大管径HDPE双臂波纹排水管安装施工工法.docx
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大管径HDPE双臂波纹排水管安装施工工法
大管径HDPE双臂波纹排水管安装施工工法
1.前言
目前，我国已将城市污水处理和雨水收集当做国民经济发展的重点战略问题来抓。
大管径高密度聚乙烯双壁波纹管（HDPE双壁波纹管）目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟，由于其优异的性能和相对经济的造价，在欧美等发达国家已经得到了极大的推广和应用。
在我国，HDPE双壁波纹管的推广和应用正处在上升势态阶段，各项技术指标均达到使用标准。
是现在各地排水排污管网建设中重点关注和推广使用的新型塑料排水管材。
现结合我们在施工实践中的体会，就大管径HDPE双壁波纹管的施工工艺及质量要求谈几点粗浅的质量控制方法。
2.工法特点
2.1重量轻：
便于运输、施工方便，只需要一般设备，不需大型设备，可大大降低运输费用和安装时的吊装费用。
2.2市政工程中主要用于排水工程，高密度聚乙烯双壁波纹管独特的柔韧性，耐冲击、耐压，任何地基都有很好的适应性，地基下沉情况下也不破裂。
2.3密封圈承插连接、结合牢靠，安装快捷。
2.4内壁光滑，减少摩擦，排水速度快。
2.5HDPE是无毒性原料，对土地无害，并且能再生使用。
3.适用范围
3.1市政排水、排污管道系统工程；住宅小区地下埋设排水排污。
4.工艺原理
4.1大管径HDPE管道安装，采用人工安装。
用非金属绳溜管，使管道放入沟槽，确认胶圈安装位置及插口的插入深度，将承口内壁清理干净，并在胶圈上涂润滑剂，对准中心轴线利用手动葫芦等提力工具逐节依次安装就位。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺：
测量放线→机械开槽→槽底整平夯实→铺设中、粗砂基→管道安装→砼井室垫层→井室砌筑、抹面、井室防腐→胸腔填土（稳管）→闭水试验→分层回填夯实
5.2操作要点
5.2.1HDPE双壁波纹管施工方法
1、施工准备
（1）技术准备：
按照施工设计图纸的要求，编制施工方案，准备施工机械设备。
（2）施工放样：
复测控制点及控制网和导线，测放井室位置和管道中心线。
（3）施工便道：
合理布置施工便道，与沟槽保证一定的距离，满足施工需要亦不影响槽壁稳定。
（4）管线交底：
首先开挖前了解已有管线位置，检查开挖沟槽前地下是否有管线，光缆或其他物体，若有，及时通知监理工程师及设计代表确认，并协商解决办法，进行妥善处理。
（5）技术（安全）交底：
对参与施工的项目管理人员及劳务队进行施工（安全）技术交底。
（6）材料进场：
HDPE双壁波纹管施工中的原材料按要求进场。
（7）实验检验：
完成原材料检验及混凝土配合比设计及实验等工作。
2、测量方案
进场后对设计单位交接的水准点和导线点进行复测，闭合差符合要求后，进行导线点、水准点的加密，加密点必须进行闭合平差，确保加密点的准确，以满足排水管高程，线型控制的精度。
由于井室中桩在施工中要被挖掉，因此在不受施工干扰、易于保护的地方测设施工控制桩，采用延长线法，测设附属构筑物位置控制桩。
施工过程中的测量主要是槽底高程的确定，机械开挖后，采用跟机测量，随挖随测，杜绝超挖现象，确保槽底高程符合设计要求，铺设砂基时，进行复测，发现问题及时处理，使管底高程控制在允许偏差范围内。
每次测量工作开始前，都要进行相邻点的复核测量。
管道中心有井室中心桩来确定，通过控制桩在管道基础上打出边线，确定管道的铺设位置。
井室高程根据设计要求进行控制，管道铺设完毕后，要进行构筑物的复核测量。
3、沟槽开挖及基础处理
沟槽开挖采用挖掘机进行开挖，沟槽开挖要严格控制挖深及管道中心线，机械开挖留10cm~20cm的余量，由人工清槽至设计槽底高程位置。
严格控制沟槽开挖放坡系数，按设计的放坡系数挖够宽度，开挖时应注意沟槽土质情况，必要时应请驻地监理和设计代表确定放坡系数，以防槽壁塌方。
沟槽开挖的土方堆放需离沟槽边2m。
如土方装车外运，外运地点由业主指定。
当沟槽开挖遇有地下水时，设置排水沟、集水坑，及时做好沟槽内地下水的排水降水工作，并根据设计要求采取地基加固措施；当无地下水时，基础下夯实，压实度大于95％。
沟槽开挖几个井段后，人工清槽后，并经监理工程师检验合格后，方可在沟槽内进行下道工序的施工。
4.铺设中、粗砂基
工程中管道基础采用180°中、粗砂垫层基础。
砂基基础施工时，槽底不得有积水、杂物；砂基厚度不得小于设计规定。
5.管道安装
管道可用机械配合人工下管。
明开槽，槽深大于3m或管径大于400mm的管道，可用非金属绳索溜管，使管道平稳的放在沟槽管位上。
严禁用金属绳索勾住两端管口或将管道自槽边翻滚抛入槽中。
混合槽或支撑槽，因支撑的影响，宜采用从槽的一端集中下管，在槽底将管道运至安装位置进行安装。
管道长短的调整，可用手锯切割，但断面应垂直平整。
管道中心线的控制采用井室中心桩法。
吊车距沟槽边至少2m，避免起吊受力时造成槽边坍塌。
管道安装采用人工安装，安装前应对管口、胶圈直径、管壁有无破损等进行检查。
HDPE管道接口主要使用承插式橡胶圈接口及弹性密封圈施工方法。
橡胶圈不应有气孔、裂缝、重皮和接缝，其性能应符合表1的要求。
表1橡胶圈的性能要求
邵氏硬度
伸长率/％
拉断强度/MPa
永久变形/％
老化系数
45—55
≥500
≥16
＜20
＞0.8
连接程序
连接程序为：
准备→清理管口及胶圈→上胶圈→刷润滑剂→→对口插入→安装检查
5.5.1操作方法及要点
（1）准备：
检查管材、管件及橡胶圈的质量，并准备工具。
当连接管子时，应在插口端调为倒角，并划出插入长度标线，然后在进行连接。
（2）清理管口及胶圈：
将承口内的橡胶圈沟槽、插口端工作面及橡胶圈清理干净。
（3）上胶圈：
将橡胶圈正确安装在橡胶圈沟槽中，不得装反或扭曲。
（4）刷润滑剂：
用毛刷将润滑剂均匀地涂在承口处的橡胶圈和管子插口端的外表面上，不得将润滑剂涂到承口的橡胶圈沟槽内。
（5）对口插入：
将连接管道的插口对准承口，保持插入管端的平直，用手动葫芦或其他拉力机械将管插入到标线。
（6）安装检查：
用刚板尺或其他工具从承口间隙插入，沿管一圈检查橡胶圈的安装是否正确。
5.5.2注意事项
（1）承口插入时，橡胶圈的沟槽内不得涂上各种油及润滑剂，防止接口时受力拉绳滑落。
（2）接口插管时应一次插到底，若发现插入阻力过大或插入管道反推时，应退出检查橡胶圈是否正常，切不可硬插入管口，防止管道变形。
（3）管道与井室的连接采用刚性接口，施工时要求井室与管之间用防水砂浆均匀地填充密实，要求井底溜槽与管内壁接合平顺，管口与井内壁平齐。
6、砼井室垫层
井室垫层支模后，使用流槽浇筑。
浇筑厚度必须符合设计要求，且需注意浇筑后的养生，避免闭水实验因井室垫层裂缝无法通过。
7、井室砌筑、抹面、井室防腐
7.1按设计要求砌筑，砌筑后的井壁圆顺，灰浆饱满，爬梯安装牢固，在井室砌筑时安装爬梯，爬梯安装前进行除锈处理，安装时周围孔隙须用1∶2水泥砂浆封实，砂浆未凝固前不得踏动爬梯。
7.2砌筑时，需随时检测检查井直径尺寸，井内外壁抹1∶2水泥砂浆分层压实抹光。
7.3检查井内的流槽与井壁同时砌筑。
表面用砂浆分层压实抹光，砌筑后的流槽应与上下游管底部顺接。
7.4砌筑检查井时预留支管应随砌随安，预留管的直径、方向、标高应符合设计要求，管与井壁衔接处应严密，预留支管管口宜干砌封口，等支线施工时在管口接入后在抹平。
8、胸腔填土（稳管）
胸腔部分回填应严格控制可采用砂砾或好的良质土。
由于管道承口为进水方向，管道安装从下游开始安装，朝上游连续铺设。
先将设计井段第一节管按检查井井位稳好（符合设计中心、高度要求），回填管道两侧砂基础，使双壁波纹管管身与砂垫层基础均匀接触，以提高此节管道的稳定性，同时增大管道安装过程中的摩阻力。
管体的插口端在安装时需用吊力将其轻离垫层面，以减少管子与砂层的摩擦，同时减少安装力。
9、闭水试验
首先经监理工程师检查管道及检查井外观质量，检查验收合格后，沟槽内无积水，进行管道闭水试验。
试验管段按井距分隔。
应按要求做闭水试验，进行密闭性检验。
闭水检验时，应向管道内充水并保持上游管顶以上2m水头的压力。
外面检查，不得有漏水现象。
管道24h的渗水量应不大于按下式计算的允许渗水量：
Q=0.0046Di
Q——每1km管道长度24h的允许渗水量（m3）
Di——管道内径（mm）
10、分层回填夯实
排水管道进行闭水试验验收合格后，及时进行沟槽回填。
回填土根据实验室确定的最大干密度和最佳含水量进行分层夯实，直至达到规范要求的压实度指标。
沟槽回填从管顶基础部位开始到管顶以上0.7m范围内采用人工回填。
从管底到管顶以上0.4m范围内的沟槽回填材料，采用碎石屑、粒径小于40mm的砂砾、中砂粗砂或开挖出的良质土。
回填土时沟槽内不得有积水、垃圾、烂泥、砂砾石，胸腔部位不得填有含石块、砖头等其他硬物。
所有回填土根据不同的土质分别采用分层摊平、夯实、压实等方法达到设计规定的密实度要求。
回填的压实度胸腔部位不小于95％。
井室周围回填压实时应沿井室中心对称进行，且不漏夯，回填压实后与井壁紧贴。
分段回填压实时，相邻段的接茬呈阶梯形。
6、材料与设备
6.1本工法采用的机具设备见附表6.1.1
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
轮式挖掘机
台
1
沟槽开挖、砂基铺设
2
履带挖掘机
台
1
沟槽开挖、砂基铺设
3
装载机
台
1
清理施工便道、倒运材料
4
洒水车
台
1
拌置砂浆、闭水试验、沟槽回填洒水
5
发电机
台
1
闭水试验抽水使用
6
抽水泵
台
1
闭水试验抽水使用
6
打夯机
台
6
井室及沟槽回填使用
6.2劳动力组织（见表6.2.1）
表6.2.1劳动力组织情况表
序号
单项工程
所需人数
备注
1
测量人员
1
2
施工管理人员
1
3
技术人员
1
4
槽底及砂基找平
6
5
井室砌筑、抹面、防腐
14
6
管道安装
4
7
沟槽回填打夯
8
合计
35
7.质量控制
7.1工程质量控制标准（见表7.1.1）
槽内部位
最佳密实度％
回填土层
超挖部位
95
砂石粒或最大粒径小于40mm级配碎石
土弧基础
管顶以下
85~90
中、粗砂
管下肋角
95
管两侧
95
中、粗砂、碎石或符合要求的原状土
管顶以上0.5m
管两侧
90
中、粗砂或符合要求的原状土
管上部
80
符合要求的原状土或天然砂砾
管顶0.5m以上
按地面或道路设计要求
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。
8.2施工现场按符合防火、防风、防暑、防触电、高空坠落、坍塌、物体打击、机械伤害等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。
8.3对沟槽处及时增设警示标志，并拉彩旗维护，沟槽每间隔一段做安全梯。
8.4管道安装完毕后及时回填，防患于未然。
8.5电缆线路采用“三相五线”接线方式,电器设备和电器线路必须绝缘良好。
施工现场线路必须保证安全距离，线头必须要从接电箱出入，并安装漏电保护装置。
8.6建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。
9.环保措施
9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工油料、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境顺导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理、随时接受相关单位的监督检查。
9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围护，做到标牌清楚、齐全，各种表示醒目，施工场地整洁文明。
9.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的检测，应对和验证，同时将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。
9.4设立专用垃圾池，对有毒防腐废料进行集中处理，从根本上防止施工垃圾污染。
9.5定期清运弃渣，弃渣及其他工程废料按工程建设指定的地方和方案进行合理堆放和处治。
9.6对施工场地道路进行必要清洁，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。
10.效益分析
10.1本工法中主要介绍了HDPE双臂波纹管在污、雨水工程中施工原理。
排水用HDPE双壁波纹管材是以聚乙烯树脂为主要原料，加入适量助剂，经挤压成型，适用于建筑物室外排水和市政排污用的新型管材。
具有重量轻、排水阻力小、抗压强度高、耐腐蚀、施工方便等优点，是取代铸铁管和水泥砼管的理想材料。
10.2由于HDPE双壁波纹管质量远轻于水泥管材，非常容易承插，所以大大缩小了施工难度；并且HDPE双壁波纹管最短为6米一根，而水泥管为2.5米一根，大大缩短工期。
10.3由于水泥管材为钢性管，为保证承插效果，沟底必须处理平整，最好打基础层，并且要求施工人员有绝对的责任心。
HDPE双壁波纹管为柔性管，对沟底要求不高。
10.4HDPE管的伸长率为钢管的20多倍，是PVC的六倍多，其伸长率非常高，延伸性很强。
这就意味着当地面下沉时，HDPE管能够产生抗性变形而不断裂。
这一点远优于钢管，也优于有明显脆性的PVC管。
10.5HDPE管的安全使期为50年以上，水泥管理论上使用寿命20年，但是其为硅酸盐类，长期受到酸碱的腐蚀，寿命大大降低。
全国各地均有水泥管材由于污水渗漏导致地面下沉，接口断裂，几年内就不得不更换的实例。
10.6水泥管材易结垢，结垢后，使管径缩小，影响通流量。
10.7水泥管材质量重，不便于运输与安装，并且在运输与安装时易损耗。
10.8HDPE内表面粗糙系数比水泥管材内表面粗糙系数小，实际应用中，建议HDPE比水泥管小一个型号即可。
如设计为600口径的水泥管材可以用500口径的HDPE替换。
11.应用实例
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