摘要:隨著塑料管在市政給水工程中的逐步推廣使用，與國(guó)家針對(duì)施工標(biāo)準(zhǔn)要求的明確，將進(jìn)一步推進(jìn)塑料管材的更新,本文結(jié)合PE管道的特點(diǎn)，對(duì)PE管道在市政給水工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
　　關(guān)鍵詞:市政工程；PE管道；施工技術(shù)；問(wèn)題
　　引言
　　目前，在推廣使用的新型管材中，主要為各種塑料管材。而聚乙烯（PE）管具有優(yōu)異的物理性能，是優(yōu)良的環(huán)保化學(xué)建材。鋼鐵管材耐腐蝕性差，使用使命短，聚氯乙烯管由于受到管中重金屬鉛，鎘的含量是否超標(biāo)的質(zhì)疑，日益受到環(huán)保方面的壓力，而聚乙烯（PE）管具有優(yōu)異的物理性能，耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、韌性撓性好、易安裝維護(hù)、抗二次污染強(qiáng)、密封性好、耐磨性好、重量輕等特點(diǎn)，是優(yōu)良的環(huán)保化學(xué)建材。
　　1.PE管道的性能特點(diǎn)
　　PE管材始用于20世紀(jì)40年代。最初一代聚乙烯管材級(jí)樹(shù)脂共聚單體含量較低,擠出的聚乙烯管道在進(jìn)行長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。第二代樹(shù)脂為PE80級(jí),是在第一代樹(shù)脂的基礎(chǔ)上提高了共聚單體含量,極大改進(jìn)了聚乙烯管材的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂。第三代樹(shù)脂為PE100級(jí)。PE100樹(shù)脂具有較高的密度和剛度,蠕變抵抗能力大幅度提高。目前用于市政給水的是PE80和PE100等級(jí)的中、高密度聚乙烯管。其特點(diǎn)如下：
　　（1）化學(xué)性能穩(wěn)定
　　由于PE分子沒(méi)有極性,所以化學(xué)穩(wěn)定性好,不會(huì)發(fā)生腐爛,生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象,可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,在土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會(huì)對(duì)管道造成任何障礙作用。此外它也不滋生細(xì)菌不結(jié)垢,其流通面積不會(huì)隨運(yùn)行時(shí)間增加而減小,屬于環(huán)保型產(chǎn)品。
　　（2）連接可靠
　　聚乙烯管道系統(tǒng)之間主要是熱熔對(duì)接連接,接頭少,無(wú)泄漏,接頭的強(qiáng)度高于管道本體強(qiáng)度,它與其它管道采用法蘭連接,施工方便快捷。
　　（3）施工便捷
　　由于PE管重量輕,搬運(yùn)和連接都很方便,所以施工快捷,安裝費(fèi)用低,維護(hù)工作簡(jiǎn)單。在工期緊和施工條件差的情況下,其優(yōu)勢(shì)更加明顯。
　　（4）水流阻力小
　　采用PE管為材料的管道具有光滑的內(nèi)表面,其曼寧系數(shù)為0.009,比相同口徑的其它管材具有更高的輸水能力。換言之,輸送相同水量的情況下,可采用口徑相對(duì)較小的PE管道。
　　（5）可撓性好
　　PE管材軸向可略微撓曲,工程上可通過(guò)改變管道走向的方式繞過(guò)障礙物,可以不用管件就直接鋪在略微不直的溝槽內(nèi),且不受地面一定程度不均勻沉降的影響。
　　（6）耐磨性能好
　　PE管道與鋼管相比,其耐磨性為鋼管的4倍,德國(guó)曾用實(shí)驗(yàn)證明HDPE的耐磨性甚至比鋼管還要高幾倍。
　　（7）抗應(yīng)力開(kāi)裂性好
　　具有低的缺口敏感性,高的剪切強(qiáng)度和優(yōu)異的抗刮痕能力,耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能也非常突出。
　　（8）耐老化,使用壽命長(zhǎng)在不受陽(yáng)光紫外線直射的條件下,使用年限可達(dá)50年以上。
　　2.PE管道的施工技術(shù)
　　2.1鋪設(shè)方式
　　（1）開(kāi)槽施工
　　管溝底的準(zhǔn)備；對(duì)于有壓的供水系統(tǒng)采用PE管道,一般來(lái)說(shuō),管溝底的水平精度要求并不是很高。如果管溝底部相當(dāng)平直,而且土壤內(nèi)基本上沒(méi)有大的石塊,那么就沒(méi)有必要在進(jìn)行平整。當(dāng)然,如果是一個(gè)沒(méi)有受到挑動(dòng)的管溝底層,那就更好。但如果管溝底已經(jīng)被挑動(dòng)或在開(kāi)挖的過(guò)程中必須被挑動(dòng),那么其密實(shí)度至少應(yīng)該達(dá)到其周圍填埋材料的密實(shí)度,所有規(guī)格的PE管道一般都可以適應(yīng)少量局部的管溝底的不平坦,但如果在回填材料中含有尖棱的石頭或堅(jiān)硬的頁(yè)巖,那么就可能會(huì)在管道表面產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)以致?lián)p壞管道。對(duì)于在頁(yè)巖及松散的巖石土壤中的開(kāi)挖,為了避免與松散的巖石接觸,必須為PE管道提供一個(gè)均一的溝床,一般的做法是開(kāi)挖管溝底時(shí)應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高挖深至少150毫米,然后用適當(dāng)?shù)奶盥癫牧匣靥钪烈?guī)定高度,并夯實(shí)到90%或更高的密實(shí)度。對(duì)于支撐強(qiáng)度較小的濕粘土或砂土等類似不穩(wěn)定土壤,管溝的開(kāi)挖的深度要比規(guī)定的值深100～150毫米。然后用指定的或原開(kāi)挖的材料進(jìn)行回填,這樣即可保證為PE管提供一個(gè)均一的支撐。
　　（2）非開(kāi)挖技術(shù)
　　非開(kāi)挖施工技術(shù)是在地表面不開(kāi)溝的情況下通過(guò)探測(cè)、勘查、鋪設(shè)（或更換、或修復(fù)）各種地下公用設(shè)施管道的一種技術(shù)或方法。與傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工相比，非開(kāi)挖技術(shù)具有不影響周邊環(huán)境、不影響交通、施工方便、綜合施工費(fèi)用低、施工周期短、地表面不受損壞、社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。它可以廣泛應(yīng)用于穿越各種市政、河道、高速公路、鐵路及各種交通要道等等，對(duì)市政給排水管線進(jìn)行鋪設(shè)、更換及修復(fù)。
　　水平定向鉆進(jìn)施工法主要用于穿越河流,湖泊,建筑物等障礙鋪設(shè)大回徑,長(zhǎng)距離的輸送石油和給水排水管道。施工時(shí),按照設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡[一般為弧形],采用定向鉆進(jìn)技術(shù)鉆出一個(gè)近似水平的先導(dǎo)孔,隨后在鉆桿柱端部換接大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和待鋪管線,在回拉擴(kuò)孔的同時(shí),將持鋪設(shè)管線拉入鉆孔。
　　2.2連接方式
　　（1）熱熔對(duì)接
　　是采用熱熔對(duì)焊機(jī)未加熱管端[熱熔對(duì)接溫度為210±10],待管端熔化后,迅速將其貼合,保持一定的壓力,經(jīng)冷卻達(dá)到熔接的目的。
　　（2）鋼塑法蘭連接
　　PE管道和鋼管及閥門連接時(shí)宜采用鋼塑法蘭連接,PE管端與相應(yīng)的塑料支撐環(huán)之間可采用熱熔對(duì)接方式進(jìn)行連接,鋼管端與金屬法蘭連接,應(yīng)符合相應(yīng)鋼管焊接的規(guī)定；然后采用法蘭片即可完成PE管道與鋼管的連接。法蘭連接也適用于PE管與PE管之間的相互連接。一般而言,PE支撐環(huán)與PE支撐環(huán)之間不需要密封圈,但在大尺寸,高壓力工作條件下仍需添加密封圈。當(dāng)PE支撐環(huán)與其它材質(zhì)[鋼管,鍍鋅鐵管等]的管道進(jìn)行法蘭連接時(shí),必須使用密封圈。
　　（3）鞍形對(duì)接連接
　　PE管道在應(yīng)用過(guò)程中,經(jīng)常回遇到根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行主管分接的問(wèn)題,傳統(tǒng)的管材必須先切除一段主管然后安裝一個(gè)三通來(lái)完成分接。鞍形三通可采用鞍形對(duì)接方式連接,即采用鞍形對(duì)接焊機(jī),直接在主管上連接一個(gè)鞍形三通,然后采用配備的切刀切割主管,這樣就完成了主管的分接,施工非常迅速。
　　3.PE管道的維修技術(shù)
　　非開(kāi)挖修理是在不開(kāi)挖路面情況下對(duì)兩個(gè)檢查井之間的管段進(jìn)行整段或局部加固修理,可分為兩大類：一類是涂層法，另一類是襯管法。涂層法適用于直徑800mm以上，以防腐、防滲為修理目的管道；襯管法適用管徑的范圍比較大。
　　3.1涂層法
　　涂層法對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒(méi)有增強(qiáng)作用，只能起到防腐和防滲作用。涂層法對(duì)管道斷面的影響小，價(jià)格相對(duì)較低，但工期長(zhǎng)，質(zhì)量可靠性較差，施工中管道清洗處理、溫度、通風(fēng)、人員素質(zhì)等都會(huì)影響修理質(zhì)量。
　　3.2翻轉(zhuǎn)法
　　翻轉(zhuǎn)法俗稱襪筒法：安裝前在氈制軟管中涂灌樹(shù)脂，用灌水的方法使之不斷翻轉(zhuǎn)同時(shí)由井口進(jìn)入管內(nèi)，然后加熱將樹(shù)脂固化，最后在舊管道內(nèi)形成獨(dú)立的樹(shù)脂襯管。翻轉(zhuǎn)法適用范圍廣，可用于200mm~2000mm的管道，能應(yīng)付接口錯(cuò)位和管道變形等各種病害，管徑損失小，是世界各國(guó)應(yīng)用最多的一種內(nèi)襯管修理工法。
　　4.PE管施工中應(yīng)注意的問(wèn)題
　　(1)管槽開(kāi)挖
　　管槽開(kāi)挖以直線為宜,槽底開(kāi)挖寬度為管外徑+0.30m。管道在地下連接時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加接口處槽底寬度,管道槽底寬度不宜小于管外徑+0.50m,以方便安裝對(duì)接為宜。人工開(kāi)挖管槽時(shí),要求溝槽底部平整、密實(shí),無(wú)尖銳物體。溝底可以有起伏,但必須平滑地支撐管材,若有超挖時(shí),必須回填夯實(shí)。
　　(2)管道連接
　　管道連接有熱熔連接和電熔連接。熱熔連接分熱熔承插連接和熱熔對(duì)接連接；電熔連接分為電熔承插連接和電熔鞍型連接。采用熱熔對(duì)接連接方式施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行,必要時(shí)應(yīng)根據(jù)天氣、環(huán)境溫度等變化對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
　　(3)安裝
　　在管道彎頭、三通、漸縮接頭、消防栓等處均設(shè)置C20混凝土支墩,法蘭閥門用磚砌支墩加固。PE給水管與金屬管道、閥門、消防栓連接時(shí),必須采用鋼塑過(guò)渡接頭或?qū)ｉT的法蘭連接；在管路隆起部位或上坡地段均應(yīng)設(shè)置排氣閥,以減小氣、水混壓對(duì)管道的沖擊。
　　(4)回填夯實(shí)
　　管道安裝完畢,待隱蔽工程驗(yàn)收后,應(yīng)立即回填。回填時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:防止槽內(nèi)積水造成管道漂浮,如有積水應(yīng)想辦法排盡；對(duì)石方、土石混合地段的管槽回填,應(yīng)先裝運(yùn)黏土或砂土回填至管頂200～300mm,夯實(shí)后再回填其他雜土；回填必須從管兩側(cè)同時(shí)回填,回填一層夯實(shí)一層。管道試壓前,一般情況下回填土不宜少于500mm,管道試壓后的大面積回填,宜在管道內(nèi)充滿水的情況下進(jìn)行,管道敷設(shè)后不宜長(zhǎng)時(shí)間處于空管狀態(tài)。
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　綜上所述，PE管道具有耐腐蝕,熔接接頭與管材一體化；不泄漏,具有較好的系統(tǒng)撓性,能有效抵抗地基運(yùn)動(dòng)和端荷載,流通能力大,耐磨性能好,是市政給水工程的主要選擇之一。