī)格選擇上可小于混凝土管。
(5)具有優(yōu)良的韌性及塑性,混凝土管和PVC管都無法與之相比。
。6)水密性佳,采用橡膠密封圈承插方式接管,可確保管內污水不外漏,并克順應地基不均勻沉降,不會產生混凝土管的脫節(jié)斷裂現象。
。7)管材由惰性高密度聚乙烯制成,可有效抵御工業(yè)及生活污水的腐蝕,使用壽命至少50年。
3、與傳統管材的比較
HDPE雙壁波紋管質輕而堅韌,與其他同類產品(鑄鐵管、混凝土管、陶土管)相比,搬運輕便、作業(yè)省力、接管快捷,是一種高效率的管材產品。在都市中由于生活空間狹小、人群密集,傳統管材常因過于笨重及施工繁瑣不便,導致工期進度緩慢與意外事件頻繁。使用HDPE雙壁波紋管可一改傳統管材弊端,達到理想的施工效率和經濟效果。
3.1施工工序比較
3.1.1 混凝土管施工流程
開溝挖槽→安裝模板→砂石墊層→澆筑基礎混凝土→基礎養(yǎng)生→管道安裝→澆筑管座混凝土→接口抹帶→砌筑檢查井→閉水試驗→回填土
3.1.2 HDPE雙壁波紋管施工流程
開溝挖槽→管道安裝→接口處理→砌筑檢查井→閉水試驗→回填土
從上述工序流程比較可以看出,HDPE雙壁波紋管減少了基礎、管座混凝土的澆注及養(yǎng)生環(huán)節(jié),開挖溝槽、安裝管道、回填土可一氣呵成,而混凝土管工藝流程復雜。同樣一段管道,HDPE雙壁波紋管可大大縮短工期并可節(jié)省一定的工程費用。
4、施工應注意的問題
HDPE雙壁波紋管道屬于新材料、新技術、新工藝,在國內還處于逐步推廣應用階段。2004年6月中國工程建設標準化協議會發(fā)布了《埋地聚乙烯排水管管道工程技術規(guī)程》CECS 164:2004,還應符合現行的《給排水管道施工驗收規(guī)范》(GB50268-97)中的有關規(guī)定。工程實踐中,我們的主要經驗是:
(1)嚴格管材的驗收制度,管材的端面應平整,與管軸線垂直,管材長度方向不應有明顯的彎曲現象。
(2)管材及橡膠圈在保存及運輸中,不應受擠壓,以免變形,且應防止日曬及收高溫直接影響。
(3)開挖溝槽時,應嚴格控制基底高程,不得超挖或擾動基面,槽底不得受水浸泡,保證管道沙石墊層的平整密實直順,防止管材的扭曲變形及沉降。
(4)嚴格遵守管道安裝的各道工序要求。對于HDPE管特別是小管徑,一定要先做閉水試驗,沒有問題后再回填土。如果有滲漏往往發(fā)生在接口處,采用混凝土包管也能達到預定效果。
(5)回填土是HDPE管道施工的管件工序,必須嚴格控制質量。應先從管底與基礎結合部位開始,沿管身兩側同時對稱分層回填并夯實,每層回填高度不超過20cm,直至管頂以上30cm;靥畈牧腺|量應符合設計要求。