PE管在市政路排水工程中的设计与施工|冬季施工措施方案
时间：2019-02-03 04:34:55 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要:随着人们环保意识的不断加强,以及政府相关政策的出台,绿色环保型管材逐渐成为建材行业新宠。结合聚乙烯管(PE)的实际应用情况,剖析聚乙烯管(PE)的设计和施工,提出设计和施工中应该注意的问题和解决办法,以期聚乙烯管(PE)能在市政道路排水工程中得到广泛应用。
Abstract:As people"s environmental awareness is becoming stronger and the related policies are also put forward by the government, green environment-protective pipes are gradually becoming the favorite of the building materials industry. Based on the practical situation of the PE, the design and construction of the PE is analyzed, and the frequent questions and solutions are proposed to achieve the wide application of the PE in the municipal road drainage works.
关键词:高密度聚乙烯中空壁缠绕管;市政道路;排水;设计与施工
Key words:high-density polyethylene hollow wall winding pipe; municipal roads; drainage; design and construction
中图分类号:TU992 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0191-01
高密度聚乙烯中空壁缠绕管(PE管)是以高密度聚乙烯(HDPE)为材料,采用特殊挤出工艺在热熔状态下缠绕成型,属于结构壁管类A型管材。高密度聚乙烯中空壁螺旋缠绕管目前在国内外市政排水设计中已得到广泛应用。
1 PE管设计步骤
PE管在外部无较大压力,内部有压的煤气、燃气应用方面,已经有一套严谨而科学的设计理念。而使用在有车辆荷载的道路排水上,却无明确的设计规程,作为一项科研推广项目,根据PE管的性质和特点,采用以下设计步骤:
环钢度的选取。环钢度是管道抵抗环向变形能力的量度,可采用测试或计算方法定值,单位为KN/m。采用先计算定值,然后再根据定值进行测试。环钢度计算方法如下:
(1)计算作用在管道上的竖向荷载。
P1=RSh
式中:P1――作用在管道上的竖向压力(KN/m2);RS――管顶回填土的重力密实度(KN/m2);h――管顶的覆土高度(m)。
在实验中,路面结构层共三层,竖向土压力分别为:
P土=RSh=1.616×0.3=0.48KN/m2
P级=RSh=1.96×0.15=0.29KN/m2(指级配碎石层)
P水=RSh=2.36×0.40=0.94KN/m2(指水稳层)
P沥=RSh=2.5×0.10=0.25KN/m2(指沥青层)
则作用在管道上的各结构层竖向总压力为
P1=P土+P级+P水+P沥=0.48+0.29+0.94+0.25=1.96KN/m2。
(2)计算车辆荷载传递到埋地管道上的竖向压力。
a.单个轮压传递到管道上的竖向压力
P2=jP0/(a+1.4h)(b+1.4h)
式中:P2――地面车辆荷载传递到管道上的竖向压力(KN/m2);j――车俩荷载的动力系数,当h≥0.7m时,j=1.0;P0――车辆的单个轮压(KN);a――车辆着地长度;b――车辆着地宽度。
b.两个以上轮压传递到管道上的竖向压力
P2=ncjP0/(a+1.4h)(ncb+∑di+1.4h)
式中:nc――轮压的数目;di――地面相邻两个轮压间的净距(m)。
(3)计算作用在管道上的地面堆积压力。
一般取值为10KN/m2,在这里,取值为0。
(4)管道抗浮安全系数根据实际情况取值为1.0。
则作用在管道上的竖向总荷载为P=P1+P2=1.96+5.46=7.42(KN/m2),选用环钢度为10的聚乙烯管作为排水工程的管道设施,经试验后完全能满足要求。
2 聚乙烯管径的计算和选取
这里主要计算雨水聚乙烯管径的计算和选取。聚乙烯管属圆管涵类,采用满管计算,根据雨水量和要求,计算如下:
Q=ω・v和满宁公式v=1/n・r2/3・i1/2
v――流速(m/s)n――管壁粗糙系数(由试验确定采用0.010)
r-水力半径(m),i-水力坡降(%),ω-水流有效断面积(m2)
设计流量Q=2.6=ω・v=3.14×r2×1/0.01×r2/3×0.0251/2
得r=0.6m,选用管径为600mm的聚乙烯管作为排水设施。同理可得污水管径,但计算污水管时不能按满流计算,需要考虑充满度计算,在此不作详细计算。
通过计算和试验,最后选定环钢度为8,管径为600mm的PE管作为的排水管材。
3 PE管施工工艺
施工工艺如下:
测量、放样――沟槽开挖――基础处理(含检查井基础)――连接、下管、较管――管槽回填――检查井砌筑――检查井回填――验收
和钢筋砼管施工相比,PE管施工除按《给排水管道工程施工及验收规范》GB50268和乌鲁木齐市排水管道技术规程中有关规定执行外,根据实际施工总结,尤其应注意以下几点:(1)PE管道埋深低于建构筑物基础底面时,管道不得设在建构筑物基础下地基扩散角受压的范围内;(2)地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区,地下水位降至槽底最近点以下0.3~0.5m;(3)管槽开挖时,严格控制挖深,严禁超挖,不得扰动基底底层原状土,设计标高以上0.2～0.3m的原状土人工清理至设计标高,如发生超挖和扰动,换填粒径10～15mm的天然级配砂石料,并找平夯实;(4)和砼管相比,管道基础采用砂砾基础,厚度为0.05~0.20m,可根据基础的地质情况而定;(5)管道铺设过程,下管用人工或起重机进行,起重机下管时,应用非金属绳索扣系住管材两端距管口1/4处,严禁穿心吊装;(6)回填过程中,对回填土要求较严,和一般回填土不一样,部分回填土采用石棉砂,且回填要求达到相应密实度;(7)在管顶0.7m以上部分回填土,采用机械回填,必须从管材的两侧同时回填,并夯实,也可用碾压机械;(8)管道与检查井连接。
在开始的施工方案中,管顶以上检查井部位砌筑在管道回填之后进行,砌筑窨井时,管口缩进井内壁30~50mm,用砂浆粉刷成“喇叭状”,周围先用砂浆填充密实,之后砌筑砖块,但我们做闭水试验后(国家针对PE管的闭水试验暂无此相关规定),发现结果不能满足要求,经检查存在以下问题:(1)由于热胀冷缩原理,PE管将检查井撑裂,导致检查井漏水。(2)没有将检查井撑裂,由于管道与检查井连接处没有密封,导致渗水、漏水。
针对上述两个问题,提出解决方案如下:(1)将PE管埋深提高,使PE管处于一个相对温度变化不大的环境内,同时PE管铺设完后立即回填,且在较短时间内完成,边敷设边回填,施工长度控制在一定范围内。(2)PE管道敷设完毕后,再进行检查井的砌筑。
