引水工程HDPE管道设计施工工法

　　结合工程实际，介绍了某引水工程HDPE管道设计及施工工艺、施工方法及施工注意事项等。实践证明，该工程切实可行，值得推广。

　　1工程概况

　　某工程位处原始丛林，附近无市政供水管网，需自行解决施工用水。经水文地质勘测附近无地下水可资利用，唯一水源地xx河位于机场西南方向16km处。施工现场调查地表土质为粉细砂，工程土基处理及后期混凝土施工需要大量用水。为解决现场施工用水，结合机场初步规划，决定建设xx河引水工程。引水工程供水能力按4000m3/d设计，因场外输水系统不在设计范围内，该工程由建设单位自行设计施工。

　　取水泵站位于xx河北岸cassenda村，在9.93km处coche村塬下设加压泵站，经两级加压送水至供水站。输水管道按单管布置，管线全长17.6km，扬水高度172m。管线经过地段多为原始丛林，地形地貌复杂，地面高低起伏较大，起伏点多。输水管线有2.8km位于山岭沟壑地带，连续翻越山脊6处，高差均在10m以上，最大高差81m。管线通过地段分别为强风化砂岩、泥结卵石、灰褐色膨胀土及粉沙土，基地承载力差别大。整条管线顺地形蜿蜒敷设，且不设备用管道，供水安全性要求高。考虑到施工现场特点及本着“永临结合、方便施工、技术先进、经济节约”原则，输水管道选用新型节能材料HDPE给水管，输水管径de315、管道工作压力1.6Mpa。

　　2管材特点

　　高密度聚乙烯（HDPE）管是一种新型化学建材，已在给排水及燃气管道施工中得到广泛应用。这种管材与钢管或铸铁管比，有优异的物理性能，但也存在其自身缺陷。HDPE管有一定延性和较好的柔韧性，管道可沿地形蜿蜒敷设，但大口径管道弯曲半径不能过小。HDPE管寿命长，抗腐蚀，埋地管道在-60℃～60℃范围内安全使用50年以上。管材内壁光滑，与同口径金属管道比有更大的输送流量，管内壁无结垢层，不会滋生细菌，管材无毒。HDPE管质量轻，易搬运，易弯曲，焊接工艺简单，不需防腐，施工速度快。但HDPE管机械强度低，且塑料制品有不耐高温，暴露在阳光下易老化特点，所以对管材运输及施工安装有特殊要求。管道最小埋深不少于1.2m，管底铺设30cm厚砂垫层，管身周围及管顶用砂回填，管顶填砂厚度不少于60cm，砂层以上方可用原状土回填。回填用砂应选用洁净的中粗砂，砂中不得含有腐殖质，砂中含泥量不得超过5%。

　　3施工准备

　　3.1机械设备

　　根据施工工期、管线长度、将整个管线划分为四个施工段，每两段由一个施工班组作业，每个施工班组配挖掘机1台，推土机1台，装载机1台，14吨载重汽车3台，de315HDPE管道焊机2套，30kw发电机2台，蛙式打夯机2台，交通运输皮卡车1台。各种机械设备均状况完好，专人操作。

　　3.2清表

　　管线通过地带，灌木茂密，为防止清表偏离，应严格进行测量控制。根据选线位置，在管线通过位置每100m设置红色视线标志，由推土机先进行第一道3m宽方向性清表。根据管道操作工作面宽度3m，施工便道宽度4m，现场堆土宽度3m的要求，确定清表宽度为3+4+3=10m。沿3m宽清表方向每间距50m设置清表红色边线桩且插标旗，专人指挥机械进行修整加宽便并随时检查调整方向，确保清表线路正确。

　　3.3施工便道

　　施工便道自右侧清表边线向内4m，每隔200m设置会车加宽面一处，加宽面长15m，宽5米，施工便道为单向排水，坡度2%，坡向右侧。施工便道右侧排水不畅地段开挖宽0.5m，深0.5排水明沟，确保便道排水畅通。在沟坎台地处应开挖改坡，满足坡度≤10%的要求。便道施工顺序为推土机粗平一遍，平地机精平两遍，15吨压路机静压三遍。便道在使用过程中应定期维修，确保机械车辆畅通，安全行车。管沟、清表及施工便道断面图见下。

　　4工艺流程

　　管线测量→管线清表→修筑施工便道→管沟开挖→PE管材运输→施工砂垫层→HDPE管热熔连接→管道敷设→管身回填→管段试压→阀门、井室安装→管沟回填→设置管道标→通水试验

　　5管沟开挖

　　管沟采用斗宽1.2m的挖掘机开挖，人工辅助底面修整，管沟断面为矩形，自地面向下1.8m，管沟底宽1.2m，底部应平顺。管沟开挖应根据管道敷设方向合理确定开挖区段，分段施工，敞沟时间尽量缩短。开挖管沟前，先用白沙撒出管沟开挖边线，并有专人指挥检查，确保管沟方向及深度准确无误。管沟开挖完毕，应及时进行沟底修整并铺设砂垫层。管沟出土应堆放在管沟左侧2m处，以防开挖的沟土压垮管沟及流入沟槽，堆土高度不超过1.5m，沟槽右侧不能有堆土，以便于管道焊接及敷设。

　　6管材运输及存储

　　引水工程材料自国内采购装船海运，管材吊装设计专用槽钢支架，每个支架管子排放不超过5层，防止管道挤压变形。管件用塑料袋包装后装箱，管道焊接机具由管材生产厂家配套一起随同管材发运。管道附属阀门、管件同期采办装运。材料、设备装船后均应遮盖，避免暴晒雨淋。

　　HDPE管材和管件到场后应水平堆放在平整的场地上，高度不超过1.5m。管材和管件应分类堆放整齐并挂牌标示，便于取拿。露天堆放时用彩条布或帆布遮盖。材料进场后及时检查清点，是否有缺项及损坏。

　　管材、管件搬运和运输用非金属绳捆扎，吊装，管材端头应封堵；不得与油类、酸、碱、盐等其他化学物质接触。管材、管件搬运时应小心轻放，排列整齐，严禁抛摔和沿地拖拽。车辆运输管材时，应放在平底车上，盘管应叠放整齐。直管和盘管均应捆扎、固定，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤管材的尖凸物。

　　在沟槽基本完成时，运输管材及管件布置在沟旁。尽量缩短管材在沟旁的存放时间，以避免外界损伤管材并减少阳光照射。布管时应小心轻放，防止损伤管材，管口连接前应封堵，防止泥土进入。

　　7热熔对接及管道敷设

　　7.1本工程de315HDPE管道采用热熔对接连接方式，首先检查电源及焊接机具，试操作正常后才能焊接。连接前检查待连接管材及管件是否有明显划伤，大于5mm的划伤部位必须切除后方可连接；

　　7.2待接连件连接前，两管段各伸出夹具一定自由长度（100-150mm），并对口校正两对应的待连接件，使其在同一轴线上，错边不应大于2mm；

　　7.3管材或管件连接面上的污物应用洁净棉布擦净，并用铣削刀铣削待连接面，铣削后应重新对口检查使接口吻合；

　　7.4待连接端面用专用电热板加热，加热板温度设定为210±10℃，待连接件的端面加热时间为5分钟，加热压力1.73兆帕；

　　7.5加热完毕，对接加热板应迅速脱离待连接件，并用均匀外力使两待连接面对接顶紧，形成均匀凸缘并平滑过渡到管材本体。卷边凸缘宽度为5-8mm，高度为3-5mm。接口保压冷却36min后卸开夹具并检查接口质量。管件连接合格标准示意图见下：

　　7.6焊接好的管段目视检查接口合格后应及时下管并调整管道位置，进行管道侧面及管顶回填，管顶覆沙厚度为60cm，分层回填并用平板震动器夯实。

　　7.7连接好的管道应及时进行水压试验，试压分段长度1km左右，最大不超过1.5km。试水压力为管道设计工作压力的1.5倍，即1.6兆帕*1.5=2.4兆帕。试压时排气点应设在管道最高处，打压点应设在管道端头较低处。当到试压值2.4兆帕之后，应静置1小时。1小时内，压力值下降不超过0.1兆帕时该段管道试验合格，管道试压合格后进行通水冲洗。

　　7.8试压合格的管道应及时进行阀门井室安装及沟槽回填，管沟分层填土并用蛙式打夯机夯实。因管线经过地段多为原始丛林，且管道布置曲线较多，为便于以后维修查找，管顶覆土高出原地面50cm以上，形成土垄。

　　7.9全段管道施工完后进行通水试验，并检查各排气、排泥阀工作是否可靠及启闭灵活。

　　8检查井及水道标设置

　　8.1考虑到长距离输水管道运行安全及方便检修，在管道低处设置排泥井，高处设置排气井。井室内安装自动排气阀、排泥阀和管道控制用伸缩式蝶阀。全线共设置排泥井9座，排气井7座。

　　8.2管沟回填后及时埋设水道标。水道标为钢筋混凝土制，沿管线间距100m埋设在管道正上方，并在管道转弯、与道路交叉处设置。水道标埋入地下0.7m，地面以上0.5m，水道标周围填土应分层回填密实。

　　9施工总结

　　9.1PE管材运至施工现场后，管材卸车时，地面不应有石块等尖凸物并用废旧汽车轮胎铺垫，而后将管材逐根卸下，防止管材卸车时受伤；管材热熔连接前应仔细检查待连接管材及管件，对严重划伤管材坚决不能使用，防止管道受压破损及以后使用中蠕变破坏；

　　9.2热熔连接操作人员应集中培训，考试合格后方能上岗操作，确保接口成功率。建立严格的施工记录签证制度，现场接口编号记录，责任到人，增强全员质量意识。连接好的管道，经目视检查合格后应及时埋设，减少在外界暴露的时间，确保管道使用寿命；

　　9.3管道连接时，连接件两端要支设稳定，并试验活动机架运行平稳，方可进行操作。尤其是在坡道地段，严格注意接口对接质量。

　　9.4大口径阀门、管件下必须设置支墩，与管道连接时确保轴线一致，待接法兰面平行且间隙均匀。阀门安装应在一天温度较低时进行。

　　9.5增强成品保护意识，及时回填管沟及设置水道标，防止管道被不知情人员挖断，或几年后维修时管道位置不清，造成不必要的麻烦；

　　9.6海外工程不同于国内工程，所有材料机具均从国内采购而来，采购周期及海运时间长。因此，材料计划应详尽并略有富余，一般应为计划用量的102%，数量较少的关键管件应加倍计划，计划应周密、全面，必须有复核手续，避免出现因材料短缺造成停工、窝工现象，确保工程顺利施工。

　　10结束语

　　某引水管道工程，按照4000m3/天进行设计。经过3个月紧张施工，已于6月成功引水至施工现场。该引水工程的成功，为正式工程施工提供了先决条件，也为某工程正式规划日供水10000m3/天增加管道提供了可靠的技术数据和施工经验。同时该工程项目也得到建设单位的充分肯定，作为样板工程，将要在其它正式工程中予以采用、推广。