雙高筋增強聚乙烯纏繞管安裝施工技術

劉代忠,余路路,蔡桂安

(中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

1 工程概況

惠州市金山新城水環境綜合整治著眼于“治水+治城”系統思維[1]，從治水引領、生態修復等多方面綜合謀劃，對金山湖及蓮塘布河、河橋水、冷水坑河，從水安全、水資源、水生態、水環境方面進行綜合整治。“治水”首先要實現雨污分流，修建截污管網工程。本項目截污管網工程總長12.6 km，主要采用DN 300～DN 600mm雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管，每節管長為6 m，管材是以高密度聚乙烯(HDPE)為主要原料,以兩條相對稱的聚丙稀定向彎曲波紋管作為輔助支撐結構,在熔融狀態下的高密度聚乙烯把波紋管包覆并熔合成一體后,纏繞在高密度聚乙烯本體管外壁制成的一種全塑、高環剛度、柔性管[2]。PP雙高筋結構，有利于提高環剛度及穩定性，同時解決了纏繞管波紋處預應力集中的缺陷。連接強度高，增強縫的拉伸強度。管材具有大的外表面積，形成管土共同抗壓[2]。雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管結構解剖見圖1所示。

本工程地質條件較差，為粉質粘土層、砂層，部分地段包含淤泥質土，前期因施工不規范，出現管道下沉，管道連接接口不緊密、管道變形、滲水等問題，導致部分井段閉水試驗未通過。為減少或避免此類問題再發生，項目部成立了QC小組對出現問題的原因進行分析，并總結了一套管道安裝施工技術，用以控制管道安裝施工質量，對后續片區管道安裝提供借鑒和參考。

圖1 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管結構解剖示意

2 管道安裝施工技術

2.1 管道線路的精準控制

1) 測量前先在管道施工影響范圍外埋設控制點，沉降穩定后進行初始值測量，符合規范要求。

2) 施工過程中，沿管道線路兩側布置臨時水準點，臨時水準點距離控制在75 m，并與控制點相閉合。

3) 施工管道與地下原有管道、結構物交叉，需在圖紙及地面標明具體位置并記錄原有管道的詳細信息。

4) 根據圖紙和測量控制點，進行檢查井和管道位置放樣并做好標線。

5) 施工過程中，經常檢查、校核控制樁，如發現丟失及時補樁。

2.2 溝槽開挖技術

1) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管溝槽形式根據設計圖紙，如設計圖紙沒有具體要求，根據施工現場環境、槽深、地下水位、土質情況、施工設備及季節影響等因素確定。

2) 溝槽開挖前，應詳細調查周邊環境和地下管線，做好交通疏導及管線保護措施。

3) 溝槽開挖,基坑(槽)兩側臨時堆土或施加其他荷載時,不得影響臨近建筑物、各種管線和其他設施的使用和安全[3]。

4) 開挖深度較大溝槽時，應進行分層開挖，符合溝槽開挖與支護要求。

5) 槽底原狀地基土不得擾動,機械開挖時槽底預留30 cm,土層由人工開挖至設計高程,整平[4]。

6) 施工人員在溝槽上下應設置安全梯。

7) 施工過程中，做好周邊構筑物、管線及地層的監控量測工作，如有異常及時采用相關措施。

8) 在回填土過程中，由于雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管重量比較輕,如遇溝槽內水的浮力大于管的重量時,管道會上浮。所以回填土時溝槽內不得積水,應將溝槽內的積水排干[6]。

2.3 管道安裝及連接技術

雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管在熱電熔狀態下通過纏繞成型工藝制成，并在熱態未脫模前，通過滾動風冷方式冷卻，管道逐步散熱，壁厚均勻。根據環境不同，管道連接可采用承插電熱熔連接及承插雙橡膠圈密封柔性連接，能滿足不同施工環境的需求，并達到零滲漏。

在施工過程中發現，管道與檢查井的連接、管道與管道的連接是管道安裝質量的兩個薄弱環節，是影響閉水試驗成敗的兩個主要因素。導致閉水試驗通過率低的原因分析有以下幾點:

1) 施工人員對管道連接經驗少，細節控制不到位，如焊接時間、電流、溫度等參數，造成管材連接質量差,周期長。

2) 管道連接完成后，焊接接頭溫度未降至規定溫度受到外力擾動。

3) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管為柔性管道，管道回填時，填料中存在堅硬雜物，堅硬雜物掉落對管道造成破壞導致滲漏水現象。

4) 管道連接處位置基礎沉降，導致管道接頭變形、滲漏水等。

2.3.1管道安管順序

1) 雙高筋增強聚乙烯纏繞管安裝從下游向上游進行，插口向下游，承口向上游[5]。第1節管安裝時，將管道的一端插入檢查井井壁內側處，按照設計要求找好中心線和高程并固定管道，固定后才能放松吊帶回臂。

2) 第1節管安裝后，按照設計高程、坡度繼續安裝第2節、第3節管直至相鄰檢查井內。

3) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接采用手扳倒鏈，手扳倒鏈的一端采用方木和鋼絲繩，另一端采用方木作為固定反力端。管道連接時，兩節管道接口應水平放置，拉鉤放在管道的接口處，兩只手板倒鏈同時用力拉動，合攏兩節管道。

4) 管道走向應走直線。如有轉彎，必須在轉彎處設置檢查井。

2.3.2承插式電熱熔連接技術

在干燥、無水的環境中，安裝可采用承插式電熱熔連接，管道兩端在生產時被加工成承口和插口，承口端嵌入電熔絲。在管道焊接時，只需要打開電源即可進行焊接，管道焊接嚴密性好、零滲漏，管道電熱熔連接接口外觀(見圖2所示)。

圖2 管道電熱熔連接接口外觀示意

雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接時管口清理干凈，無灰塵等，焊接前對管口外觀質量、變形、清潔度、電熔絲重點檢查。

1) 焊接操作步驟

做好準備工作→連接輸出輸入導線→打開電源總開關→設定焊接時間→調節電流到參考值(緩調)→開始焊接→時間蜂鳴響后自動斷電→檢查焊接是否需要補焊→關閉工作開關→電流調節旋鈕回旋→摘下連線夾子→按照規定時間冷卻→再次檢查→焊接工作結束。

2) 焊接前兩節管道調至同一高度臨時固定，再進行焊接；

3) 在兩節管道接口位置各畫一條插入深度標記線，接口對準后，采用手扳倒鏈栓系管材插入接頭承口內進行通電焊接，熱電熔持續2 min后，用力將栓系管道插到標記線；

4) 焊接后，電熱熔接頭用緊固帶扣緊緊固，使之與管材完全貼合；

5) 設定電熔焊機的加熱電流與加熱時間非常重要，以下為金山新城水環境綜合治理項目截污管網工程雙高筋增強聚乙烯纏繞管的熱熔焊機和焊接時間參數(見表1～2)。

表1 熱熔焊機參數

表2 焊接時間 s

6) 達至規定的焊接時間后，再用板手擰緊螺絲(90°左右)，檢測熱電熔接頭的熔融狀是否均勻，然后按照規定的冷卻時間自然冷卻，1 h后方可受力。

2.3.3承插雙橡膠圈連接技術

在潮濕、有水的環境中優先使用承插式雙橡膠圈連接技術，管道插口端外壁加工兩道凹槽，安裝前徹底清潔管表面、凹槽、膠圈，同時將2條配套的橡膠圈嵌入凹槽內，然后將插口端插入承口端，用雙橡膠圈使插口和承口緊密結合，無漏水現象發生。注意管道吊裝過程中，采用2個支點或3個支點吊裝。管道承插雙橡膠圈連接接口外觀見圖3所示。

圖3 管道承插雙橡膠圈連接接口外觀示意

2.3.4管道與檢查井的連接技術

管道與檢查井的連接是閉水試驗經常滲水的一個環節，檢查井為鋼筋混凝土結構,為剛性材料;雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管為柔性材料,檢查井和管道連接過程中采用砂漿封堵，砂漿凝固后不能完全密實，現場采用膨脹止水條+防水砂漿進行防水，采取上述連接措施，極大地改善了雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接效果，保證了管道施工質量,同時加快了項目施工進度。

3 質量控制措施

1) 施工前對施工人員進行技術培訓、教育，考核合格后方可上崗。

2) 選擇有施工經驗的工人進行管道的焊接，現場管理人員嚴格監督。

3) 選擇性能穩定的管道焊接設備，管道焊接前進行試焊，根據管徑、溫度等，選擇不同的焊接參數。

4) 加強工人管材保護意識，管材運輸和吊裝時采用專用吊帶，輕拿輕放，保證管材的完好性。

5) 管道接頭部位冷卻至25℃以下方可移動。移動、吊裝過程中應盡可能讓接頭處于受力較小的位置。

6) 回填前基礎清理干凈并驗收通過，回填土中不得有碎磚、石塊，嚴格控制回填材料粒徑。

4 應用效果

本項目環湖城中村片區截污管網工程按上述施工技術實施，目前管道安裝效果良好。管道閉水試驗通過率得到了很高的提升，CCTV管道電視檢測顯示，管子幾乎無變形、破損現象。該管道安裝技術有效解決了管道安裝質量問題，可在后續片區中進行推廣。管道未通過閉水試驗部分，項目部也在積極加強其他方面的管控。

5 結語

為了更好保證雙高筋增強聚乙烯纏繞管安裝的質量要求及提高使用壽命、減少缺陷，本文重點分析了閉水試驗通過率低的原因以及采取的應對措施，可見管道安裝關鍵工藝過程控制至關重要，可以有效防止管道和管道，管道和檢查井相接觸處滲漏水，提高閉水試驗通過率，可為類似管道安裝工程提供借鑒。