（中铁五局二公司）
【摘 要】HDPE缠绕增强管具有较好的化学稳定性，耐腐蚀，耐老化，且便于安装，目前在市政工程污水管道工程中得到较广泛的应用。管道接口采用同材质电熔连接，接口质量高，施工简便快捷。本文结合现场实际，阐述了HDPE缠绕增强管电熔连接技术的基本原理和施工要点，解析了其优点和质量控制措施。
【关键词】HDPE缠绕增强管；电熔连接；原理；施工要点；质量控制
一、引言
随着我国城镇化的快速发展，市政工程的建设呈现出一片蓬勃的气势。市政工程与人们的生活戚戚相关，在市政工程建设中，采用环保、安全、节能型的产品，也是社会发展的趋势。20世纪90年代我国从德国引进了HDPE聚乙烯缠绕增强管，在市政工程污水管道工程中逐渐推广运用。HDPE缠绕增强管具有良好的化学稳定性，耐腐蚀，耐老化，外壁缠绕增强管，承压能力强，环刚度高，内壁光滑，介质在流动时阻力小，并且重量轻，便于安装，接头采用电熔连接技术，接口质量高，施工简便快捷，控制好接头焊接质量，可实现零渗漏。HDPE缠绕增强管，逐渐成为市政工程中污水管采用的主要材料，是混凝土管、钢管等污水管的理想代替产品，电熔连接技术的应用，可有效保证污水管焊接质量，具有很高的经济价值和社会意义。
二、工程概况
南昌市昌东大道为南昌市“十横十纵”干线性路网的组成部分，为贯通昌东大道南、北两段，完善城市干线路网，将昌东大道南延，从昌南大道延伸至南外环高速。昌东大道南延工程排水体制采用雨、污分流制，在道路两侧分别设置一根雨水管和一根污水管。污水管采用HDPE增强缠绕管（B型结构），主要规格为DN500和DN600，管道采用承插式电熔连接，确保管材接口的受力能力，同时也保证接口的密封性。
三、工艺原理及优点
HDPE缠绕增强管采用高密度聚乙烯(HDPE)为原料，在热熔状态下通过缠绕成型工艺制成。管道连接采用同材质承插式电熔连接技术，接口部采用承插和电熔两种连接方式，管道为柔性管道，接口为刚性接口，不仅保证了管材接口的受力能力，同时也保证了接口的密封性。管道两端在生产时被加工成承口和插口，并在承口端嵌入电熔丝，当插口端插入承口端后, 用卡箍在承口外压紧，通电加热，通过适当的电流以及合适的焊接时间，使电熔连接区部位的插口与承口同材质管材熔化焊接在一起，实现管道连接。承插式电熔连接接口质量高，施工简便快捷，接口的密封性好。
承插式电熔连接具有以下优点：
（1）承插口完全熔合，接口处强度和刚度与管材本体一致，熔接后管道犹如一根整管。当管道受力产生变形，变形可分散到整根管段上，不会在接头处形成应力集中，承插式电熔连接缠绕增强管可发挥密封性和柔性的特点，较好的适应地质变化，具有较好的抗不均布沉降能力。
（2）承插式电熔连接接口为本体连接，抵抗应力能力强，管道可在沟槽边焊接后，一整段管放入槽内，施工简便快捷。
（3）承插式电熔连接时无需辅助材料，完全为本体连接，使用寿命长。
（4）承插式电熔连接时密封性好，管内外不会滋生藻类、细菌或真菌，不会在管内结垢，维护费用低。
四、施工要点
（1）根据污水管设计位置进行放线，开挖时沟槽宽度要符合设计及规范要求，保证有足够的作业空间，根据沟槽深度放坡或分台阶开挖。槽底设计标高以上0.2～0.3m的原状土应用人工进行开挖，避免扰动基底。基底按设计要求设置砂垫层，并夯压到设计密实度，防止HDPE缠绕增强管不均匀沉降影响管道安装和接头连接质量。
（2）污水管安装前，首先检查管道的外观质量。管道表面不得有明显的划痕，不得有影响结构安全、使用功能及接口连接的质量缺陷，管节不得有异向弯曲，端口应平整。
（3）HDPE缠绕增强管施工方式可以多样化，在需要快速回填的地区，HDPE缠绕增强管可以在地面上进行多根预焊，再放入沟槽，这种方式可加快施工进度，同时又可避免危险施工，降低施工成本。不需要快速回填时，将污水管分节搬运至沟槽内，人工布管，在沟槽内承插与焊接。小型管材可用人力抬运或用非金属绳索兜住管节下管，大型管材可用吊车吊装，严禁将管节翻滚抛入槽中。吊装时，应用非金属绳索兜住管节，两端吊点应在距管端 1/ 4 管长处，根据管长及管径实际情况采用两点吊装，严禁用绳子串心吊装。吊点部位加设柔性垫板，可采用橡胶垫，防止吊绳磨损污水管。吊装过程设专人指挥，保证施工过程井条有序，污水管不得碰撞沟槽壁或施工机械等，防止污水管变形或损坏。
（4）管道就位后，拆除管子承插口气垫膜，检查承口、插口是否有缺陷或者变形，同时检查电阻丝和焊接连接线是否完好，不合格的必须更换。检查合格后，清除承口、插口连接面的污垢, 用90%纯度酒精或清洁剂擦洗干净，管子连接面和电阻丝必须保持干净、干燥，为焊接做好准备。
（5）将插口与承口对位，用非金属绳索绑扎接口的两管管身，在管身两侧各设置一个倒链，用两个倒链均衡拉紧，管径较小时，可人工采用非金属绳索兜住管端对位。在插口上标出插入深度标志，将插口慢慢插入承口，保证插口与承口同轴，避免碰撞管道或连接处偏斜。插口端不宜插到承口底部，应留出不小于10mm的伸缩空隙。插入完毕后，承插口周围应空隙均匀，无杂物，连接的管道平直，不偏斜，同时将焊接连接线接出，保证连接线完好。
（6）承插口插接到位后，为防止已敷设管道位置移动，应采用稳管措施，可将装满中粗砂的编织袋封口后压在管道顶部，具体数量根据管径及现场实际情况确定。并复测管道中心线和标高是否在设计和规范允许范围内，偏差超限时，应查明原因，采取相应措施后，进行调整或者重新对口对接，保证接口焊接前管道轴线和标高均符合设计及规范要求。
（7）管道在电熔连接焊接前，必须对焊工进行培训，包括焊接操作规程、焊接参数等，保证焊接机具操作人员熟练掌握焊接技术及操作工艺。正式焊接前，检查焊接机具的工作状态是否正常，再次确认两连接管道的几何中心位置。准备工作就绪后，在承口用配套的卡箍将接口压紧, 使承口和插口更好的接触，使电阻丝更好的发挥功用，提高焊接质量。并将专用的电熔焊机与承管口伸出的焊接连接线头相连接，形成通路，以便施焊。连接线在整个施工过程中不得受力，防止被拉断。
（8）连接线连接完毕后，准备进行电熔连接。电熔连接应在当日温度较低或接近最低时进行。电熔连接前，首先设定焊接参数，根据不同的管径，设定不同的通电参数。电熔连接接口焊接采用专用焊接机具，焊接电压为220V，焊接电流及焊接时间根据试验确定，并遵从厂家的技术说明。根据焊机性能，HDPE缠绕增强管电熔连接采用专用焊接机具时，不同规格管道接头主要焊接参数如下表：
焊接时，根据焊机、天气、环境温度等不同，可适当调整焊接工艺，但不能偏差10%。通电时要特别注意连接电缆线不能受力，防止短路或者电线被拉断。焊熔时气温不得低于5℃，否则需采取预热或保温措施。对于DN900及以上，在焊接前，先将焊接电流预加热2min左右，以便于提高焊接质量，并采用支撑环进行撑紧，支撑环放置在管子承口内靠近电熔接头的地方。
（9）通电完成后，取走电熔连接设备，让管道连接处自然冷却。自然冷却期间，应保留卡具，不得移动管道。自然冷却时间必须满足工艺参数要求，不得采取晒水等其他措施强制降温冷却。
（10）管道接头焊接完毕后，需检查管道接头质量及管道密封性，采用闭水试验进行检查，试验管段按井距分隔，抽样选取，带井试验。试验前，先验收管道及检查井外观质量，管道未回填且沟槽无积水，封堵预留孔，并编制闭水试验方案，严格按照方案进行试验。经过试验表明，电熔连接技术的应用，可有效的保证接头焊接质量，污水管密闭性好，安装质量达到设计及规范的要求。
（11）功能性试验合格后，可进行沟槽回填。沟槽回填时，应在管道两侧同步进行，管基有效支撑角范围应采用中粗砂填充密实，管底基础部位到管顶以上500mm范围内，必须采用人工回填，管顶500mm以上部位，可用机械从管道轴线两侧同时夯实，每层回填高度应不大于200mm，分层回填分层压实。
五、质量控制措施
（1）原状地基、砂垫层基础与管道外壁应均匀接触，无空隙，承载力满足设计要求，防止管道不均匀沉降造成管道变形。
（2）管道承插管口清除污垢后，要用90%纯度酒精清洗干净，每次通电加热前，均需用清洁剂和丝绸布擦洗电阻丝，保证接口处及电阻丝清洁、干燥。
（3）管道采用机械装卸时，应用柔韧性较好的非金属吊带进行绑扎，不宜使用钢丝绳或链条，以免对管道造成损伤。
（4）管道承插时必须控制好承插深度，并检测轴线及高程，保证其符合设计要求，严禁出现倒坡。
（5）严格控制管道平直度，严禁进行明火烘弯。
（6）焊熔时气温不得低于5℃，否则需采取预热或保温措施。
（7）电熔连接时间必须保证，严格按照焊接参数进行，并且在通电期间及刚通电完成的一定时间内，不得移动管件或在连接件上施加任何外力，防止接头松脱。焊接过程中承插口不得有水、油等液态物质。
（8）电熔连接接头焊接后，必须采用自然冷却，严禁使用冷水降温，以防接头骤冷产生脆性，避免产生质量安全隐患。
（9）管道连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须切开返工。外观检验合格后，才进行功能性试验。
（10）管道回填时，应在管道两侧同步进行，并不得带水回填。回填材料运入槽内时，不得损伤管道及其接口。
（11）管道回填后一定时间内，应进行变形检测。根据相关规范要求，发生变形时，根据变形量，进行开挖校正或者更换管道。
（12）管材堆放场地应平整，管材应堆放整齐并加木楔防止滚动。管材在装卸、运输、堆放时，应轻卸轻放，不得抛落拖滚和互相撞击。管材应远离热源和明火。
（13）管道在安装过程中，由于某种原因中断或者间歇时，管口应及时封堵，管道预留口也需及时封堵，避免垃圾杂物进入管道造成管道堵塞或管内污染。
六、结论
HDPE缠绕增强管化学稳定性好，耐腐蚀，耐老化，安装方便，管径小时，可直接人工安装，不需要吊车吊装，可节省机械费用。当沟槽需要快速回填时，可将管节在沟槽边连接好后，整体下放管道，施工速度快，而且能够保证沟槽的安全。采用电熔连接技术，焊接设备简单，操作方便，施工便捷，工期短，具有很好的经济效益。电熔连接技术运用在管道焊接时，通电后通过电阻丝发热，将同材质的管材熔化焊接在一起，接口质量高，有效保证了污水管的施工质量。同时，HDPE缠绕增强管属于环保、安全、节能型产品，电熔连接时可实现零渗漏，可杜绝污水对周围环境和土壤的污染，具有明显的社会效益。
参考文献：
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[2]刘洪涛.高密度聚乙烯缠绕增强管电熔连接技术的应用.山西建筑.2001年1月
[3]王志.高密度聚乙烯（HDPE）管道热熔焊技术.科技情报开发与经济.2010（28）
论文作者:李天宣
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/26
标签：管道论文; 插口论文; 沟槽论文; 接口论文; 污水论文; 质量论文; 管材论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;