HDPE管材的特點(diǎn)和應(yīng)用分析

1 前言
高密度聚乙烯(I{DPE厘壁管材是具有國際先進(jìn)水平的新型綠色環(huán)保建材產(chǎn)品，是國家建設(shè)部以塑代鋼、以塑4e． yR 泥的重點(diǎn)推廣產(chǎn)品，對節(jié)約能源、減少污染、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。大 口徑高密度聚乙烯雙重壁管材是采用低壓高密度(H OPE)聚乙烯為原料，由于采用特殊的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大增大管道的法向強(qiáng)度和環(huán)向剛度。即使對于管徑較大的管材，也能很好的承擔(dān)覆士壓力和交通荷載。這種管道具有連接可靠、耐腐蝕、韌性、彈性好、使用壽命長、施工方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。
2 HDPE 管的性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍H D PE 管具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu) 良的耐候性，并具有良好的綜合機(jī)械陛能，其主要特點(diǎn)有：f1航 壓能力強(qiáng)。H DPE 管外壁呈環(huán)形波紋狀結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了管材的環(huán)行剛度，從而增強(qiáng)了管道對土壤負(fù)荷的抵抗力。(2癢阻系數(shù)小。通過能力強(qiáng)。H DPE 管的內(nèi)壁摩阻系數(shù)為 0． 0 09，而鋼筋混凝土管的內(nèi)壁摩阻系數(shù)為 0． 013。因此 ，H DP-管比同口徑的其他管材可通過更大的流量。換言之，同流量情況下，可采用口徑較小的H D PE 管。(31施工便捷。由于 H D PE 管重量輕，搬運(yùn)和連接者 艮方便，因而施工速度快。在工期緊和施工條件差的情況下，其優(yōu)勢更加明顯。f4)化學(xué)穩(wěn)定性佳，使用壽命長。H D PE 分子沒有極性，所以化學(xué)穩(wěn)定性好，一般使用環(huán)境的土壤、電力、酸堿等因素不會使管道損壞。在埋地情況下，H DPE 管使用年限可達(dá) 50 年以上。適當(dāng)?shù)膿锨取 DPE 管屬柔性管材，可抵御一定程度的地基不均勻沉降，管道接 口嚴(yán)密，無滲漏 。
主要應(yīng)用于：市政給排水：是代替鑄鐵管 、水泥管的理想管材；大型水利工程：輸水、排污 、引水排毒管道；煤炭工業(yè) ：輸煤工程 、各類通風(fēng)系統(tǒng) ；化學(xué)工業(yè)；化學(xué)容器 ，特別是腐蝕性液體的貯存、輸送；無承載力地帶專用管線：沙漠、沼澤、湖區(qū)用流體輸送；周圍腐蝕環(huán)境下的管道鋪設(shè) ；襯管、穿管工程的應(yīng)用。
3 H DPE 管的分類
3．1 H D PE 雙壁波紋管雙壁波紋管是由H D PE 同時(shí)擠出的波紋外壁和一層光滑內(nèi)壁一次熔結(jié)擠壓成型的，管壁截面為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁光滑平整 ，外壁為等矩排列的具有梯形中空結(jié)構(gòu)的管材。具有優(yōu)異的環(huán)剛度和良好的強(qiáng)度與韌性，重量輕、耐沖擊性強(qiáng) 、不易破損等特點(diǎn)，且運(yùn)輸安裝方便。管道主要采用橡膠圈承插連接他 可采用熱縮帶連接)。由于雙壁波紋管的特殊的波紋管壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，使得該管在同樣直徑和達(dá)到同樣環(huán)剛度的條件下 ，用料(H D PE)最省。但受到生產(chǎn)工藝限制，目前國內(nèi)能生產(chǎn)的最大口徑也只有 DN 1200，使得其推廣受到—定的限制。
32 H D PE 中空纏繞結(jié)構(gòu)壁管
它是一種以 H DPE 為原料生產(chǎn)矩形管坯 ，經(jīng)纏繞焊接成型的一種管材。由于其獨(dú)特的成型工藝 ，可生產(chǎn)口徑達(dá) 3000m m 的大口徑管材 ，這是其他生產(chǎn)工藝難 以完成甚 至于無法完成的。此種管材與雙壁波紋管在性能上基本—致，管道連接主要采用熱熔帶連接方式 ，連接成本較雙壁波紋管略高；另外，該管的—個(gè)主要缺點(diǎn)是在同樣直徑和達(dá)到同樣環(huán)剛度下 ，一般要比直接擠出的雙壁波紋管耗費(fèi)更多的原材料，因此，其生產(chǎn)成本較高。
4 具鋅舡方法
由于 H D PE 管為新型管材，沒有統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)供參考，結(jié)合生產(chǎn)廠家提供的資料和施工實(shí)踐，談一談纏繞結(jié)構(gòu)壁管熱收縮套連接的做法 。工藝流程：溝槽開挖一施工排水一管道基礎(chǔ)施工試驗(yàn)一回填
4．1 溝槽開挖
挖開挖溝槽應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境、槽深、地下水位高低、土質(zhì)情況、施工設(shè)備及季節(jié)影響等因素綜合考慮選定。程，禁止超挖。如果局部超挖或發(fā)生擾動(dòng)，可換填粒徑 10L_15ram 天然級配砂石料或中、粗砂并夯實(shí)。溝底如有易滑除的塊石、碎石 、磚等堅(jiān)硬物體時(shí)，應(yīng)鏟除至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下 0． 2m ，然后鋪上天然級配砂石料，面層鋪上砂土整平夯實(shí)。
4． 2 施工排水
地下水位高于開挖溝槽槽底高程的地區(qū)，施工時(shí)應(yīng)采取降低地下水位的措施，防止開挖后溝槽失穩(wěn)；降低地下水位的方法，應(yīng)根據(jù)該地區(qū)土層的滲透能力、降水深度、施工設(shè)備條件等選定 ；地下水位應(yīng)降至槽底最低點(diǎn) 以下 03—0．5m ，溝槽內(nèi)不得積水 ，嚴(yán)禁在水中施工；臨近建筑物的地方，降低地下水位時(shí)，應(yīng)采取預(yù)防措施 ，防止施工對建筑物產(chǎn)生影響。  管道敷設(shè)完成后 ，進(jìn)行回填土作業(yè)時(shí)，不得停止降低地下水。待管道坑定固結(jié)后 ，方可停止降低地下水。
4 3 管道基礎(chǔ)
槽底土基應(yīng)符合下列要求 ：槽底土基的承載力較高(~ >80K Pa)時(shí)，可直接采用。但要求槽底連續(xù)平整 ，原狀土不能被擾動(dòng)。槽底土基的承載力較低 (承載力 80K Pa>承載力~ > 50K Pa)時(shí) ，原土需經(jīng)降水固結(jié)或采取其它的方法處理后方可作為管道土基進(jìn)行下道工序施工。槽底土基的承載力較差  溈 <50KPa)不能成槽時(shí)，可采用礫石砂進(jìn)行處理。要求礫砂層厚度不得小于250m m ，并應(yīng)夯實(shí)拍平。施工中應(yīng)防止礫石在溝底兩側(cè)擠出以影響地基處理效果；在管道下方 、槽底基層上做 200m m 厚砂墊層 ；管道基礎(chǔ)應(yīng)夯實(shí)且表面平整，其密實(shí)度按輕型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不得低于 9O％；管道基礎(chǔ)在接口部位的凹槽，應(yīng)在鋪設(shè)管道時(shí)隨鋪隨挖，凹槽長度L 按管徑大小采用，宜為 0． 4-0． 6m ，凹槽深度 h 宜為0． 05-0．1Om ，凹槽寬度 h 宜為管道直徑的 1．1倍。接口完成后，凹槽隨即用砂回填密實(shí)；下管安裝前 ，應(yīng)對開潛后的槽寬、基礎(chǔ)表面標(biāo)高、檢查井等作業(yè)項(xiàng) 目分別進(jìn)行檢查，溝槽內(nèi)應(yīng)無污泥雜物，基面無擾動(dòng)、檢查合格后才可進(jìn)行下一步工序的施工。
4． 4 管道安裝
H D PE 纏繞增強(qiáng)管道施工環(huán)境溫度宜在40~C ；管道配管可用電鋸切割，但端面必須垂直平整，不應(yīng)有損壞；管道連接采用熱收縮帶連接，施工操作如下：文熱收縮帶連接時(shí)應(yīng)清潔對齊管材的兩端表面，保證連接部位的干凈，然后將需要連接的管兩端水平對齊；將熱收縮帶套在管材的—端，并用加熱工具對管材連接處進(jìn)行預(yù)熱；把 PE 密封帶放在預(yù)熱連接處粘合起來；將熱收縮帶移至連接處 ，使管材連接縫位于熱收縮帶的中心位置，并加以固定；用加熱工具對熱收縮帶先從中心部位上下均勻加熱，再左右向外進(jìn)行加熱。加熱以熱收縮帶收縮緊貼在管壁，表面變色點(diǎn)為灰色且兩邊有少許粘膠流出為宜，加熱時(shí)不可集 中過分加熱 ，以防燒穿熱收
縮帶；進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間約為15rain；為防接口合攏時(shí)已敷設(shè)管道軸線位置移動(dòng)，需采取穩(wěn)管措施。具體方法可在編織袋內(nèi)灌滿黃砂。封口后壓在已敷設(shè)管道的頂部。具體數(shù)量視管徑大小而異。管道接合后 ，應(yīng)復(fù)核管道的高程和軸線使其符合要求；管道安裝作業(yè)中，必須保證溝槽排水暢通，嚴(yán)禁水泡溝槽。雨季施工應(yīng)采取防止管材漂浮措施。管道安裝結(jié)束尚未填土?xí)r。一旦遭到水淹，應(yīng)進(jìn)行管中心線和管底高程復(fù)測及外觀檢查 ，如發(fā)生為宜、漂浮和拔 口現(xiàn)象 ，應(yīng)返工處理。
45 管道閉水試驗(yàn)
管道鋪設(shè)完成并經(jīng)檢查合格后且在回填前 ，應(yīng)進(jìn)行管道的閉水性試驗(yàn)；做閉水試驗(yàn)時(shí)應(yīng)確保溝槽 內(nèi)無積水；試驗(yàn)管段所有敞口應(yīng)堵嚴(yán)，不得有滲水現(xiàn)象。管道閉水檢驗(yàn)采用抽查方式 ，一般為四節(jié)檢查井井段抽查一節(jié)；閉水檢驗(yàn)規(guī)定為向管道充水保持上游管頂以上 2m 水頭的壓力 ，外觀檢查不得有漏水現(xiàn)象。
4．6 溝槽回填
從管底基礎(chǔ)至管頂以上0． 7m 范圍內(nèi)，必須用人工回填，嚴(yán)禁用機(jī)械推土回填?；靥钕葟墓艿着c基礎(chǔ)結(jié)合部位開始，沿管腔兩側(cè)同時(shí)對稱分層 回填并夯實(shí) ，每層 回填高度宜為 O．15—0．20m ，管頂以下宜用粗砂回填，管頂以上范圍內(nèi)，宜回填砂土或接近最佳含水率的素土。管頂0． 7m 以上部分回填土 ，可采用機(jī)械回填 ，但必須從管線兩側(cè)同時(shí)回填并夯實(shí)，可使用機(jī)械碾壓。
5 結(jié)論
目前 ，隨著全國各地城市基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的不斷加大，新型管道生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大必然會在全國掀起“管道革命”的熱潮。建設(shè)部即將出臺政策法規(guī)，在全國范圍內(nèi)禁止使用水泥管作為排水、排污管道。因此，市場對復(fù)合管材的需求將急劇增‘ 大。