九曲湾水利枢纽工程聚乙烯（PE）给水管施工技术

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1、工程概况

    九曲湾水利枢纽工程位于江西省寻乌县县城北部，距县城9km，坝址位于东江上游寻乌水马蹄河中游，是一座以供水为主，兼有防洪、发电等综合利用效益的小(一)型水库。坝址控制流域集雨面积为71km²，总库容415万m³。设计日供水能力近期为1.5万m³，中远期为3.0万m³；设计灌溉面积0.48万亩。     九曲湾水利枢纽工程由大坝、输水管道、厂房等建筑物组成。     输水管道布置在左岸，全长8km，管道主要用PE管，工程量有聚乙烯（PE）供水管敷设7.9km，土石方开挖2.4万m³，土方回填1.1万m³。     2、PE管材料的特性     聚乙烯（PE）管材是一种新型材料,它具有柔韧性好,耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特点，管材、管件连接可采用热熔对接及电熔等连接方式，使管材、管件熔为一体，系统安全可靠，施工成本低，在工程应用中发展迅速。     本工程采用PE100管材，公称外径为500mm。     3、管道施工     聚乙烯（PE）管道按照行业标准CJJ/T98-2003《建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程》要求施工。     3.1.管材、管件运输及贮存     先将仓库附近的一块空场地平整出来,管材、和管件到货后，小心搬运至空场地，整齐摆放,堆成三层,不得剧烈碰撞，避免接触尖锐物件。若PE管被刮伤,刮伤深度超过1cm,则将其切除。管材堆放好后，面上盖一层油毛毡，避免日晒雨淋。PE管受温度影响较大，值班人员经常检查，发现未防护好的及时处理。     由于管线较长，为了减少运输费用，新罗段不必运至仓库，直接运输至工作面，在现场验收。     3.2.管道连接     管道的连接方式主要有：     1. d_n（公称外径）≤63mm时，采用热熔承插连接或电熔连接；     2. d_n ≥75mm时，采用热熔对接或电熔连接；     3.  与金属管及管路附件的连接，采用法兰连接或过渡管件连接等方法。     3.2.1.热熔对接     PE管相互连接本工程选用热熔对接方式。使用该方法连接时，采用热熔对接焊机，具体步骤如下：     ⑴把待接管材置于焊机夹具上并夹紧；     ⑵将管材待连接端清洁干净，然后铣削连接面，若连接端不干净，则易产生漏水现象。     ⑶校直两对接件，使其错位量不大于2mm；     ⑷放入加热板；     ⑸加热完毕，取出加热板；     ⑹迅速接合两加热面，升压至熔接压力30Pa并保压冷却；     ⑺热熔完成。     热熔焊机操作人员应遵循以下焊接参数。  焊接参数表 壁厚（mm） 预热时的卷边高度（mm）。（预热温度210±10℃） 加热时间（s）。（温度210±10℃） 允许最大切换时间（s） 焊缝在保压状态下的冷却时间（min） 12.2-18.2 1.0 120-170 8 17-24 20.1-25.5 1.5 210-250 10 25-32 3.2.2.过渡连接 在与金属管及管路附件（如阀门、水表等）的接口连接处采用丝扣或法兰等过渡管件进行连接。          PE管法兰连接示意图     3.3.管道安装     沟槽开挖后，在沟底铺上20cm沙土或合乎可要求的原土整平夯实，回填就地取材。基础通过隐蔽验收后方可进行管道安装。     若沟槽周边没位置，则在沟槽中进行连接和安装，若沟槽周边有场地，则预先在地面上接成一定长度的管路，等到每个焊口都充分冷却后，再整体安装。整体安装可拖拉的最大安全距离为50m。     3.4.管道回填     管道安装完毕，经验收合格后再进行管道回填。在管道安装与铺设完毕后应尽快回填。     管道回填分两步：     （a）用沙土或符合要求的原土回填管道两肋，一次回填高度为100~150 mm,捣实后再回填第二层直到回填到管顶以上至少100mm处。在回填过程中，管道下部与管底的空隙处易被忽略，要注意夯实。管道接口前后200mm范围内不回填，以便试压时观察各接头质量。     （b）管道试压合格后的大面积回填（500mm厚），管顶300mm以上部分回填原土并填实，采用机械回填时，要从管的两侧同时回填，机械不得在管上行驶。     管顶以上300mm回填后，在进行管道试压，以防试压时管道系统产生推移。     管周围200mm以内的回填土不得含粒径大于10mm的坚硬石块。     3.5.试压与清洗     为检验供水管的驳接止水质量和供水管的安装质量是否符合设计要求，在供水管安装后，需做压水试验。 压水试验共分两类，其一为施工过程中的分段试验，其二为全线驳接完成后的竣工试验。     3.5.1.试验压力的确定     本工程选用的PE管材有两个公称压力等级：0.6MPa、0.8MPa。     1. 管材适温性能。PE管道的公称压力（PN）是指在20^?C时的内水压力指标。本工程介质温度在20~40^?C之间时，按下表温度对压力折减系数（f_t）修正工作压力（F_w）。   温度对压力折减系数 水温t(^?C) 20 30 40 压力折减系数(f_t) 1.0 0.87 0.74     2. 确定试验压力。试验压力为管道系统设计工作压力的1.5倍，但不得小于0.8MPa。 F_w= F_wd f_t /1.5     其中F_wd为系统正常工作状态下，选用的管材最大设计内水压力。     f_t由每次压水试验所测水温值确定，若没有对应的水温采用插值法计算。本工程介质温度在20~40^?C之间，试验压力见下表。 水温t(^?C) 20 30 40 压力折减系数(f_t) 1.0 0.87 0.74 0.6MPa管 工作压力（MPa） 0.4 0.35 0.3 试验压力（MPa） 0.8 0.8 0.8 0.8MPa管 工作压力（MPa） 0.53 0.46 0.39 试验压力（MPa） 0.8 0.8 0.8     3.5.2.试验准备工作     （1）试验段选择     竣工试验的管段为全管道系统；     分段试验的管段根据实际施工的分段情况确定。不同材质管段分别试验，或按较高标准段的参数试验。竣工试验的管段为全管道系统；     实际施工共分六段（大坝至新水厂约1200m、新水厂至官下峡约1100m、官下峡至云盖岽水厂约1600 m、云盖岽水厂至新罗陂头约1500m、新罗陂头至新罗大桥约2000m、新罗大桥至老水厂500m）。不同材质管段分别试验，或按较高标准段的参数试验。     （2）试验准备     在试验前，先进行管路外观质量检查，规划供排水路线，检查电源和供电线路，准备仪表设备及零部件。     （3）试验机械设备     供水泵1台，试压泵1台，压力表1个，带堵板法兰2个，以及进出水管路和配套阀门。     3.5.3.试验步骤     （1） 将试压管段各配水点封堵，缓慢注水，同时将管内空气排出；     （2） 管道充满水后，进行水密封性检查；     （3） 对系统加压，应缓慢升压，升压时间不应小于10min；     （4） 升压至规定的试验压力后，停止加压，稳压1h，压力降不得超过0.05MPa;否则卸压后进行检查处理。     （5） 在工作压力的1.15倍状态下稳压2h，压力降不得超过0.03 MPa，同时检查各连接处，不得渗漏。否则卸压后进行检查处理，重复以上步骤，直至符合要求为止。     （6） 试验合格后，填写试验记录并签字。     3.5.4.管道清洗     若为竣工试验，在压水试验合格后需进行管道清洗消毒。方法如下：     A、将管道系统内存水放空，再灌注氯溶液（浓度≮20mg/L），让其在系统内静置不小于24小时进行消毒；     B、放空消毒液，再用生活饮用水冲洗管道；     由卫生部门检测，符合《生活饮用水卫生标准》GB5749，则清洗合格，可交付使用。否则应重复消毒和清洗，直至符合要求为止。     4、施工中应注意的问题     1.PE管的弹性模量（600 MPa～900MPa）较大，易受温度影响，应贮存 在室内或棚内通风良好的地方，不应露天堆放，避免阳光曝晒。材料存放处与施工现场温差比较大时，要先将管材在现场放置一段时间后才安装，并且先购回来的先使用。     2.PE管属柔性材料，防止硬碰刮伤。     3. 热熔连接要掌握好加热时间和连接插入的力度和深度。插入太深，造成管道断面减少，插入太浅，令接口处强度降低。因此应严格按焊接参数表及规范要求操作。     4. PE管连接的质量关键在于管与管的接头部分、与金属管及管路附件（如阀门、水表等）的接口连接处。在本工程中压水试验中出现过一次漏水返工现象，主要原因就是管与管的接头部分污物较多，接管质量不高。     5.回填时严格控制管周不得有石块等硬物。     6. 做压水试验时，不宜加压过快、过高，否则会产生微量膨胀，导致压水试验的误差，因此必须严格按规范要求操作。     聚乙烯（PE）管材在国内推广应用时间不长，对施工中出现的一些问题，还需大家互相交流、不断总结、不断进步。