劉代忠,余路路,蔡桂安

(中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

1 工程概況

惠州市金山新城水環(huán)境綜合整治著眼于“治水+治城”系統(tǒng)思維[1]，從治水引領(lǐng)、生態(tài)修復(fù)等多方面綜合謀劃，對金山湖及蓮塘布河、河橋水、冷水坑河，從水安全、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境方面進行綜合整治?！爸嗡笔紫纫獙崿F(xiàn)雨污分流，修建截污管網(wǎng)工程。本項目截污管網(wǎng)工程總長12.6 km，主要采用DN 300～DN 600mm雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管，每節(jié)管長為6 m，管材是以高密度聚乙烯(HDPE)為主要原料,以兩條相對稱的聚丙稀定向彎曲波紋管作為輔助支撐結(jié)構(gòu),在熔融狀態(tài)下的高密度聚乙烯把波紋管包覆并熔合成一體后,纏繞在高密度聚乙烯本體管外壁制成的一種全塑、高環(huán)剛度、柔性管[2]。PP雙高筋結(jié)構(gòu)，有利于提高環(huán)剛度及穩(wěn)定性，同時解決了纏繞管波紋處預(yù)應(yīng)力集中的缺陷。連接強度高，增強縫的拉伸強度。管材具有大的外表面積，形成管土共同抗壓[2]。雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管結(jié)構(gòu)解剖見圖1所示。

本工程地質(zhì)條件較差，為粉質(zhì)粘土層、砂層，部分地段包含淤泥質(zhì)土，前期因施工不規(guī)范，出現(xiàn)管道下沉，管道連接接口不緊密、管道變形、滲水等問題，導(dǎo)致部分井段閉水試驗未通過。為減少或避免此類問題再發(fā)生，項目部成立了QC小組對出現(xiàn)問題的原因進行分析，并總結(jié)了一套管道安裝施工技術(shù)，用以控制管道安裝施工質(zhì)量，對后續(xù)片區(qū)管道安裝提供借鑒和參考。

圖1 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管結(jié)構(gòu)解剖示意

2 管道安裝施工技術(shù)

2.1 管道線路的精準控制

1) 測量前先在管道施工影響范圍外埋設(shè)控制點，沉降穩(wěn)定后進行初始值測量，符合規(guī)范要求。

2) 施工過程中，沿管道線路兩側(cè)布置臨時水準點，臨時水準點距離控制在75 m，并與控制點相閉合。

3) 施工管道與地下原有管道、結(jié)構(gòu)物交叉，需在圖紙及地面標明具體位置并記錄原有管道的詳細信息。

4) 根據(jù)圖紙和測量控制點，進行檢查井和管道位置放樣并做好標線。

5) 施工過程中，經(jīng)常檢查、校核控制樁，如發(fā)現(xiàn)丟失及時補樁。

2.2 溝槽開挖技術(shù)

1) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管溝槽形式根據(jù)設(shè)計圖紙，如設(shè)計圖紙沒有具體要求，根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境、槽深、地下水位、土質(zhì)情況、施工設(shè)備及季節(jié)影響等因素確定。

2) 溝槽開挖前，應(yīng)詳細調(diào)查周邊環(huán)境和地下管線，做好交通疏導(dǎo)及管線保護措施。

3) 溝槽開挖,基坑(槽)兩側(cè)臨時堆土或施加其他荷載時,不得影響臨近建筑物、各種管線和其他設(shè)施的使用和安全[3]。

4) 開挖深度較大溝槽時，應(yīng)進行分層開挖，符合溝槽開挖與支護要求。

5) 槽底原狀地基土不得擾動,機械開挖時槽底預(yù)留30 cm,土層由人工開挖至設(shè)計高程,整平[4]。

6) 施工人員在溝槽上下應(yīng)設(shè)置安全梯。

7) 施工過程中，做好周邊構(gòu)筑物、管線及地層的監(jiān)控量測工作，如有異常及時采用相關(guān)措施。

8) 在回填土過程中，由于雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管重量比較輕,如遇溝槽內(nèi)水的浮力大于管的重量時,管道會上浮。所以回填土?xí)r溝槽內(nèi)不得積水,應(yīng)將溝槽內(nèi)的積水排干[6]。

2.3 管道安裝及連接技術(shù)

雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管在熱電熔狀態(tài)下通過纏繞成型工藝制成，并在熱態(tài)未脫模前，通過滾動風(fēng)冷方式冷卻，管道逐步散熱，壁厚均勻。根據(jù)環(huán)境不同，管道連接可采用承插電熱熔連接及承插雙橡膠圈密封柔性連接，能滿足不同施工環(huán)境的需求，并達到零滲漏。

在施工過程中發(fā)現(xiàn)，管道與檢查井的連接、管道與管道的連接是管道安裝質(zhì)量的兩個薄弱環(huán)節(jié)，是影響閉水試驗成敗的兩個主要因素。導(dǎo)致閉水試驗通過率低的原因分析有以下幾點:

1) 施工人員對管道連接經(jīng)驗少，細節(jié)控制不到位，如焊接時間、電流、溫度等參數(shù)，造成管材連接質(zhì)量差,周期長。

2) 管道連接完成后，焊接接頭溫度未降至規(guī)定溫度受到外力擾動。

3) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管為柔性管道，管道回填時，填料中存在堅硬雜物，堅硬雜物掉落對管道造成破壞導(dǎo)致滲漏水現(xiàn)象。

4) 管道連接處位置基礎(chǔ)沉降，導(dǎo)致管道接頭變形、滲漏水等。

2.3.1管道安管順序

1) 雙高筋增強聚乙烯纏繞管安裝從下游向上游進行，插口向下游，承口向上游[5]。第1節(jié)管安裝時，將管道的一端插入檢查井井壁內(nèi)側(cè)處，按照設(shè)計要求找好中心線和高程并固定管道，固定后才能放松吊帶回臂。

2) 第1節(jié)管安裝后，按照設(shè)計高程、坡度繼續(xù)安裝第2節(jié)、第3節(jié)管直至相鄰檢查井內(nèi)。

3) 雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接采用手扳倒鏈，手扳倒鏈的一端采用方木和鋼絲繩，另一端采用方木作為固定反力端。管道連接時，兩節(jié)管道接口應(yīng)水平放置，拉鉤放在管道的接口處，兩只手板倒鏈同時用力拉動，合攏兩節(jié)管道。

4) 管道走向應(yīng)走直線。如有轉(zhuǎn)彎，必須在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置檢查井。

2.3.2承插式電熱熔連接技術(shù)

在干燥、無水的環(huán)境中，安裝可采用承插式電熱熔連接，管道兩端在生產(chǎn)時被加工成承口和插口，承口端嵌入電熔絲。在管道焊接時，只需要打開電源即可進行焊接，管道焊接嚴密性好、零滲漏，管道電熱熔連接接口外觀(見圖2所示)。

圖2 管道電熱熔連接接口外觀示意

雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接時管口清理干凈，無灰塵等，焊接前對管口外觀質(zhì)量、變形、清潔度、電熔絲重點檢查。

1) 焊接操作步驟

做好準備工作→連接輸出輸入導(dǎo)線→打開電源總開關(guān)→設(shè)定焊接時間→調(diào)節(jié)電流到參考值(緩調(diào))→開始焊接→時間蜂鳴響后自動斷電→檢查焊接是否需要補焊→關(guān)閉工作開關(guān)→電流調(diào)節(jié)旋鈕回旋→摘下連線夾子→按照規(guī)定時間冷卻→再次檢查→焊接工作結(jié)束。

2) 焊接前兩節(jié)管道調(diào)至同一高度臨時固定，再進行焊接；

3) 在兩節(jié)管道接口位置各畫一條插入深度標記線，接口對準后，采用手扳倒鏈栓系管材插入接頭承口內(nèi)進行通電焊接，熱電熔持續(xù)2 min后，用力將栓系管道插到標記線；

4) 焊接后，電熱熔接頭用緊固帶扣緊緊固，使之與管材完全貼合；

5) 設(shè)定電熔焊機的加熱電流與加熱時間非常重要，以下為金山新城水環(huán)境綜合治理項目截污管網(wǎng)工程雙高筋增強聚乙烯纏繞管的熱熔焊機和焊接時間參數(shù)(見表1～2)。

表1 熱熔焊機參數(shù)

表2 焊接時間 s

6) 達至規(guī)定的焊接時間后，再用板手擰緊螺絲(90°左右)，檢測熱電熔接頭的熔融狀是否均勻，然后按照規(guī)定的冷卻時間自然冷卻，1 h后方可受力。

2.3.3承插雙橡膠圈連接技術(shù)

在潮濕、有水的環(huán)境中優(yōu)先使用承插式雙橡膠圈連接技術(shù)，管道插口端外壁加工兩道凹槽，安裝前徹底清潔管表面、凹槽、膠圈，同時將2條配套的橡膠圈嵌入凹槽內(nèi)，然后將插口端插入承口端，用雙橡膠圈使插口和承口緊密結(jié)合，無漏水現(xiàn)象發(fā)生。注意管道吊裝過程中，采用2個支點或3個支點吊裝。管道承插雙橡膠圈連接接口外觀見圖3所示。

圖3 管道承插雙橡膠圈連接接口外觀示意

2.3.4管道與檢查井的連接技術(shù)

管道與檢查井的連接是閉水試驗經(jīng)常滲水的一個環(huán)節(jié)，檢查井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),為剛性材料;雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管為柔性材料,檢查井和管道連接過程中采用砂漿封堵，砂漿凝固后不能完全密實，現(xiàn)場采用膨脹止水條+防水砂漿進行防水，采取上述連接措施，極大地改善了雙高筋增強聚乙烯(HDPE)纏繞管連接效果，保證了管道施工質(zhì)量,同時加快了項目施工進度。

3 質(zhì)量控制措施

1) 施工前對施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)、教育，考核合格后方可上崗。

2) 選擇有施工經(jīng)驗的工人進行管道的焊接，現(xiàn)場管理人員嚴格監(jiān)督。

3) 選擇性能穩(wěn)定的管道焊接設(shè)備，管道焊接前進行試焊，根據(jù)管徑、溫度等，選擇不同的焊接參數(shù)。

4) 加強工人管材保護意識，管材運輸和吊裝時采用專用吊帶，輕拿輕放，保證管材的完好性。

5) 管道接頭部位冷卻至25℃以下方可移動。移動、吊裝過程中應(yīng)盡可能讓接頭處于受力較小的位置。

6) 回填前基礎(chǔ)清理干凈并驗收通過，回填土中不得有碎磚、石塊，嚴格控制回填材料粒徑。

4 應(yīng)用效果

本項目環(huán)湖城中村片區(qū)截污管網(wǎng)工程按上述施工技術(shù)實施，目前管道安裝效果良好。管道閉水試驗通過率得到了很高的提升，CCTV管道電視檢測顯示，管子幾乎無變形、破損現(xiàn)象。該管道安裝技術(shù)有效解決了管道安裝質(zhì)量問題，可在后續(xù)片區(qū)中進行推廣。管道未通過閉水試驗部分，項目部也在積極加強其他方面的管控。

5 結(jié)語

為了更好保證雙高筋增強聚乙烯纏繞管安裝的質(zhì)量要求及提高使用壽命、減少缺陷，本文重點分析了閉水試驗通過率低的原因以及采取的應(yīng)對措施，可見管道安裝關(guān)鍵工藝過程控制至關(guān)重要，可以有效防止管道和管道，管道和檢查井相接觸處滲漏水，提高閉水試驗通過率，可為類似管道安裝工程提供借鑒。