高密度聚乙烯双壁波纹管应用

高密度聚乙烯双壁波纹管在市政工程中的应用

排水管材作为排水系统的重要组成部分，其性能的优劣将直接影响排水系统的可靠性及安全性。HDPE 双壁波纹管材是以高密度聚乙烯为原料的一种新型轻质管材，一方面它具有平滑的内壁，对液体流动的阻力小；另一方面它重量轻，管节长（接头少），铺设安装便捷，连接方便，对管沟和基础的要求较低。下面介绍了HDPE 双壁波纹管的技术性能，论述了其主要施工技术。

1 HDPE 双壁波纹管的性能

我国埋地管道中管材多选用铸铁管及混凝土管，以混凝土管为主，特别是在北方地区，雨污水管道的施工多选择钢筋混凝土管。HDPE 双壁波纹管属化学管材，价格比混凝土管偏高，加上产品的问世时间相对较短,在很多地区不被采用。但经过综合比较后，人们发现HDPE双壁波纹管因其优异的性能便捷的施工，使工程的综合造价降低了，其前景非常乐观，被人们认为将是混凝土管和铸铁管的更新换代产品。

1. 1 抗外压能力强

双壁波纹管是由HDPE同时挤出的波纹外壁和一层光滑内壁，一次熔结挤压成型的，管壁截面为双层结构，内壁光滑平整，外壁为等距排列的具有梯形中空结构的管材。所以该种管材属“柔性管道”，它独特的波纹管壁结构设计，大大增强了管材的环刚度，从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力，使其和周围土壤共同承受负载。刚性管对地基基础的要求高，且重量大，施工工具及

人力多，很难适应较复杂的地理环境。HDPE管道为一次熔结挤压成型，抗地质沉降能力强，对基础要求低，管道可弯曲性良好；但由于HDPE 双壁波纹管（外壁无金属增强）环刚度最高只能达到8 kN/m2的等级，管径最大只能在1 200 mm 以下，这种管材一般只用于管道支线，而不宜用于主干道管材。而HDPE金属增强螺旋波纹管，因其将钢的刚性和塑料的柔性两者巧妙的结合，有效解决了上述两种管材存在的或没有柔性或刚性不足的问题，其同等长度管道的重量仅为混凝土管的10 %。因此，在同等条件下HDPE 双壁波纹管不需要有和“刚性管道”———混凝土管相同的刚度和强度。

1. 2 摩阻系数小，流量大

HDPE 双壁波纹管内壁光滑，管内液体流动阻力明显小于混凝土管。经对管道的水力性能调查，钢筋混凝土管的粗糙系数为0.013～0.014，HDPE 双壁波纹管的粗糙系数为0.009～0.01。实践证明，在同样坡度条件下，采用直径较小的HDPE 双壁波纹管就可以达到要求的流量；在同样的直径下，采用HDPE 双壁波纹管可以减小坡度，从而减少铺设长度。

1. 3 抗腐蚀性强，使用寿命长

排污管道中排出的生活污水常常带有腐蚀性，或呈酸性或呈碱性。由于HDPE 分子没有极性，除少数的强氧化剂外，大多数化学介质对其不起破坏作用。一般使用环境的土壤、电力、酸碱因素都不会使该管道破坏，不滋生细菌，不结垢，其流通面积不

会随运行时间增加而减少。

1. 4 施工方便

HDPE 双壁波纹管重量轻，搬运和连接都很方便，管径小于900 mm 的管道采用承插口方式连接，管径大于900 mm 的管道采用热熔方式连接。HDPE 双壁波纹管管道施工快捷、维护简单，在工期紧和施工条件差的情况下，其优势较混凝土管更加明显。

2 HDPE 双壁波纹管在污水管道中的应用

2. 1 工程概况

什邡市北京产业园区位于什邡市东南部的洛水镇与双盛镇交

界处，是什邡市重要的规划园区。目前，园区内道路基础设施和管网设施已基本完成，该工程为北京产业园区路网设计中蓝天大道至污水处理厂D1 400～1 600 污水干管工程，与石亭江顺行至双盛镇新建污水处理厂，全长1 895 m。

2. 2 施工技术

2. 2. 1 管道基础

该工程开槽深度5～8 m，属深槽作业。工程范围内土体多为碎石、漂石，管道施工跨越整个雨季，地处范围内地下水位较高，开槽施工较困难，开槽时间相对较长，占用整体施工工期较多。沟槽开挖全部为机械施工，沟槽底面设计标高以上预留20 cm 人工开挖并找平。钢筋混凝土管道基础施工时，根据管径的不同及沟槽地基情况，需设置不同厚度的砂石基础（C1、C2）和混凝土平基基础。HDPE 管道则无需进行砂石基础（C1、C2）及混凝土

平基的施工，只铺设不小于200 mm的中粗砂基础，管道基础的支撑角根据地基土质、管道埋深、地下水位等因素来确定，但不得小于设计管道基础支撑角（2a）+30 °的要求，大大减少了施工工期。沟槽开挖时，测量人员应精确给出槽底开挖高程，确保砂石基础的厚度，以砂石基础顶面高程为基准，控制管道的流水面高程。管道基础在接口部位要设置凹槽以便进行接口操作，一般槽宽0.4～0.6 m，深0.05～0.1 m，长为管道直径的1.1 倍，接口部位施工完毕后，凹槽处需立即用砂石回填密实。

2. 2. 2 下管与安装

1）管材经过检验、合格后，运至槽边，按设计排管，核对管节、检查井位置。由于HDPE 双壁波纹管管节较长（9～10 m），轴向可略为挠曲，所以对沟槽的直顺度和平整度要求略低于混凝土管道相关要求，对该工程地质条件而言，给施工带来了很大的便利。管道长短的调整，可用手锯切割，端口断面应与管轴线垂直，且修饰平整，不得有损坏。

2）该工程管材采用HDPE 金属增强螺旋波纹管，设计管径为1 400～1 600 mm。管道接口均采用热熔连接方法，并由厂家技术人员现场进行技术指导。采用热熔连接，通电时连接电缆线不得受力。通电完成后取走电熔设备，使管道接口处自然冷却。自然冷却期间，要保留加紧带和支撑环，并不得移动管道。

3）管道安装完毕后采用钢套箍和钢钎将管道固定，以防止管道中心、高程在回填压实过程中发生位移。

4）管道敷设后，因意外原因发生局部破损时，必须进行修补或更换。当管外壁局部破损时，可由厂家进行处理。当管道内壁破损时，必须切除破损管道，更换合格管材，采用哈夫件等形式连接。管道因采用热熔连接，管道密封性好、不漏水，有利于污水管道的闭水，大大提高了污水管道闭水试验的合格率。

2. 2. 3 管道与检查井连接

该工程HDPE 双壁波纹管用于污水管道中，为保证管道闭水试验合格率，管道连接及管道进井施工为该污水管道施工的重点。为保证检查井井壁与管道连接良好，管道与井壁连接处砂浆必须饱满密实，沿管道中心的井壁外侧必须浇筑不少于1.5 倍管道内径的C15 混凝土或砖砌保护体，检查井井底基础也要相应延伸，该方法称为中介层法。

2. 2. 4 沟槽回填

该管道属柔性管道，且管道直径较大（均大于800 mm），回填前，在管道内部设竖向和横向支撑，支撑采用方木，方木两端与管道接触部位均垫5 cm 厚木板，避免损坏管壁。回填前检查管道有无损伤或变形，在管基有效支撑角范围内采用中、粗砂回填。管底至管顶50 cm 范围内，必须人工回填，管顶50 cm 以上可采用机械回填，但分层回填厚度控制在20 cm 以内。为最大限度地减少管道变形，尤其是接口部位的变形，人工回填分层厚度控制在15～20 cm，层层夯实，尽量将管道变形控制到最小，柔性管道回填到设计标高后，在（12～24 h 内测量并记录管道