引水工程HDPE管道設計施工工法

　　結合工程實際，介紹了某引水工程HDPE管道設計及施工工藝、施工方法及施工注意事項等。實踐證明，該工程切實可行，值得推廣。

　　1工程概況

　　某工程位處原始叢林，附近無市政供水管網(wǎng)，需自行解決施工用水。經(jīng)水文地質勘測附近無地下水可資利用，唯一水源地xx河位于機場西南方向16km處。施工現(xiàn)場調查地表土質為粉細砂，工程土基處理及后期混凝土施工需要大量用水。為解決現(xiàn)場施工用水，結合機場初步規(guī)劃，決定建設xx河引水工程。引水工程供水能力按4000m3/d設計，因場外輸水系統(tǒng)不在設計范圍內，該工程由建設單位自行設計施工。

　　取水泵站位于xx河北岸cassenda村，在9.93km處coche村塬下設加壓泵站，經(jīng)兩級加壓送水至供水站。輸水管道按單管布置，管線全長17.6km，揚水高度172m。管線經(jīng)過地段多為原始叢林，地形地貌復雜，地面高低起伏較大，起伏點多。輸水管線有2.8km位于山嶺溝壑地帶，連續(xù)翻越山脊6處，高差均在10m以上，最大高差81m。管線通過地段分別為強風化砂巖、泥結卵石、灰褐色膨脹土及粉沙土，基地承載力差別大。整條管線順地形蜿蜒敷設，且不設備用管道，供水安全性要求高?？紤]到施工現(xiàn)場特點及本著“永臨結合、方便施工、技術先進、經(jīng)濟節(jié)約”原則，輸水管道選用新型節(jié)能材料HDPE給水管，輸水管徑de315、管道工作壓力1.6Mpa。

　　2管材特點

　　高密度聚乙烯（HDPE）管是一種新型化學建材，已在給排水及燃氣管道施工中得到廣泛應用。這種管材與鋼管或鑄鐵管比，有優(yōu)異的物理性能，但也存在其自身缺陷。HDPE管有一定延性和較好的柔韌性，管道可沿地形蜿蜒敷設，但大口徑管道彎曲半徑不能過小。HDPE管壽命長，抗腐蝕，埋地管道在-60℃～60℃范圍內安全使用50年以上。管材內壁光滑，與同口徑金屬管道比有更大的輸送流量，管內壁無結垢層，不會滋生細菌，管材無毒。HDPE管質量輕，易搬運，易彎曲，焊接工藝簡單，不需防腐，施工速度快。但HDPE管機械強度低，且塑料制品有不耐高溫，暴露在陽光下易老化特點，所以對管材運輸及施工安裝有特殊要求。管道最小埋深不少于1.2m，管底鋪設30cm厚砂墊層，管身周圍及管頂用砂回填，管頂填砂厚度不少于60cm，砂層以上方可用原狀土回填。回填用砂應選用潔凈的中粗砂，砂中不得含有腐殖質，砂中含泥量不得超過5%。

　　3施工準備

　　3.1機械設備

　　根據(jù)施工工期、管線長度、將整個管線劃分為四個施工段，每兩段由一個施工班組作業(yè)，每個施工班組配挖掘機1臺，推土機1臺，裝載機1臺，14噸載重汽車3臺，de315HDPE管道焊機2套，30kw發(fā)電機2臺，蛙式打夯機2臺，交通運輸皮卡車1臺。各種機械設備均狀況完好，專人操作。

　　3.2清表

　　管線通過地帶，灌木茂密，為防止清表偏離，應嚴格進行測量控制。根據(jù)選線位置，在管線通過位置每100m設置紅色視線標志，由推土機先進行第一道3m寬方向性清表。根據(jù)管道操作工作面寬度3m，施工便道寬度4m，現(xiàn)場堆土寬度3m的要求，確定清表寬度為3+4+3=10m。沿3m寬清表方向每間距50m設置清表紅色邊線樁且插標旗，專人指揮機械進行修整加寬便并隨時檢查調整方向，確保清表線路正確。

　　3.3施工便道

　　施工便道自右側清表邊線向內4m，每隔200m設置會車加寬面一處，加寬面長15m，寬5米，施工便道為單向排水，坡度2%，坡向右側。施工便道右側排水不暢地段開挖寬0.5m，深0.5排水明溝，確保便道排水暢通。在溝坎臺地處應開挖改坡，滿足坡度≤10%的要求。便道施工順序為推土機粗平一遍，平地機精平兩遍，15噸壓路機靜壓三遍。便道在使用過程中應定期維修，確保機械車輛暢通，安全行車。管溝、清表及施工便道斷面圖見下。

　　4工藝流程

　　管線測量→管線清表→修筑施工便道→管溝開挖→PE管材運輸→施工砂墊層→HDPE管熱熔連接→管道敷設→管身回填→管段試壓→閥門、井室安裝→管溝回填→設置管道標→通水試驗

　　5管溝開挖

　　管溝采用斗寬1.2m的挖掘機開挖，人工輔助底面修整，管溝斷面為矩形，自地面向下1.8m，管溝底寬1.2m，底部應平順。管溝開挖應根據(jù)管道敷設方向合理確定開挖區(qū)段，分段施工，敞溝時間盡量縮短。開挖管溝前，先用白沙撒出管溝開挖邊線，并有專人指揮檢查，確保管溝方向及深度準確無誤。管溝開挖完畢，應及時進行溝底修整并鋪設砂墊層。管溝出土應堆放在管溝左側2m處，以防開挖的溝土壓垮管溝及流入溝槽，堆土高度不超過1.5m，溝槽右側不能有堆土，以便于管道焊接及敷設。

　　6管材運輸及存儲

　　引水工程材料自國內采購裝船海運，管材吊裝設計專用槽鋼支架，每個支架管子排放不超過5層，防止管道擠壓變形。管件用塑料袋包裝后裝箱，管道焊接機具由管材生產(chǎn)廠家配套一起隨同管材發(fā)運。管道附屬閥門、管件同期采辦裝運。材料、設備裝船后均應遮蓋，避免暴曬雨淋。

　　HDPE管材和管件到場后應水平堆放在平整的場地上，高度不超過1.5m。管材和管件應分類堆放整齊并掛牌標示，便于取拿。露天堆放時用彩條布或帆布遮蓋。材料進場后及時檢查清點，是否有缺項及損壞。

　　管材、管件搬運和運輸用非金屬繩捆扎，吊裝，管材端頭應封堵；不得與油類、酸、堿、鹽等其他化學物質接觸。管材、管件搬運時應小心輕放，排列整齊，嚴禁拋摔和沿地拖拽。車輛運輸管材時，應放在平底車上，盤管應疊放整齊。直管和盤管均應捆扎、固定，避免相互碰撞。堆放處不應有可能損傷管材的尖凸物。

　　在溝槽基本完成時，運輸管材及管件布置在溝旁。盡量縮短管材在溝旁的存放時間，以避免外界損傷管材并減少陽光照射。布管時應小心輕放，防止損傷管材，管口連接前應封堵，防止泥土進入。

　　7熱熔對接及管道敷設

　　7.1本工程de315HDPE管道采用熱熔對接連接方式，首先檢查電源及焊接機具，試操作正常后才能焊接。連接前檢查待連接管材及管件是否有明顯劃傷，大于5mm的劃傷部位必須切除后方可連接；

　　7.2待接連件連接前，兩管段各伸出夾具一定自由長度（100-150mm），并對口校正兩對應的待連接件，使其在同一軸線上，錯邊不應大于2mm；

　　7.3管材或管件連接面上的污物應用潔凈棉布擦凈，并用銑削刀銑削待連接面，銑削后應重新對口檢查使接口吻合；

　　7.4待連接端面用專用電熱板加熱，加熱板溫度設定為210±10℃，待連接件的端面加熱時間為5分鐘，加熱壓力1.73兆帕；

　　7.5加熱完畢，對接加熱板應迅速脫離待連接件，并用均勻外力使兩待連接面對接頂緊，形成均勻凸緣并平滑過渡到管材本體。卷邊凸緣寬度為5-8mm，高度為3-5mm。接口保壓冷卻36min后卸開夾具并檢查接口質量。管件連接合格標準示意圖見下：

　　7.6焊接好的管段目視檢查接口合格后應及時下管并調整管道位置，進行管道側面及管頂回填，管頂覆沙厚度為60cm，分層回填并用平板震動器夯實。

　　7.7連接好的管道應及時進行水壓試驗，試壓分段長度1km左右，最大不超過1.5km。試水壓力為管道設計工作壓力的1.5倍，即1.6兆帕*1.5=2.4兆帕。試壓時排氣點應設在管道最高處，打壓點應設在管道端頭較低處。當?shù)皆噳褐?.4兆帕之后，應靜置1小時。1小時內，壓力值下降不超過0.1兆帕時該段管道試驗合格，管道試壓合格后進行通水沖洗。

　　7.8試壓合格的管道應及時進行閥門井室安裝及溝槽回填，管溝分層填土并用蛙式打夯機夯實。因管線經(jīng)過地段多為原始叢林，且管道布置曲線較多，為便于以后維修查找，管頂覆土高出原地面50cm以上，形成土壟。

　　7.9全段管道施工完后進行通水試驗，并檢查各排氣、排泥閥工作是否可靠及啟閉靈活。

　　8檢查井及水道標設置

　　8.1考慮到長距離輸水管道運行安全及方便檢修，在管道低處設置排泥井，高處設置排氣井。井室內安裝自動排氣閥、排泥閥和管道控制用伸縮式蝶閥。全線共設置排泥井9座，排氣井7座。

　　8.2管溝回填后及時埋設水道標。水道標為鋼筋混凝土制，沿管線間距100m埋設在管道正上方，并在管道轉彎、與道路交叉處設置。水道標埋入地下0.7m，地面以上0.5m，水道標周圍填土應分層回填密實。

　　9施工總結

　　9.1PE管材運至施工現(xiàn)場后，管材卸車時，地面不應有石塊等尖凸物并用廢舊汽車輪胎鋪墊，而后將管材逐根卸下，防止管材卸車時受傷；管材熱熔連接前應仔細檢查待連接管材及管件，對嚴重劃傷管材堅決不能使用，防止管道受壓破損及以后使用中蠕變破壞；

　　9.2熱熔連接操作人員應集中培訓，考試合格后方能上崗操作，確保接口成功率。建立嚴格的施工記錄簽證制度，現(xiàn)場接口編號記錄，責任到人，增強全員質量意識。連接好的管道，經(jīng)目視檢查合格后應及時埋設，減少在外界暴露的時間，確保管道使用壽命；

　　9.3管道連接時，連接件兩端要支設穩(wěn)定，并試驗活動機架運行平穩(wěn)，方可進行操作。尤其是在坡道地段，嚴格注意接口對接質量。

　　9.4大口徑閥門、管件下必須設置支墩，與管道連接時確保軸線一致，待接法蘭面平行且間隙均勻。閥門安裝應在一天溫度較低時進行。

　　9.5增強成品保護意識，及時回填管溝及設置水道標，防止管道被不知情人員挖斷，或幾年后維修時管道位置不清，造成不必要的麻煩；

　　9.6海外工程不同于國內工程，所有材料機具均從國內采購而來，采購周期及海運時間長。因此，材料計劃應詳盡并略有富余，一般應為計劃用量的102%，數(shù)量較少的關鍵管件應加倍計劃，計劃應周密、全面，必須有復核手續(xù)，避免出現(xiàn)因材料短缺造成停工、窩工現(xiàn)象，確保工程順利施工。

　　10結束語

　　某引水管道工程，按照4000m3/天進行設計。經(jīng)過3個月緊張施工，已于6月成功引水至施工現(xiàn)場。該引水工程的成功，為正式工程施工提供了先決條件，也為某工程正式規(guī)劃日供水10000m3/天增加管道提供了可靠的技術數(shù)據(jù)和施工經(jīng)驗。同時該工程項目也得到建設單位的充分肯定，作為樣板工程，將要在其它正式工程中予以采用、推廣。