排水工程中新技术新材料的运用探讨论文_王雅楠

天津市排水管理处 天津市 300202

摘要:随着政府对城市排水、排污以及环保的重视,在排水工程中越来越多地采用大口径、无污染的新型材料,塑料管材无疑是最适合这种发展要求的材料。所以,我们要有针对性地采用新技术、新材料、新方法延长管道的使用寿命、减少地下管道病害,实现可持续发展的原则、达到“节能减排”的效果。

关键词:排水管网,PE半井,检查井

1新型管材概述

PE(聚乙烯)是以聚乙烯树脂作为主要原料制成的新型产品,含有抗氧化剂、紫外线吸收剂等化学助剂。在排水工程中,常见的PE管是由高密度聚乙烯增强钢带螺旋波纹管和双壁波纹管。该管材具有如下特点:

1.1耐腐蚀性、密封性

PE管材具有极强的耐腐蚀性,只有极少数一些化学溶剂能够腐蚀PE材料,而这些化学物质在水中和土壤中的含量基本上为零。因此,PE管材比其他一些金属管材更能在盐碱土质等强腐蚀性的地下使用。其次,由于PE树脂的化学特性,使PE管在进行热熔连接的时候,可以确保管道接口的结构、材质,以及管道管体的同一性不被改变,保障了PE管材和管道接口的一体化。

1.2摩阻系数小,水流通过能力强

新型管材的内壁摩阻系数为0.009,而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此,新型管材比同口径的其他管材可通过更大的流量。过流能力增加10%~20%。

1.3柔韧性

PE管具有独特的,其断裂伸长率达50%以上,弯曲半径可以小到管直径的20倍~25倍,并有优良的耐刮伤能力。因此铺设时很容易移动、弯曲和穿插。PE管对管道强的适应能力,使其对基础的要求不高,且当基础发生不均匀沉降和错位时也不易损坏,因此适用于地震烈度较高的地区。

1.4抗压性能好

以聚乙烯塑钢缠绕排水管为例,该种管材为三层结构,内、外层为聚乙烯,中间层为经涂塑处理的金属钢带,经涂塑处理的金属钢带与内、外聚乙烯层在熔融状态下复合,使其有机的融为一体。将钢的刚性和塑料的柔性巧妙的应用,大大增强了管材的环行刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。

1.5施工方便、经济性好

PE管材属于新型的高分子材料,其密度低、重量轻,降低了材料运输和施工过程中的难度。PE管的管道接口少,PE管道之间采用承插或电热熔方式连接,方便快捷。此外,PE管道具有多种施工技术,除了可采用传统的开挖方式进行施工外,可以采用多种非开挖技术如定向钻孔、衬管、裂管、顶管等方式施工。PE管道使用寿命长、水力性能好和施工方便等因素,实践证明,PE管道综合造价明显低于金属管材及混凝土管材。

2排水工程中新技术新材料的运用

2.1沟槽开挖

在开挖管道沟槽的时候应该进行合理的组织。开挖前,查看地下管线勘查报告,查清地下管线或构筑物现状、分布位置及埋深,必要时人工挖取探坑,探明地下物做出明显标识,施工过程中注意保护。机械挖槽应确保槽底结构不被扰动和破坏,开挖时应在设计高程以上保留20~30㎝槽底不挖,用人工清底。如遇局部超挖或发生扰动,应换填天然级配砂砾。

2.2管道安装

PE管道的基础一般为土弧基础,对一般地基,承载力fak≥80Kpa时,基底可铺设10cm中粗砂;当地基承载力55≤fak<80Kpa或槽底位于地下水位之下时,宜铺设厚度不小于20cm的砂砾基础层;当地基承载力fak<55KPa时,应对地基进行加固处理。在管道设计土弧基础范围内的腋角部位,必须采用中粗砂回填密实,回填范围不得小于180°。管道可采用人工安装,用非金属绳索溜管,使管道平稳的放在基础上。

PE双壁波纹管:在进行管道连接时,先将承口、插口内外清理干净,并涂上润滑油,然后对准中心线,插口套上密封胶圈后插入承口,控制插入深度满足要求。管道连接过程中,检查每一个连接口是否紧密结合,防止出现渗水情况。

PE增强钢带螺旋波纹管:管道连接采用电热熔带焊接,采用一条内壁镶嵌有电阻丝的聚乙烯电熔带紧贴在两被连接的外表面,再用耐热带紧固;同时在接口处管端内壁用可拆卸的工具支撑牢固后,再用电热熔焊机给电阻丝供电,电阻丝发热熔融膨胀形成压力,界面两边的聚乙烯互相扩散,关闭电源,待充分冷却固化后形成可靠连接。

2.3检查井

PE检查井采用注塑工艺成型的加强筋结构塑料检查井,检查井与管道接口为对接形式,接口用热收缩带的方式连接。检查井运输至现场后直接安装至设计位置,免去人工拌和砂浆现场砌筑,施工速度快捷。为保证管道与检查井之间的密闭性,在检查井壁与管道之间设中介层,即在井壁和管道连接处设橡胶密封圈(见图1)。

2.4沟槽回填

当PE管道安装验收合格后,进行沟槽回填。回填工艺与钢筋混凝土管道回填相同。

3排水工程新材料运用施工质量控制

(1)改善软土地区地基条件,减少不均匀沉降,防止开裂。管道要铺设在原状土层上,对于不良土层,如软土、淤泥质土等进行换填处理,将管道和检查井基础下一定厚度的土层换填为碎石,以保证管道下部的地基承载力。(2)将排水检查井内衬高密度聚乙烯塑料半井。新型检查井与新型化学管材连接采用柔性接口。相同材质的接口容易施作、不易渗漏;这项举措也同时统一了检查井和管材的线膨胀系数,避免了由于温度变化,不同材质变形不一致而造成的开裂。(3)沟槽开挖过程中,不扰动和超挖原状土;做到沟槽及时回填,保证沟槽回填的密实度,尤其是管道两侧腋脚处和检查井与管道连接处的回填,以保证土体的承载力。

4结语

PE管应用于室外排水工程,在多方面优于钢筋混凝土管材。因此,在室外排水工程中,应大力推广PE管,以推动行业技术进步。为了尽快的使PE管得到应用,目前我们必须尽快建立一套适合实际工程条件的塑料排水管施工及验收规程,加强科学研究工作,进一步降低塑料管的单价,同时加强塑料排水管的普遍适用性研究。

参考文献

[1]论绿色建筑给排水技能新技术的应用[J].管培香.四川水泥.2017(01)

[2]塑料管材在建筑中节能性应用分析[J].刘素芳.塑料工业.2015(10)

论文作者:王雅楠

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期

论文发表时间:2018/2/28

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