頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法,它不需要開挖面層,并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時,也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間,以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。
HDPE管承受一定的壓力,通常要選用分子量大、機(jī)械性能較好的PE樹脂,如HDPE樹脂。LDPE樹脂的拉伸強(qiáng)度低,耐壓差,剛性差,成型加工時尺寸穩(wěn)定性差,并且連接困難,不適宜作為給水壓力管的材料。但由于其衛(wèi)生指標(biāo)較高,LDPE特別是LLDPE樹脂已成為生產(chǎn)飲用水管的常用材料。LDPE、LLDPE 樹脂的熔融粘度小,流動性好,易加工,因而對其熔體指數(shù)的選擇范圍也較寬,通常MI在0.3-3g/10min之間。
高密度聚乙烯,英文名稱為“High Density Polyethylene”,簡稱為“HDPE”。HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸),芳香烴(二甲苯)和鹵化烴 (四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。
雖然HDPE在1956年就已推出,但這種塑料還沒達(dá)到成熟水平。這種通用材料還在不斷開發(fā)其新的用途和市場。 PE可用很寬的不同加工法制造。包括諸如片材擠塑、薄膜擠出、管材或型材擠塑,吹塑、注塑和滾塑。
HDPE是一種好的管道,不僅應(yīng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性,而且應(yīng)具備接口穩(wěn)定可靠、材料抗沖擊、抗開裂、耐老化、耐腐蝕等一系列優(yōu)點,同傳統(tǒng)管材相比,HDPE管道系統(tǒng)具有以下一系列優(yōu)點: ⑴連接可靠:聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接,接頭的強(qiáng)度管道本體強(qiáng)度。 ⑵低溫抗沖擊性好:聚乙烯的低溫脆化溫度極低,可在-60-60℃溫度范圍內(nèi)安全使用。冬季施工時,因材料抗沖擊性好,不會發(fā)生管子脆裂。 ⑶抗應(yīng)力開裂性好:HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切強(qiáng)度和的抗刮痕能力,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能也非常。 ⑷耐化學(xué)腐蝕性好:HDPE管道可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會對管道造成任何降解作用。聚乙烯是電的絕緣體,因此不會發(fā)生腐爛、生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象;此外它也不會促進(jìn)藻類、細(xì)菌或真菌生長。 ⑸耐老化,使用壽命長:含有2-2.5%的均勻分布的碳黑的聚乙烯管道能夠在室外露天存放或使用50年,不會因遭受紫外線輻射而損害。 ⑹耐磨性好:HDPE管道與鋼管的耐磨性對比試驗表明,HDPE管道的耐磨性為鋼管的4倍。在泥漿輸送領(lǐng)域,同鋼管相比,HDPE管道具有更好的耐磨性,這意味著HDPE管道具有更長的使用壽命和更好的經(jīng)濟(jì)性。 ⑺可撓性好: HDPE管道的柔性使得它容易彎曲,工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物,在許多場合,管道的柔性能夠減少管件用量并降低安裝費用。 ⑻水流阻力小:HDPE管道具有光滑的內(nèi)表面,其曼寧系數(shù)為0.009。光滑的表現(xiàn)和非粘附特性HDPE管道具有較傳統(tǒng)管材更高的輸送能力,同時也降低了管路的壓力損失和輸水能耗。 ⑼搬運方便:HDPE管道比混凝土管道、鍍鋅管和鋼管更輕,它容易搬運和安裝,更低的人力和設(shè)備需求,意味著工程的安裝費用的大大降低。 ⑽多種全新的施工方式:HDPE管道具有多種施工技術(shù),除了可以采用傳統(tǒng)的開挖方式進(jìn)行施工外,還可以采用多種全新的非開挖技術(shù)如頂管、定向鉆孔、襯管、裂管等方式進(jìn)行施工,這對于一些不允許開挖的場所,是好的選擇。
HDPE給水管道在應(yīng)用上應(yīng)注意的事項 1、室外露天敷設(shè),有陽光照射的地方,建議做遮蔽措施。 2、埋地HDPE給水管道,DN≤110的管路夏天安裝可稍微蛇形鋪設(shè),DN≥110的管路因有足夠的土壤阻力,可抵抗熱應(yīng)力,無需預(yù)留管長;冬天,均無須預(yù)留管長。 3、HDPE管道安裝時,如果操作空間太?。ㄈ纾汗艿谰⒌蹴攦?nèi)施工等),應(yīng)采用電熔式連接方式。 4、熱熔承插連接時,加熱溫度不能過高、過長,溫度好控制在210±10℃,不然會造成配件內(nèi)擠出的熔漿過多,減少通水內(nèi)徑;承插時管件或管材接口處應(yīng)清潔干凈,不然會造成承插口脫開漏水;同時,要注意控制好管件的角度和方向,避免造成返工。 5、熱熔對接連接時,要求電壓在200~220V之間,如果電壓過高,會造成加熱板溫度過高,電壓過低,則對接機(jī)不能正常工作;對接時應(yīng)保持對接口對齊,不然會造成對接面積不夠要求、焊口強(qiáng)度不夠,以及卷邊不對成;加熱板加熱時管材接口處未處理干凈,或加熱板有油污、泥沙等雜質(zhì),會造成對接口脫開漏水;加熱時間要控制好,加熱時間短,管材吸熱時間不夠,會造成焊口卷邊過小,加熱時間過長,會造成焊口卷邊過大,有可能形成虛焊。
施工工藝:測量→放樣→溝槽開挖→基礎(chǔ)處理→連接、下管、校管→管槽回填→檢查井砌筑,回埴→驗收。HDPE管施工除按施工規(guī)范執(zhí)行外,HDPE管自身特點,應(yīng)注意以下幾點: (1)HDPE管熱脹冷縮嚴(yán)重,因此HDPE管宜在溫差變化不大的環(huán)境里施工和使用。 (2)HDPE管埋深低于建構(gòu)物基礎(chǔ)底面時,管道不得設(shè)在建構(gòu)筑物基礎(chǔ)下地基擴(kuò)散角受壓的范圍內(nèi)。 (3)地下水位開挖溝槽底高程的地區(qū),地下水位降至槽底近點以下0.3 m~0.5m。 (4)管槽開挖時,嚴(yán)格控制挖深,不得擾動基底底層原狀土,如發(fā)生超挖和擾動,換填粒徑0.1 m~0.5 m的天然級配砂石料,并找平夯實。 (5)HDPE管道基礎(chǔ)采用砂礫基礎(chǔ),而不是混凝土基礎(chǔ),厚度為0.05 m~20 m,根據(jù)地質(zhì)情況而定。 (6)管道鋪設(shè)過程,下管用人工或起重機(jī)進(jìn)行,起重機(jī)下管時,用非金屬繩索扣系住管材兩端距管口1/4處,嚴(yán)禁穿心吊裝。 (7)回填中對回填土要求較嚴(yán),部分回填土采用一定規(guī)格的中(粗)砂(本地稱石棉砂),碎石(土)堅硬的棱角容易損壞PE管且回填不易密實,石棉砂在佳含水量時具有自動密實功能,再加小型夯實機(jī)具夯實就能滿足密實度要求。 (8)在管頂0.7 m以上部分回填,采用機(jī)械回填。在管頂以下回填從管材兩側(cè)同時回填,并夯實,否則容易使HDPE管受壓不均,導(dǎo)致HDPE管變形,移位。其他回填按規(guī)范執(zhí)行。
管材一般為黑色,其他顏色可由供需雙方商定。管材的內(nèi)外表面應(yīng)清潔,黑色管材上應(yīng)為復(fù)合纏繞生產(chǎn),紋路清淅、規(guī)整,不允許有氣泡、明顯的劃傷、凹陷、雜質(zhì)、顏色不均等缺陷。管端頭應(yīng)切割平整,并與管材軸線垂直。
管材應(yīng)貯存在遠(yuǎn)離熱源及油污和化學(xué)品污染,地面平整、通風(fēng)良好的庫房內(nèi);如室外堆放,應(yīng)有遮蓋物。 管材應(yīng)水平整齊堆放,堆放高度不得超過3m。