2021年聚乙烯PE壓力污水管管道施工工法

聚乙烯PE壓力污水管管道施工工法聚乙烯(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(tǒng)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(yōu)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(jīng)對管道的安裝、連接等工藝進行系統(tǒng)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(jīng)濟效益，特整理為工法進行推廣應用。2、特點2.0.1本工法2.0.2材料物理性能穩(wěn)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(shù)小，能提高介質流速，與相同直徑的金屬管道相比，輸送流量2.0.4連接安全3、適用范圍主要適用于管徑在110mm～450mm城市污水排放、工業(yè)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(jīng)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(xù)一定時間，使兩端面熔合為一體，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(jīng)有效處理后，達到排放標準或合理利用中水，以減小環(huán)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5.2施工準備5.2.1熟悉施工圖并到施工現(xiàn)場了解情況，請設計單位、監(jiān)理單位5.2.2根據(jù)施工工藝要求，5.2.35.2.45.2.51、應檢查有無產(chǎn)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(tǒng)（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(xù)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在聚乙烯產(chǎn)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℃5、在運輸和存放過程中，小管可以套在大管中。6、運輸和貯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1—1．5米為宜。管子堆放高度不宜超過1.5米。7、產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用之間的存放期以不超過一年為宜。發(fā)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?shù)匦螚l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(qū)≥0.6m；永久性凍土或季節(jié)性凍土層，管頂埋深應在冰凍線以下。在結實、穩(wěn)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。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）75～400D+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20～50mm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(D≤225mm)、0.5mm(225mm＜D≤400mm)或1.0mm(D＞400mm)。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(shù)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(guī)定的壓力，直到兩邊最小卷邊達到規(guī)定寬度時壓力減小到規(guī)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(guī)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(guī)定值。冷卻到規(guī)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該焊接工藝主要工藝技術參數(shù)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2PE管道焊接主要工藝控制參數(shù)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(tài)下的冷卻時間tf2（min）溫度T：(210±10)oC吸熱壓力pa1：0.15MPata2＝10×e溫度T：(210±10)oC吸熱壓力pa2：0.02MPapf1=pf2=0.15Mpa＜4.50.5455564.5～71.045～705～65～66～107～121.570～1206～86～810～1612～192.0120～1908～108～1116～2419～262.5190～26010～1211～1424～3226～373.0260～37012～1614～1932～4537～503.5370～50016～2019～2545～6050～704.0500～70020～2525～3560～805.3.4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)。在管道放入管溝之前，應對管道進行全面檢查，在沒有發(fā)現(xiàn)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(shù)比金屬管高十余倍，所以對溫度變化較敏感，因此，可根據(jù)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5.3.4.4-1PE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5.3.4.4-2PE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管通道通過。如圖5.3.4.4-3圖5.3.4.4-3PE管穿越橋梁地埋敷設示意圖PE管在穿越農(nóng)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5.3.4.4-4PE管穿越農(nóng)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15～30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(chǎn)生斷裂釀成事故（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(tǒng)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(chǎn)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(huán)境將帶來不利影響。PE輕質柔性管材的出現(xiàn)，使得這種更新產(chǎn)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完成更新。5.3.5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。5.3.6PE壓力污水管道系統(tǒng)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(wěn)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2～3小時，當壓力穩(wěn)定后，將壓力升到工作壓力的1.5倍，穩(wěn)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(fā)生明顯的壓降，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(huán)境溫度達到一致，待溫度、壓力均穩(wěn)定后，開始計時，一般情況下，氣密性試驗應穩(wěn)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(guī)格規(guī)格φ110φ160φ200φ250φ315φ355φ400φ450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(guī)定為6、9、6.1.序號項目性能指標1短期靜液壓強度在20℃在80℃2熱穩(wěn)定性在200℃3耐應力開裂在80℃壓縮復原在80℃4縱向回縮率在110℃5斷裂延伸率應大于350％6.1.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折減系數(shù)。EN1555給出的工作壓力根據(jù)以下公式確定：MOP＝2×MRS／(C×(SDR—1))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(shù)：水C≥1.256.2PE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(guī)格單位數(shù)量備注1直管熱熔對焊機SHD4501280臺1PE管焊接2小型柴油發(fā)電機40KW臺1用于野外施工3空壓機3m3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7.1一般要求7.1.17.1.27.2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、7.2.2檢查長度，定尺管的長度應均勻一致，誤差不應超過20mm7.2.37.2.47.2.57.3一般項目PE管安裝允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≤5％R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貫徹和落實“安全第一，預防為主”的思想，端正對安全生產(chǎn)的態(tài)度，加強安全教育和全面的針對性的安全技術交底，嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程。各項經(jīng)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(yè)人員必須經(jīng)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(xiàn)場必須遵章守紀，佩戴安全帽。施工現(xiàn)場按規(guī)定懸掛“七牌二圖”與安全標牌。施工現(xiàn)場設置醒目的安全標志，施工區(qū)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(qū)域夜間應設紅燈警示。8.0.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(guī)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(guī)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、水平方向）應按規(guī)定保持距離。作業(yè)時，機械停放應盡可能穩(wěn)固，臂桿幅度指示器應靈敏可靠。必須嚴格執(zhí)行定期保養(yǎng)制度，做好操作