探讨PE管在城市埋地给水工程的应用

本文由【中文word文档库】收集【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：（PE）管在供水管网中的应用许文澧一、前言城市给水工程的一个重要环节就是供水管网建设，而管网的固定资产要占整个供水企业固定资产的70%左右。因此，管材的合理选用、应用技术的发展创新，对确保管网工况（工作压力、流量、流速）的要求、保证供水水质、降低工程造价，都具有十分重要的意义。我国供水行业一直沿用传统铸铁管及钢管作为供水管道，近年来各地纷纷采用球墨铸铁管。随着国内化学建材的发展，人们对水质的要求不断提高，一种更环保、性能优良的新型管材——聚乙烯（PE）管逐渐被认识和接受，越来越多地应用于供水管网中，取得良好的经济效益和社会效益。厦门水务集团在给水工程中使用了PE管，也取得良好的效果。二、PE给水管的特性目前使用比较普遍的PE给水管道为PE80（中密度聚乙烯）和PE100（高密度聚乙烯）二类，分别有0.32Mpa、0.4Mpa、0.6Mpa、0.8Mpa、1.0Mpa、1.25Mpa、1.6Mpa七种压力等级的产品可供选择，规格在DN20mm～DN630mm之间。管材卫生符合GB/T17219的要求。●良好的化学稳定性，耐腐蚀，使用寿命长；●材质卫生无毒，长期使用不结垢、生锈，水质好；●抗震动、抗冲击强度高；●接头与管材一体化，接口可靠性高，密封性能良好；●管道长度可按用户要求定长供货（小口径管道采用盘卷形式），接口数量少，安装速度快；●管道内壁光滑且不随使用时间变化，水头损失小；●具有良好的柔韧性，易弯曲成型；●耐磨性优于金属管道。三、PE给水管的技术、经济性分析我国供水管网建设已普遍采用球墨管，塑料管（主要是PVC管和PE管）也有一定的用量。PE管材质无毒，故目前欧美等发达国家使用的塑料给水管多为PE管。现将PE管与球墨管对比来说明PE管的优越性。1、管道水力性能比较PE管的水力坡降i=0.000915×Q1.774/d4.774——（1）球墨管的水力坡降i=0.00174×Q2/d16/3——（2）由(1)(2)式做以下比较：管径、水头损失相同，PE管输水量比球墨管提高30%以上。管径、流量相同时，PE管水头损失较球墨管减少近40%，有效提高管网的末端压力。2、管道综合造价比较通过相似施工条件的工程造价分析(见表2)表1综合造价（元/米）编号名称PE管球墨管本文由【中文word文档库】收集【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：（一）安装工程费100.61154.90156.26208.49其中管材费86.30136.03135.18180.24（二）土方工程费32.2236.3940.3659.25（三）综合造价132.83191.29196.62267.74表中：①（三）=（一）+（二）②主材费取自厦门市场信息价格。③工程按福建省市政定额取费。表2综合造价比率（PE管/球墨管）管径DN160/DN150DN225/DN200比率132.83/196.62=0.67191.29/267.74=0.71PE管造价仅相当于球墨管的70%左右。在实际应用中，用较小规格PE管道代替输水能力相同的球墨管可进一步降低造价。3、综合效益分析工程的综合效益是指由建设投资、维护费用、使用寿命、节能等多种因素形成的长远效益。PE管造价低于球墨铸铁管；管道不生锈、不结垢；接口密闭性好，降低管道漏损；水能耗低、耐腐蚀、使用寿命长，具有较强的适用性，社会效益和经济效益明显。四、PE给水管道施工PE给水管作为一种新型管材，国家标准的施工验收规范尚未出台。现仅以本人在实际工作中的体会，谈谈PE管施工中应注意的一些问题。通常情况下，PE管要求埋地敷设，覆土深度大于0.7m，若确需局部地面敷设时，须使用抗紫外线的黑色PE管并采取保护措施。施工顺序为：挖沟槽→管道安装→部分回填→试压→敷设警示带和示踪线→全部回填。1、管沟槽断面及管道基础管沟开挖断面大小对施工进度及成本有较大影响。通常于地面上预制较长管线以减少管沟的开挖宽度B，一般按B=D+0.3m(D—管道外径)确定管沟宽度即可满足要求。管道基础要求平整并有足够的强度，开挖管沟须防止扰动基底原状土壤。基底处于地下水位以下的较软土层时，可采用先垫15cm厚、粒径小于50mm厚碎石，再铺5cm厚砂垫层的处理方法，使管道获得长期稳定的支撑。2、管道连接（1）选择连接方式PE管的连接主要有热熔连接、机械连接、电熔连接等方式。施工中可从连接方式的特点、施工条件、造价、管件配套等方面综合比较来确定连接方式。本文由【中文word文档库】收集【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：、管道接口质量好、不需管件等优点而被大量使用。由于存在需配备熔焊设备、接口热熔操作耗时长、技术要求高等不利因素，建议在管道工程比较集中，直线管长且分支少，机械相对集中，管沟无积水的条件下使用。否则也可考虑采用承插柔性接口的PE管及配件，目前生产此类产品的厂家较少。法兰连接适于不同材质PE管之间和PE管与管道附件的连接，同小口径金属管道则采用钢塑接头。电熔连接操作简便、连接可靠，可用于同材质管道的连接，但管件价格高，通常只在特殊位置、施工难度较大时才采用。（2）热熔连接质量控制要点热熔连接对操作者技术要求较高，应注意对接口质量进行外观检查，要求接口处形成均匀的凸缘。造成连接质量问题常见有以下方面的原因，施工中应注意防范：●不同材质、品牌、壁厚的管材和管件混用；●连接件的端面未保持清洁，对粘有的水或泥土应及时清理；●操作人员技能不高，对热熔连接的工艺参数（加热时间，加热温度、连接压力、冷却时间）未按规定要求严格控制；●未完全冷却就移动连接件或对连接件施加外力；●熔接设备要定期维护保养，保证设备良好的使用状态。3、管道敷设管道改变方向时，可利用管材良好的柔性进行弯曲敷设，弯曲半径须符合（表3）要求，否则须使用弯头。表3管道公称外径D（mm）允许弯曲半径R（mm）D≤5030D50＜D≤16050D160＜D≤25075DD﹥250100D管道穿过井室时，将比PE管大一到二级管径的钢管或钢圈砌在井壁中作为套管，中间填充橡胶或粘土以形成柔性连接。4、沟槽回填管道安装完毕应尽快回填，试压应保证管顶填土高度不小于0.5m。从管底到管顶以上0.3m范围内的回填材料必须严格控制，可采用碎石屑、砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土。当管道位于车行道下且铺设后立即修筑路面时，须用中、粗砂分层回填夯实，每层不大于0.2m。对管顶以上0.5m范围内应轻夯压实，达到规定的压实度。夯实从管沟壁开始逐渐向管道靠近，两侧对称进行。雨季施工要及时排除沟槽积水，防止管道漂浮。本文由【中文word文档库】收集【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：、管道防护现在常用的地下管线探测设备以探测金属管线为主（非金属管线探测设备价格昂贵），无法探测到非金属管道的具体位置，PE管道被不慎挖伤事故时有发生。敷设警示带和示踪线方法可有效解决这类问题，即方便又经济。警示带可选用10cm或15cm宽的金黄色纤维带并标明提示文字以提醒施工单位注意，示踪线可采用金属导线，均沿着管线方向敷设，距管顶高度不小于0.3m。6、管道试压PE管道的水压试验是对管道接口、管材、施工质量的全面检查。参照《给水排水管道工程施工及验收规范》的规定，要求管道试压每段长度不宜大于1.0km，在设计工作压力1.5倍且不小于0.6Mpa的试验压力下1h各接口不渗漏，即强度试验合格；稳压1h压降不大于0.05Mpa可判定严密，试验合格。五、PE给水管在供水管网不开挖更新方面的应用城市旧给水管道因铺设的时间久远，缺少维护而漏损严重；同时内壁腐蚀、结垢致使管道的过水面积减少，输水能力降低，严重地污染水质。采用传统“换管”的更新改造方法，由于开挖需要大面积施工场地，在城区实施存在相当的难度。PE管具有良好的柔韧性，内外壁光滑，并且可以焊接成长管，连接处外径与管材外径相同，强度高，非常适合于做衬装管道。采用PE管衬装法更新旧管道，已成为城市老管道改造的最佳方案之一。PE管衬装法是将一条新的PE管拉入旧管道中以达到更新管道的目的，一次可更新的长度取决于施工条件、管道走向、管径等因素，通常在300m～700m之间。内衬PE管的管径小于原有管道的管径（新管管径为旧管内径的90%），由于PE管的摩阻力小，输水能力仍然有一定的提高。该方法不需开挖路面，施工速度快，比起重新敷设新管的更新方法来，造价和施工难度都大大降低。六、结论厦门水务集团在多个小区给水工程使用DN160、DN225PE管，总长共计15kM。根据试压情况统计，在规定试验压力下，均一次试压成功且无明显的压降，远低于规定的要求，投入使用几年来，管道状况良好。经工程造价的对比分析，使用PE管较球墨管降低造价达30%。1、PE管具有独特的性能，工程中使用PE管既可降低工程造价，又有利于保护水质和节省运行费用，具有良好经济和社会效益，值得在供水管网中推广应用。2、应根据PE管的特点，加强对员工操作技术的培训工作。3、管道的连接方式各有利弊，选用时应兼顾且灵活应用。4、PE管衬里性能优良，内衬PE管更新给水管道技术具有无须大开挖、投资省、对环境影响小的优点，具有良好的应用前景。（作者单位：厦门水务集团）