市政工程中埋地塑料排水管道的運用

白生云

(太原市市政工程設計研究院，山西太原 030002)

0 引言

隨著雨污分流管網改造與建設步伐的加快，市政管網建設受到了前所未有的重視，埋地塑料排水管由于具有施工周期短、接口快捷可靠、管材較輕及運輸方便等優點而被廣泛采用，因此合理的設計，對埋地塑料排水管的推廣，避免由于施工不當造成工程質量等方面的問題顯得尤為重要。

1 埋地塑料排水管的類型

埋地塑料管是以聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯樹脂為主要原料，加入必要的添加劑，采用擠出成型工藝或擠出纏繞工藝制成的，用于埋地排水管道的統稱。根據規程，可分為熱塑性塑料管材與剛塑復合管，熱塑性塑料管材包括:硬聚氯乙烯(PVC-U)管、硬聚氯乙烯雙壁波紋管、硬聚氯乙烯加肋管、聚乙烯(PE)管、聚乙烯管雙壁波紋管及聚乙烯纏繞結構壁管，剛塑復合管包括:鋼帶增強管聚乙烯螺旋波紋管、鋼塑復合纏繞管、雙平壁鋼塑復合纏繞管及聚乙烯塑鋼纏繞管等。所有管材其彈性模量、抗拉強度標準值及抗壓強度設計值均應滿足規程要求。

2 埋地塑料排水管的設計

1)管道基礎。

塑料排水管道是柔性管道，根據“管土共同作用”理論，塑料排水管道不得采用剛性管道基礎，如采用剛性管道基礎將破壞圍土的連續性，從而引起管道應力的突變，并超出管材的極限抗拉強度導致破壞。塑料排水管道應敷設于天然地基上，地基承載能力特征不應小于60 kPa。對一般土質，當地基承載力特征值fak≥80 kPa時，應在管底以下原狀土地基上鋪墊150 mm中粗砂基礎層;當地基承載力特征值55 kPa≤fak＜80 kPa或槽底處在地下水位之下時，宜鋪墊厚度不小于200 mm的砂礫基礎層，也可以分兩層鋪設，下層用粒徑5 mm～40 mm的碎石，上層鋪設厚度不小于50 mm的中粗砂。對軟土地基(指淤泥、淤泥質土、沖填土或其他高壓縮性土層構成的軟弱地基)，其地基承載力特征值fak＜55 kPa時，必須先對地基加固處理，處理后達到規定地基承載力后，再鋪設中粗砂基礎層。

2)管道回填。

由于埋地塑料排水管道是柔性管道，回填材料的選用與回填方式的合適與否決定了管材是否在設計年限內正常運行。從管底基礎面至管頂以上0.5 m范圍內的回填材料采用中粗砂回填，管頂以上按照驗收規范回填。塑料管管道敷設后應立即進行溝槽回填。回填在密閉性檢驗前，除接頭處外露外，管道兩側和管頂以上的回填高度不宜小于0.5 m，從管底基礎至管頂0.5 m范圍內，沿管道、檢查井兩側必須采用人工對稱、分層回填壓實，每層回填高度不宜大于0.2 m，嚴禁采用機械推土回填。

3)管道接口。

根據排水規范要求，污水和合流污水管道應采用柔性接口。當管道穿過粉砂、細砂層并在最高地下水位以下，或在地震設防烈度為7度以上設防時，必須采用柔性接口。可以看出排水管道的接口是非常重要的，對埋地塑料排水管，根據選用管道，常用連接方式分為柔性連接與剛性連接，選用時應根據管道類型選用優先采用的接口類型。柔性接口類型有:承插式彈性密封圈、雙承口彈性密封圈及卡箍式等，剛性接口的類型有:膠粘劑、熱熔對接、承插式電熔、電熱熔帶及熱熔擠出焊接等。

4)管道與檢查井連接方式。

為了便于對管渠系統作定期檢查和清通，必須設置檢查井。檢查井井身材料通常采用實心砌塊、混凝土或者鋼筋混凝土。檢查井與管道連接處為柔性與剛性材料結合點，而且檢查井與管道可能會不均勻沉降，因此應重視檢查井與管道的連接。管道與檢查井連接有以下六種連接方式(見圖1)。

圖1 管道與檢查井的連接方式示意圖

圖1a)適用于管頂覆土Hs≤3.0 m的外壁平整的管材。圖1b)適用于管頂覆土Hs＞3.0 m的外壁平整的管材。圖1c)適用于先砌筑檢查井后敷設管道情況。圖1d)適用于外壁異型的結構壁管材。圖1e)為管道與檢查井采用橡膠密封圈柔性連接的做法。圖1f)適用于軟土(淤泥、淤泥質土等軟弱土層)地基或不均勻底層上的柔性連接。

3 環剛度的選取

環剛度作為埋地塑料排水管設計中選用管材的一個重要參數，選用的合適可以確保工程質量，但是選用的過分保守又會加大工程造價。一般環剛度的選取根據對應覆土下計算的變形率確定，塑料排水管變形率不應超過3%，當超過3%，但不超過5%時，通過采取一些處理措施，管道的施工質量可以得到保證，當管道初始變形率超過5%時，管道有可能出現局部損壞或較大的殘余變形。因此選用某一環剛度的管道在對應覆土下將管道變形率控制在不超過5%。除此之外，為保證敷設管道的安全，塑料管回填材料需滿足“管土共同作用”對回填材料的要求，覆土厚度保證管頂以上0.5 m范圍滿足回填材料的要求，而不是控制覆土0.7 m。

4 結語

從工程應用來看埋地塑料排水管有其獨特的優點，但也存在不足之處。對于日益采用普遍的埋地塑料排水管，要保證其使用性能的長久性，除了上述提到的相關方面，還應嚴格按現行標準、規程及規范進行設計和施工。

［1］CJJ 143-2010，埋地塑料排水管道工程技術規程［S］.

［2］06MS201，市政排水管道工程及附屬設施［S］.

［3］GB 50014-2006，室外排水設計規范［S］.