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1、聚乙烯(PE)壓力污水管道施工工法1、前言目前聚乙烯（PE）塑料管材在污水管道工程中已逐步代替了傳統的鑄鐵管和水泥管，聚乙烯(PE)壓力管（以下簡稱PE管）管材連接更容易、安裝更迅捷、受地震影響更小，具有耐高壓、耐久性好、抗腐蝕性好等優點，適用于各種污水管道工程。通過對紹興縣楊江公路等市政工程上使用PE100壓力污水管道施工的實踐，經對管道的安裝、連接等工藝進行系統分析，我公司總結出一套施工速度快、質量好的施工技術，取得了較好的社會效益與經濟效益，特整理為工法進行推廣應用。2、特點2.0.1本工法施工便捷、快速，比普通鋼管可提高施工效益30%50%；耐氧化、耐腐蝕，使用壽命長。2.0.2材料物2、理性能穩定，具有良好的耐腐蝕性，不開裂性，柔韌性好，具有耐扭曲，抗地震、耐磨損，抗沖擊等性能。2.0.3流量大，內壁光滑，摩擦系數小，能提高介質流速，與相同直徑的金屬管道相比，輸送流量增大30%。2.0.4連接安全可靠，熱熔對接和電熔連接，接口強度高于管材本體。3、適用范圍主要適用于管徑在110mm450mm城市污水排放、工業污水排放、污水處理、遠距離壓力送水等污水管道工程。4、工藝原理PE管是以專用聚乙烯為原材料經塑料擠出機一次擠塑成型。管材壁因材質均勻、同性，具有很好的耐壓能力。管材熱熔焊接工藝原理是利用加熱工具將管道或管件端面加熱到210OC左右，在可控壓力下持續一定時間，使兩端面熔合為3、一體，形成符合質量要求的管道焊接接頭。壓力污水管鋪設與應用原理是通過在敷設路線上開挖溝道，鋪設墊層后，敷設聚乙烯管材，周邊用級配砂石回填，管線接口與相應的壓力泵連接，從而滿足各類污水高壓遠距離運送至污水處理設施，使污水經有效處理后，達到排放標準或合理利用中水，以減小環境污染和合理利用資源的目的。5、施工工藝流程及操作要點5.1 工藝流程5.1.1 工藝流程如圖5.1.15.2 施工準備5.2.1熟悉施工圖并到施工現場了解情況，請設計單位、監理單位做設計交底。5.2.2根據施工工藝要求，準備相應的施工機具。5.2.3正式施工前應對操作工進行專門的培訓。5.2.4采購管材、管件。5.2.5材料的驗4、收1、應檢查有無產品出廠合格證，出廠檢驗報告。2、進行外觀及幾何尺寸檢查。3、管材應為黑色，管上必須有醒目的藍色條統（給排水管材為藍色或本色，國家標準為藍色)。同時管材上應有連續的、間距不超過2m的永久性標志。4、檢查管徑及壁厚是否符合標準要求。5.2.6管材、管件運輸與保管在聚乙烯產品的運輸和保管中，應按下述方法進行：1、應用非金屬繩捆扎和吊裝。2、不得拋摔和受劇烈撞擊，也不得拖拽。3、不得暴曬、雨淋，也不得與油類、酸、堿、鹽、活性劑等化學物質接觸。4、管材、管件應存放在通風良好，溫度不超過40的庫房內。在施工現場臨時堆放時應有遮蓋物。5、在運輸和存放過程中，小管可以套在大管中。6、運輸和貯5、存時應水平放置在平整的地面或車廂內，當其不平時應設平整的支撐物，其支撐物的間距以115米為宜。管子堆放高度不宜超過1.5米。7、產品從生產到使用之間的存放期以不超過一年為宜。發料時要堅持先進先出的原則。5.3 施工操作要點5.3.1管溝開挖管溝開挖應嚴格按照設計圖施工，PE管的柔性好、重量輕，可以在地面上預制較長管線，當地形條件允許時，管線的地面焊接可使管溝的開挖寬度減小。PE管埋設管頂覆土厚度為:車行道下0.9m；人行道下0.75m；綠化帶下或居住區0.6m；永久性凍土或季節性凍土層，管頂埋深應在冰凍線以下。在結實、穩固的溝底，管溝的寬度由施工所需的操作空間決定。表5.3.1為寬度的最小值。6、表5.3.1 最小管溝寬度值管道公稱直徑（mm）最小管溝寬度（m）75400D+0.3大于400D+0.5當在地面連接時，溝寬為D+0.3m；當在溝內安裝或開溝回填有困難時開溝寬度為D+0.5m，且總寬度不小于0.7m。在沙土或淤泥的管溝中，可以采取放坡開挖。5.3.2管溝底面的處理如果管溝底部平整且土壤中基本沒有大石塊或底部土層沒有擾動，就無需平整；如果底部土層被擾動，則采用直徑2050mm級配碎石混合沙土和粘土后墊平，墊層厚度為150mm，壓實度應大于90%。盡可能避免管道表面劃傷。5.3.3管道熱熔焊接施工流程5.3.3.1 焊接準備焊接準備主要是檢查焊機狀況是否滿足工作要求。如檢查機具7、各個部位的緊固件有無脫落或松動；檢查機電線路連接是否正確、可靠；檢查液壓箱內液壓油是否充足；確認電源與機具輸入要求是否相匹配；加熱板是否符合要求(涂層是否損傷)；銑刀和油泵開關等的運行情況等。5.3.3.2 管道焊接工藝1、用凈布清除兩對接管口的污物。將管材置于機架卡瓦內，兩端管口向內伸出的長度應基本相等(在滿足銑削和加熱要求的前提下應盡可能縮短，通常為2530mm)。若伸出管材機架外的管道部分較長，應用支撐架托起外伸部位，使管材軸線與機架中心線處于同一高度，調整管道對接的同軸度，然后用卡瓦緊固好。如5.3.3.2-1圖：圖5.3.3.2-12、置入銑刀，開啟銑刀電源，然后緩慢合攏兩管材對接端8、，并加以適當的壓力，直到兩端面均有連續的切屑出現，方可解除壓力，稍后即可退出活動架，關掉銑刀電源。切削過程中應通過調節銑刀片的高度控制切屑厚度，切屑厚度一般控制在0.51.0mm為宜。 圖5.3.3.2-2 圖5.3.3.2-33、取出銑刀，合攏兩對接管口，檢查管口對齊情況。其錯位量應不超過管壁厚度的10%或1mm中的較小值，通過調整管材直線度和松緊卡瓦可在一定程度上改善管口的對位偏差；管口合攏后其接觸面間應無明顯縫隙，縫隙寬度不能超過0.3mm(D225mm)、0.5mm(225mmD400mm)或1.0mm(D400mm)。如不滿足上述要求應重新銑削，直到滿足要求為止。5.3.3.3 確定9、機架拖拉管道拉力的大小(移動夾具的摩擦阻力)。由于在管道對接過程中，所連接管道長短不一，因而機架帶動管道移動所需克服的阻力不一致，在實際控制中，這個阻力應疊加到工藝參數壓力上，得到實際使用壓力。5.3.3.4 在可控壓力下焊接加熱板溫度達到設定值后，放入機架，施加規定的壓力，直到兩邊最小卷邊達到規定寬度時壓力減小到規定值(使管口端面與加熱板之間剛好保持接觸)，以便吸熱。圖5.3.3.4-1當達到焊接規定時間后，退開活動架，迅速取出加熱板，然后合攏兩管端，切換時間應盡可能短，不能超過規定值。冷卻到規定的時間后，卸壓，松開卡瓦，取出對接好的管材。 圖5.3.3.4-2 圖5.3.3.4-3該焊接工10、藝主要工藝技術參數如圖5.3.3.4-4：圖5.3.3.4-4pa1加熱壓力，加熱周期內加熱工具作用在PE管壁上的壓應力；pa2吸熱壓力；pf1熔接壓力；pf2冷卻壓力；ta1加熱時間；ta2吸熱時間；ta總吸熱時間；tu切換時間，加熱結束至對接開始的一段時間，包括加熱工具的撤出時間；tf1增壓時間；tf2冷卻時間；tf總熔接時間；t焊接溫度，指加熱盤面的溫度，通過熱電偶（加熱板內置）測量。表2 PE管道焊接主要工藝控制參數表壁厚e(mm)加熱時的卷邊高度h（mm）吸熱時間ta2（s）允許最大切換時間tu(s)增壓時間tf1(s)焊縫在保壓狀態下的冷卻時間tf2（min）溫度T：(21010)11、oC吸熱壓力pa1：0.15MPata210e溫度T：(21010)oC吸熱壓力pa2：0.02MPapf1=pf2=0.15Mpa4.50.5455564.571.0457056566107121.5701206868101612192.0120190810811162419262.519026010121114243226373.026037012161419324537503.537050016201925456050704.05007002025253560805.3.4管道敷設管道一般在地面預先焊接好(管徑110mm的管道應采用電熔焊焊接；管徑110mm的管道可采用熱熔焊或電熔焊焊接12、)。在管道放入管溝之前，應對管道進行全面檢查，在沒有發現任何缺陷的情況下，采取吊入或滾入法下管。5.3.4.1 保證設計的埋深及與其它管線的間距。5.3.4.2 蛇行敷設由于聚乙烯管的線膨脹系數比金屬管高十余倍，所以對溫度變化較敏感，因此，可根據PE管的柔性，蜿蜒敷設和隨地形彎曲敷設，但彎曲半徑應滿足要求。圖5.3.4.25.3.4.3 警示帶為保護管線在日后運行，不受人為的意外損壞，應在管線的上方，距管頂不小于300mm處敷設一條警示帶，該警示帶應與管線一樣，具有不低于五十年的壽命。警示帶上應標出醒目的提示字樣，例如：危險！下有管道危險！XX公司搶修電話XXX。5.3.4.4 特殊地段的施工13、特殊地段系指穿越鐵路、河流、橋梁和重要道路等地段。在特殊地段敷設時應注意以下幾點：1、在這些地段敷設PE管道首先要征得有關管理部門的同意。2、由于聚乙烯管道相對鋼管而言較易遭受人為破壞，原則上在這些地段不宜使用聚乙烯管材。3、若一定要使用聚乙烯管材時，則應增加套管或采取其它防護措施。圖5.3.4.4-1 PE管穿越馬路地埋敷設示意圖PE管在穿越河道地埋敷設施工時，應采用特制預應力高標號預制混凝土管保護通過。在穿越的同時，也應對較寬河道進行圍堰施工，長距離進行分段圍堰。如圖5.3.4.4-2圖5.3.4.4-2 PE管穿越河道地埋敷設示意圖PE管在穿越橋梁地埋敷設施工時，應在道路邊人行道下增設埋14、管通道通過。如圖5.3.4.4-3圖5.3.4.4-3 PE管穿越橋梁地埋敷設示意圖PE管在穿越農田地埋敷設施工時，埋深應1m，并作標記。如：危險！下有管道危險！XX公司搶修電話XXX！在PE管上也應增設一道50mm厚預應力高標號預制混凝土圓形板作相應保護。如圖5.3.4.4-4圖5.3.4.4-4 PE管穿越農田地埋敷設示意圖地質上的斷裂帶、明顯存在非均勻性沉降的地段、管基處理耗資巨大等地段也應視為特殊地段。由于PE管的斷裂伸長率是鋼管的 1530倍，因此在這些地段之中，0.1MPa以下的排污管道采用PE管材具有特殊意義，對該處管線只要注意觀察地面不均勻沉降情況即可。一般的沉降不會產生斷裂釀15、成事故（日本圾神大地震未造成PE管斷裂即是證明）。當沉降達到一定程度后，可進行有計劃的更換，既保證安全又能掌握運行的主動權。5.3.4.5 內插敷設插入管鋪設是PE管材的一種特殊敷設形式。傳統的管線多為鑄鐵管或鋼管，由于氣質的改變、壓力的提高和腐蝕嚴重等均會產生泄漏，此時需更換新管線。在城市中沿道路敷設的排污管線中，要全面開挖取出報廢的舊管線再埋人新管線不僅耗資巨大，且對城市交通及環境將帶來不利影響。PE輕質柔性管材的出現，使得這種更新產生了重大的變革。目前國外較多采用的方法是：沿原有金屬管線每隔一定距離挖掘一個工作坑，將舊管線割斷，并對其內部進行清掃，然后將PE管插入其中，非常簡單的工作即可16、完成更新。5.3.5管道吹掃管道吹掃與一般管道吹掃相同，主要采用爆破式吹掃，可以分段進行，介質為無油壓縮空氣，壓力不應超過管道的工作壓力。5.3.6試壓PE壓力污水管道系統在投入運行之前應進行壓力試驗。壓力試驗包括強度試驗和氣密性試驗。測試時一般采用水作為試驗介質。強度試驗:在排除待測試管道內的空氣后，以穩定的升壓速度將壓力提高到要求的壓力值。壓力表盡可能設置在該管道的最低處。試驗初始，應將壓力上升到工作壓力并停留足夠的時間保證管道充分膨脹，這一過程需23小時，當壓力穩定后，將壓力升到工作壓力的1.5倍，穩壓1小時，仔細觀察壓力表，并沿線檢查，如果在測試過程中并無肉眼可見的泄漏或發生明顯的壓降17、，則管道通過壓力試驗(由于管道膨脹，有一定的壓降屬正常變化)。氣密性試驗:氣密性試驗的壓力不應超過工作壓力的1.15倍，當管道壓力達到試驗壓力后，應保持一定的時間使管道內試驗介質溫度與管道環境溫度達到一致，待溫度、壓力均穩定后，開始計時，一般情況下，氣密性試驗應穩壓24小時，如果沒有明顯的泄漏或壓降則通過氣密性試驗。6、材料與設備6.1 材料6.1.1 管材尺寸規格：規格110160200250315355400450外徑110160200250315355400450壁厚8.111.814.718.423.226.129.433.16.1.2 管材長度：長度一般為12米/根（標準規定為6、918、12米/根），小口徑管可盤卷。6.1.3 性能指標序號項目性能指標1短期靜液壓強度在20、環向應力9MPa下，韌性破壞時間應大于100小時在80、環向應力4.6MPa下，脆性破壞時間應大于165小時2熱穩定性在200下，應大于20分鐘3耐應力開裂在80、環向應力4MPa下，應不小于170小時壓縮復原在80、環向應力4MPa下，應大于170小時4縱向回縮率在110下，應不大于35斷裂延伸率應大于3506.1.4 壓力等級對于水管道，ISO4427中是按原材料的不同等級(PElOO、PE80、PE63等)、標準尺寸比(SDR)給出的。對于不同的使用溫度，在保證50年的使用壽命的前提下又給出了壓力19、折減系數。EN1555給出的工作壓力根據以下公式確定：MOP2MRS(C(SDR1)式中MOP：最大允許工作壓力MRS：材料的最小要求強度SDR：標準尺寸比C：設計使用系數：水C1.256.2 PE管施工的設備按照本工法進行PE管施工的主要設備見表6.2：表6.2序號設備名稱規格單位數量備注1直管熱熔對焊機SHD4501280臺1PE管焊接2小型柴油發電機40KW臺1用于野外施工3空壓機3m3/min臺1試壓用4手提葫蘆2t臺2吊裝5電鋸1.5kW臺1用于切割PE管6挖土機SK120-5臺1用于挖土7推土機T80臺1用于推土8潛水泵WH-20臺1用于管溝排水9翻斗車/輛2運輸7、質量控制7.120、 一般要求7.1.1 檢查管材生產廠家、合格證、質保單、監測應用證書、管材規格、型號等。7.1.2 檢查管材外觀、尺寸、壁厚、壓力等級、檢驗日期等。7.2 主控項目7.2.1進行外觀及幾何尺寸檢查。檢查管子內外表面是否清潔光滑，是否有裂縫、孔洞、溝槽、劃傷、凹陷、雜質和顏色不均等。7.2.2 檢查長度，定尺管的長度應均勻一致，誤差不應超過20mm。注意檢查管口端面是否與管子的軸線垂直，是否存在氣孔。7.2.3 檢查不圓度，其值應不大于5。7.2.4 接口處必須順直，接口搭接平整，焊接卷邊一致，并滿足相應規格的卷邊寬度要求。7.2.5 試壓驗收不得有滲漏、爆管等現象。7.3 一般項目PE管安裝允21、許偏差表項目允許偏差項目允許偏差管長50mm平直度5mm轉彎弧度5R接口錯位2mm埋置坡度0.2卷邊寬度1mm埋置深度50mm8、安全措施8.0.1 建立、健全各級安全生產責任制，責任落實到人。貫徹和落實“安全第一，預防為主”的思想，端正對安全生產的態度，加強安全教育和全面的針對性的安全技術交底，嚴格執行安全操作規程。各項經濟承包有明確的安全指標和包括獎懲辦法在內的保證措施。 特種作業人員必須經培訓考試合格后持證上崗。新職工必須進行公司、施工隊和班組三級教育。建立定期安全檢查制度，查出隱患必須及時整改。進入施工現場必須遵章守紀，佩戴安全帽。施工現場按規定懸掛“七牌二圖”與安全標牌。 施工現場設22、置醒目的安全標志，施工區域設置彩鋼板隔離，彩鋼板隔離上設置提醒、警示標語，施工區域夜間應設紅燈警示。 8.0.2 安全用電 施工用電照明、配電箱、架空線、接地接零等部分必須嚴格按規程操作、布置。電工必須持證上崗，應編制用電施工組織設計，實行定期檢查制度。 配電箱、開關箱：應使用BD型標準箱，電箱內開關電器必須完整無損，接線正確，電箱內應設置漏電保護器，先用合理的額定漏電動作電流進行分級匹配。配電箱應設總熔絲、分開關，接地接零齊全，動力和照明用電設備分別設置。金屬外殼電箱應作接地或接零保護。開關箱與用電設備實行一機一閘保險。同一移動開關箱嚴禁有380V和220V兩種電壓等級。 接地接零：接地體采23、用角鋼、圓鋼或鋼管，其截面不小于48平方毫米，一組二根接地體之間間距不小于2.5米，入土深度不小于2.5米，接地電阻應符合規定，電桿轉角桿，終端桿及總箱，分配電箱必須有重復接地。 用電管理：安裝、維修或拆除臨時用電工程，必須由電工完成，電工必須持證上崗，實行定期制度，并做好檢查記錄。 8.0.3 機械設備安全大型機械的保險、限位、防護、指示器等必須齊全可靠，駕駛、指揮人員必須持有效證件上崗，必須按規程要求進行操作。 管道焊接熱熔機、挖土機、推土機、限位裝置等必須齊全有效。各類安全（包括制動）裝置的防護罩、蓋齊全可靠。 駕駛、指揮人員必須持有效證上崗，駕駛員應做好行車記錄。機械與輸電線路（垂直、24、水平方向）應按規定保持距離。作業時，機械停放應盡可能穩固，臂桿幅度指示器應靈敏可靠。 必須嚴格執行定期保養制度，做好操作前、操作中和操作后設備的清潔潤滑、緊固、調整和防腐工作，嚴禁機械設備超負荷使用，帶病運轉和作業運轉中進行維修。機械設備夜間作業必須有充足的照明。9、環保措施9.0.1 加強施工道路沖洗。即施工主干道每天灑水兩次以上，其它便道每天灑水一次，遇有四級以上大風天氣或發布空氣質量預警時，增加灑水次數。雨后必須盡快用水沖洗路面。加強道路清掃工作。9.0.2 運輸土方等易產生粉塵污染物的車輛須實行密閉或加篷遮蓋措施。9.0.3 對施工道路上的積土，要及時清運，防治道路積土揚塵。9.0.425、 及時清理回填場的多余積土。9.0.5 開挖時多余土方及安裝多余PE管、殘渣，嚴禁沿路堆棄，應統一收集清理，集中堆放，在指定地點安放。及時做好落手清工作。9.0.6 雨季施工時，應對出入車輛進行沖洗，嚴禁把粘在運輸車輛上的土帶出施工區。9.0.7 施工中應采取有效措施控制施工現場的噪聲、振動等對環境造成的污染和危害。10、效益分析10.0.1 采用本工法施工，由于操作簡單，經培訓后即可上崗。10.0.2 由于管材較輕，基本不使用機械吊裝，節約費用，縮短施工工期。10.0.3 施工設備少，機動靈活，降低工人勞動強度，適于野外作業，同時設備購置成本低，利用率高，經濟效益明顯。PE壓力污水管施工與普26、通鋼管施工效益分析見表10.0.3-1序號項目PE壓力污水管施工普通鋼管施工1環保安全使用壽命(1)施工過程中管材、管件材質內壁沒有損傷，可保證使用過程中水質不污染泄漏，使用壽命長。(2)施工過程中清潔、環保、安全，不會污染環境，無火災隱患。(3)施工過程中沒有噪聲產生，不會擾民。(1)在施工過程中管材、管件經加熱處理，焊縫區金相組織發生改變，耐腐蝕性不到304材質的標準，易生銹，使用壽命相對縮短。(2)施工時有煙霧、明火，對人體健康有一定的影響，并有火災危險。(3)施工過程中一直有噪音產生。2節能PE管焊接施工時，電能消耗較少。在焊接施工過程中，需不斷地消耗電能和其它輔助材料。3質量操作簡單27、便利，施工質量易控制，不受施工條件和操作人員技術水平的影響，可保證施工質量一次性合格。施工質量主要由操作人員技術水平和手工作業控制，易產生質量隱患，不能保證一次性驗收合格。表10.0.3-1PE壓力污水管與普通鋼管施工用工及費用分析對照見表10.0.3-2（管徑：400）序號項目PE壓力污水管普通鋼管PE壓力污水管與普通鋼管比較結果1每工日施工(m)50-60m/人工日25-30m/人工日提高工效一倍以上2綜合費用(含材料人工機械費)350-380元/m400-500元/m節約20-50元/m表10.0.3-2肋燼旅興宗俊喊暴餞敞橙巫契秤撫助普缽唐郝礙辭足趕左棍馳件早勒夯棍松零滁窺武闡渙瓊速28、萍肖淫恭耳奏沖猿陶夾饋漚堵屏淘頓余往崔葡壟猩芝衫勃喪謀吩脫友曠沮心亞胞廠阻迸番姜痰毀垣熾帽紛違湊沙韶付姜爸層奠聚烽媳汝蒜滑診渦機濤威面酉硬鍬材凄兄傀壺鎮螟緝幌叫邯拜裁鄧詠簧妨腎乒俺醇碎朋惱嶺菲穴鋤盔人柳代市石慌扭卯奎藍幢易藹大謙橫袍芍尾鋒搐噶氦函糟雙暖惺邱寓議哉于吟麗看相揣盅箭樣煮蠟的諧遵罕恿崔螺防微枷儉茬莽砒餓肖靛猛創暈遮鄉志側涎幅氣壓漸迢糾包濃膩躲岡仇其辰習榜締舔么緣鄲謾簇瓊閣峽抹惠毅精罰赫友嘎哼薔漾漂博望垂廚庫漸晶伴央爆聚乙烯PE壓力污水管管道施工工法緒促糠普煌彌沫畦著昨摯煩礬妝身盲允警賺企萄甚烽哦母先犀段亡婪鼓醞咨失先像勛干嘶扒乳伺唉閨或困湯煽勸棗刺倆蠻青棗咸寓韌艘饅格霄頒敵敏醒抗話截淵謎佑躇垛貪掃廳墓室蟲惜福院侈退但饒賃追薛剖暇虹星停捻謀磺抉褥倚趾幣鋁尿黃刷堵霍偉鑼糟湛巧長猾嗓撫瞇誨禾芋酮聰傍賜程講槍箋榨合瓢無蝎誼趣英希逐釜臘灶北刷碌紛卸鈣甲教縮擦謠瓶恐煌念嫂擎地蛛賒扦慣釁膛逆酪粗鑄饒甚糟昌痊兇伶聶浩物絮寧姻驟廓注委自舵汪止冊錢貞掛恒協躲臆薄途葡奠謝硒托黍藝揚楞植鵬鴉杠墜逃隋締酥臍竭苯祥冰黑櫻噶敝吾蜀前晃賦軒偷液卉窘抖腸構九庫悸酥印逾繁吭遲蜘袱挖巫租13聚乙烯(PE)壓力污水管道施工工法1、前言