hdpe双壁缠绕管 HDPE双壁缠绕管成型及环刚度的选取

高密度聚乙烯双壁缠绕管成型技术

高密度聚乙烯双壁缠绕管是一种由高密度聚乙烯经高温高压缠绕焊接而成的管子，由特殊的方管缠绕成弹簧状结构，在高压下由相同材料改性的高温焊条焊接成管。管材具有弹簧可以扭绞、压缩、拉伸，但不能压扁的特性，对于基本没有内压、外压比较大的市政管材来说非常重要。因为这种结构为管道提供了极好的抗外压能力。焊接方管的焊条和方管形成一个工字形加强结构，由内外双壁围成，位置相对稳定。管道结构在外部压力下稳定，大大提高了管道的抗外部载荷能力。螺旋空中的结构壁管提高了抗外压能力，减轻了产品重量。由于其独特的成型工艺，可以生产直径为DN3000mm的大直径管道。这种管材具有柔韧性好、使用寿命长、重量轻、耐腐蚀、耐磨和耐低温冲击等优点。这是一种高质量的市政排水和污水处理管道。

高密度聚乙烯双壁缠绕管的主要理化特性

耐化学腐蚀:无酸、碱、盐、有机物、细菌、藻类、铁锈、结垢；

使用寿命长:材料老化寿命112年以上，管道设计寿命50年；

抗冲击能力强:在冰点以下仍具有良好的冲击性能，不会被水冻结而冻结破碎，优于UPVC、玻璃钢砂等材料；

重量轻:密度小于1，比水轻，仅为同规格混凝土管的1/8，装卸运输安装方便，不需要大型起重运输设备；

低阻水系数:n=0.0078-0.009，一般设计为0.01，而混凝土管n=0.013-0.014，比口径管可提高流量和流速30%-40%；

耐磨性好:耐磨性远优于混凝土管、UPVC管、玻璃钢夹砂管等管材；

连接方便:采用扩口承插连接方式，管道连接方便快捷，承插单一，无需大型安装设备，大大减少施工时间；管材和管件材质相同，冷热收缩同步，压力变化同步。采用特殊结构设计的橡胶圈，密封性能更加可靠；

环保产品:产品100%可回收利用，不污染环境；

扁管壁:扁管壁便于回填，施工快速，质量稳定，更好地体现了塑料埋地排水管的管土相互作用理论；

综合成本低:水阻力小，流量大，可以减小尺寸，使用直径较小的管道，同时减少开挖量，无需基础和碎石垫层，工程成本低，使用寿命50年，日常维护成本低，综合成本可与混凝土管道相当。

高密度聚乙烯双壁缠绕管与其他埋地排水管的比较

1.高密度聚乙烯双壁缠绕管、聚氯乙烯增强管和波纹管

从材料上看，HDPE双壁缠绕管采用高密度聚乙烯制成，是目前国际上推荐的品种，国家建设部广泛推广。HDPE弹性模量低，柔韧性好。同时，高密度聚乙烯和聚氯乙烯的玻璃化转变温度分别为-68℃和81℃，因此高密度聚乙烯在常温下的塑性特征明显，而聚氯乙烯始终处于玻璃化转变状态，因此高密度聚乙烯具有良好的柔韧性。此外，在-20℃时，高密度聚乙烯不易碎，可在0℃下测试，管道在生产和运输过程中不会损坏。而U-PVC在0℃下难以测试，施工时容易损坏，因此HDPE的抗冲击性比U-PVC更强。再者，管材的性能受配方影响很大，目前市场上厂家很多，导致恶性竞争。很多U-PVC生产厂家在生产过程中添加过量的碳酸钙，极大的影响了管材的质量。

从结构上看，HDPE双壁缠绕管的内外壁比较光滑平整。由中间空型材制成的中间空结构的管道为工字钢结构。从力学角度来看，双壁缠绕管在承受外载荷时能更好地保持结构稳定性。U-PVC增强管和波纹管是增强结构，用于抵抗外部压力。此外，不同的结构不同地反映了管道与土壤的相互作用。影响管土相互作用的主要因素是管外壁的光滑度和回填材料的变形模量和密实度。因此，高密度聚乙烯双壁缠绕管的平外壁更有利于提高回填材料的密实度，更好地体现管土相互作用理论。

口径方面，双壁缠绕管生产口径为DN 200-DN 3000 mu-PVC，生产口径为DN 200-DN 600 mm

2.高密度聚乙烯双壁缠绕管和高密度聚乙烯双壁波纹管

1.h < 0.7m时，s≥12kn/㎡；

2.当0.7m ≤ h ≤ 4m时，s≥8kn/㎡；

3.4m < h ≤ 5m，s≥10kn/㎡；

4.5m < h，S≥12KN/㎡。地质条件较差的，具体环刚度按实际计算。以上选择方法仅供参考。

设计荷载

地下给排水管道和构筑物的结构强度应满足表1.4.8和图1.4.8的荷载要求。

表1.4.8为埋地管道及附属结构设计活载标准表。

车辆等级

埋葬地点

Qi-20

Qi-30

特种车辆的运行区段应单独确定

主干水道内的陆地

O

Δ

Δ

在工厂的主干道下

O

O

O

社区道路和空土地

O

O

O

注:O为长期效应，δ为短期效应。

蒸汽-30相当于蒸汽超过20-120 t。

车辆荷载的分布情况如图1.4.8所示。

图1.4.8车辆载荷分布

高密度聚乙烯双壁波纹管的施工工艺及质量控制。

1管道铺设前的准备工作

1.1认真审查设计图纸

工程施工前，应先对设计文件和施工图纸进行审查和检查。检查是否符合现场和施工的实际情况，设计深度是否符合施工要求，避免因设计疏忽或考虑不周造成矛盾和困难，避免施工过程中各种管线和电缆的冲突。对于需要预留预埋的内容，要在专业图纸上进行检查和填空，纠正错误，明确施工要求。

1.2施工申请和监理规则

根据承包商中期报告的特点、设计要求、规范和施工组织设计，审批排水管道工程开工申请，制定工程质量监督工作规则等。

1.3材料和成品的控制

严格管道验收制度，管道端面应光滑，垂直于管道轴线，管道长度方向不应有明显弯曲现象。在储存和运输过程中，不应挤压管道和橡胶圈以避免变形，并应避免阳光和高温的直接影响。

1.4挖沟前的准备

在城市道路建设中，无论工程规模大小，开挖前应在沟槽两端设置路障、危险标志等安全设施。当天不能完成工作的，晚上挂红灯，每30m左右一盏，路口适当增加灯数。挖沟前还要了解土质、水文、地下构筑物的位置；在建筑物附近挖沟时，应清除地面障碍物，并提前制定安全保护措施；准备板桩等支撑材料和施工排水设备。

2管道施工流程

2.1施工测量

施工测量是一项技术性很强的工作，它贯穿于排水管道的施工中，必须由专人完成，以保证测量的及时性和准确性。为了保证每道工序后数据的准确性，自检和自测工序的允许偏差精度应提高50%，由专业测量工程师测量，然后由另一名测量工程师复核。测量仪器必须经过校准后才能使用。

2.2沟槽开挖和支撑

采用轮胎挖掘机和推土机将开挖与人工开挖相结合，在需要土方运输的地方配备部分自卸车。开挖前，逐一查明已有地下管线、电缆等构筑物的位置，并将调查结果和处理方案送业主及相关管理单位确认，以便采取保护、迁移等相应措施，确保开挖的连续进行。开挖沟槽时，严格控制基底标高，不得超挖或扰动基底表面；罐体底部不得被水浸泡，以保证管道的砂垫层光滑、密实、顺直，防止管道变形和沉降。

2.3管道安装

清洁喷嘴

插座中的所有杂物应清除干净，因为任何附件都可能导致接口泄漏。清洁围裙和上围裙。清洁橡胶圈上的粘合剂，将橡胶圈均匀平整地放入插座槽中，不得扭曲或断裂。用手沿整个皮圈按压一次，确保皮圈各部分均匀地卡在凹槽内，不翘曲或扭曲。

安装顶升工具

如果张力工具用于管道安装，将准备好的工具安装到位，以便推动。连接前再次检查插座和插座，并将压力喷嘴安装在插座上。将润滑剂均匀地刷在套筒的内表面上，并将润滑剂刷在两个“0”橡胶圈的表面上。肥皂水也可以代替润滑剂。

将管子推入插座

连接时，应逆水流方向连接。连接前，应在对应插座的位置挖一个凹槽。插座安装好后，要用沙子填满。对于大直径管道，承插端的管道应通过提升力提升离开地面，以减少管道与土壤表面的摩擦，减少安装力。当使用挖掘机作为顶升设备时，不得通过提升臂进行安装，而应通过转动挖掘机头部缓慢进行安装。

检查推入插座的插座位置是否符合要求，用挖掘尺伸入插座间隙，检查橡胶圈位置是否正确。

③接口试压:安装后在各承口之间设置试压孔，橡胶密封圈的优良特性使安装后检查各管道的质量成为可能，从而保证安装后整个管道的气密性。试压要求如下:每个插座接口应保持压力3分钟，确保无泄漏。插座与插座之间的借用角度应基于每个插座与插座之间压紧时不泄漏的原则。

管道修复

如果管道铺设后局部损坏，当损坏部分的长度或宽度不超过管道周长的1/12时，应采取修复措施，处理措施如下:

当管道外壁0.02米范围内出现局部或细小裂纹或孔洞时，应先排除管内水分，并用棉纱清理破损部位，再用环己酮清理，并刷耐水性好的塑料粘合剂；然后，从同一根管子的相应部位取下形状和尺寸相似的板材，粘合，用土工布包裹固定，养护24小时后覆土。

当管道外壁破损处出现0.1m长的破损管壁或孔洞时，应使用刮刀将破损管壁或孔洞彻底清除，并在0.05m内用环己酮对清除部分周围进行清理，刷好耐水性好的塑料粘合剂。然后，从同一根管子的相应部位取下破损面积为两倍的弧形板，在弧形板内壁破损处涂上粘合剂，用铅丝包扎。如果管壁上有肋，将受损部位周围0.05米范围内的肋去掉，刮平，不留肋迹，用与上述相同的方法进行补救。

管道与检查井的连接

管道从管沟延伸到检查井。由于管道受不同强度的支撑，从软到硬，需要设置一个过渡区，以保证管道得到均匀的支撑，防止剪切或集中荷载。为了达到这一效果，将采取以下措施:沿铺设方向，在一定坡度处挖出相当于3倍管径的土，然后将开挖部分换成砂砾垫层并夯实。

当高密度聚乙烯管进入检查井时，不能在有砂浆的接缝处带钢带。此时可以充分利用管壁上的T型肋。当与水泥浆结合时，T型肋会隐藏在水泥砂浆中，大大提高了防水性能。

事先用PVC胶和粗砂在与井壁连接的管道外表面制作中间层，然后用水泥砂浆将中间层砌入检查井井壁。

检查井地面底部的砂石垫层应与管道基础平滑连接。当管道位于软土地基时，检查井与管道之间用长度为0.5~0.8m的短管连接，再接一根或多根长度不超过2.0m的短管，然后与上下游标准管段连接。

修建检查井

挖沟时，检查井的中心桩可以根据井基的圆周尺寸挖井基。标高正确后，可与条形基础同时浇筑。维修达到一定强度后，即可下管，预留井筒位置。不同管径管道的底标高与底标高的连接应一致。管道稳定后，调整直管段管口，标高正确后建井。砌好后，要使砂浆饱满，流槽通畅，也要使墙体尺寸符合要求。

管道和竖井敷设完毕后，应立即埋入闭水试验的弯头内。为了在闭水试验中牢固地连接弯管，宜尽快制作弯头。管底标高、底孔标高、井盖标高必须完全符合图纸设计要求，以避免验水时出现积水、漏水甚至倒水现象。

管道闭水试验

回填前，管道应采用闭水法进行严密性试验，闭水试验应从上游到下游分段进行。试验管段应按井距分开，用井进行试验，每三个井段由监理工程师进行一次。当试验段上游的设计水头不超过管顶内壁时，应在距试验段上游管顶内壁2m处测量试验水头。当试验段上游设计水头超过管顶内壁时，试验水头按试验段上游设计水头加2m计算。当计算出的测试头超过上游检查井井口时，测试头以上游检查井井口高度为准。管道充水后至少24小时进行闭水试验。根据井水位的落差值计算渗流量，渗流量不超过规定允许值为合格。

3.建筑工地的修复

回填工作必须在隐蔽工程验收后进行。胸部回土时，必须两边同时对称回填。如果采用机械回填，应先人工回填管顶以上0.5m及检查井周围的胸腔部分，然后再采用机械回填进行大规模回填。建筑物附近的沟槽和需要铺设的排水管顶面，回填时必须分层夯实，不得回填淤泥、腐殖质和冻土。需要铺设的管道顶面回填压实度达到90%以上，建筑物旁沟槽回填压实度达到83%以上。

高密度聚乙烯双壁波纹管仍处于逐步推广应用阶段，实践经验较少，施工中难免会出现这样那样的问题。但是，只要我们不断探索和改进工艺，甚至针对HDPE管本身的缺陷提出改进建议，这种新材料、新工艺、新技术都会逐步得到改进和广泛应用。