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，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
隨著中國經濟社會水平的不斷提高，城市人口數量逐年增加，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展需要，各大城市大規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、質量輕、強度高、壽命長等優點，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，一旦管材出現破損、變形等損傷，會導致工程整體返工，經濟損失較大。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，通過熱態環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、穩定性高，整體壽命可達50a以上。管材內部光滑，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，環保指數高。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，不會對周圍環境造成污染，屬于綠色環保管材，環保指數較高。
(5)密封性能好。HDPE-B管材的連接采用同質原料進行加熱焊接，兩根管材之間的接口可完全熔為一體，以保證不發生滲漏，密封性能優良。
(6)施工速度快，質量輕。HDPE-B管材質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。除極惡劣環境外，HDPE-B管材可以實現邊開挖、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象，管材一旦發生開裂、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儲存環境不當加速管材老化造成的開裂；③由于生產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，當施工現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；在管材鋪設時發生位移使接口處橡膠圈產生扭曲而造成滲漏；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，不符合要求或經調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整，再進行安裝。安裝完成后需檢查橡膠圈狀態，確保不發生扭曲、位移等現象，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滲漏性能。
4．2 HDPE-B管材上浮位移
HDPE-B管材密度比水小，遇水易上浮，從而對管材整體產生影響，特別是接口處以及坡度產生的影響會造成滲漏并影響排水速度。一般情況下，調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生上浮位移。
(2)解決方法。針對部分地區施工區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，確保基礎槽底內無積水。當降水設備出現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并埋入基礎槽底以下深度30cm，防止管材發生水平位移。同時，在管材上部增加一橫向木樁，與管材兩側的豎向木樁連接，防止管材發生垂直位移。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，先從管材兩側同時進行回填，待兩側完成回填后，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為管道鋪設后在規定時間內測量的內徑；Dm為管道處于自然狀態的內徑。
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管材不發生變形的關鍵?；靥钋皯仍诂F場進行回填土試驗以確定最佳壓實機具和壓實遍數。在距離管頂50cm處進行人工回填，根據《高密度聚乙烯排水管道工程施工與驗收技術規程》，結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 語
在市政排水工程施工過程中，HDPE-B管材容易產生滲漏、上浮位移、管材變形等損耗，通過加強對施工現場的管理以及在HDPE-B管材安裝過程中采取的嚴格質量防控措施，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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