劉 飛 ， 南 金 東， 楊 弦

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

新都區(qū)毗河流域水環(huán)境綜合整治工程區(qū)域面積為497 km2，轄13個(gè)鎮(zhèn)(街道)、255個(gè)村，人口84.86萬人，其建設(shè)內(nèi)容主要包括：截污治污系統(tǒng)、內(nèi)源治理系統(tǒng)、生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)、景觀提升系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)使用環(huán)剛度SN8、管徑DN300～DN800的DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管(共計(jì)52 788 m)用于截污治污系統(tǒng)的污水管網(wǎng)。

2 管材的組成

DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管使用特高分子量聚乙烯材質(zhì)，內(nèi)層采用一種特殊改性的特高密度(每單位50萬～100萬個(gè)分子量)聚乙烯，外層采用超高密度的聚乙烯，內(nèi)外層采用性質(zhì)不完全相同的聚乙烯，通過高強(qiáng)度粘合劑和其它輔助材料，經(jīng)過科學(xué)合理、獨(dú)特的生產(chǎn)工藝復(fù)合成管材。DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管采用雙層結(jié)構(gòu)、三重加肋的結(jié)構(gòu)方式(圖1)。

雙層結(jié)構(gòu)：雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管的波峰、波谷獨(dú)有的雙層結(jié)構(gòu)能使管材在遭遇堅(jiān)硬物體沖擊的情況下可以更好地保護(hù)管材，使管材的雙重內(nèi)壁不會遭到破壞。

三重加肋結(jié)構(gòu)：在雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管的波峰腔內(nèi)、波谷雙層間通過特殊的生產(chǎn)技藝置入了三條高強(qiáng)度的直立內(nèi)肋，使管材的波峰、波谷高強(qiáng)度地融為一體，使其既能抵御強(qiáng)大的外部壓力，又能使管材不變形，管材的局部和整體保持一致，進(jìn)而大大增強(qiáng)了管材的抗沖擊、抗外力、抗彎曲能力。

3 管材特性及其在該工程中使用具有的優(yōu)勢

圖1 管材外觀及內(nèi)肋結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 管材特性

DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管比其他塑料管材的波峰高50%，在雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管的波峰與波峰之間、波谷與波谷之間具有較大的接觸面積，因而大大增強(qiáng)了管材的縫與縫之間的拉伸強(qiáng)度，使管材具有更優(yōu)異的抗橫向拉力。

該管材具有高波峰波紋結(jié)構(gòu)和特殊分子量的雙波谷結(jié)構(gòu)，具有較大的外表面積，擴(kuò)大了與土壤的壓力接觸面，管材表面均勻承受外力，填入管道波谷內(nèi)的回填土和管道本身共同承受周邊土壤的壓力，形成管土共同作用，能夠?qū)⑼獠亢奢d迅速、徹底地分解傳遞到整條管線中去，最大限度地降低外部荷載對管線自身的沖擊性影響。

DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管采用“芳綸密封件復(fù)式連接法”，即采用“超強(qiáng)PPTA網(wǎng)狀芳綸密封件”與“定向止水熔縫件”相結(jié)合的方法確保零滲漏，是傳統(tǒng)產(chǎn)品連接方式抗?jié)B漏能力的10倍以上(圖2)。

圖2 復(fù)式連接法示意圖

3.2 DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管在該工程中使用具有的優(yōu)勢

(1)耐腐蝕。新都毗河水環(huán)境綜合治理工程以黑臭水體治理和全域截污為主，污水管道需承受長期的腐蝕性污水浸泡沖擊，對管材的耐腐蝕性能要求較高；DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管為全塑管材，由于聚乙烯為惰性材料，可耐酸、堿、鹽等各種化學(xué)介質(zhì)侵蝕，無電化學(xué)腐蝕，其本身就是極好的防腐材料，從而避免了鋼帶被銹蝕造成管材變形、破裂，最終導(dǎo)致路面塌陷的情況出現(xiàn)[1]。

(2)環(huán)剛度高。鑒于新都毗河水環(huán)境綜合治理工程位于成都市新都區(qū)主城區(qū)及城鄉(xiāng)結(jié)合部，廠區(qū)較多，大部分道路過重車，因此而對管材環(huán)剛度要求較高。雖然鋼筋混凝土管的剛度能滿足要求，但其安裝困難，而普通塑料管材的環(huán)剛度往往不能滿足要求。DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大提高了全塑管材的環(huán)剛度，經(jīng)檢測得知：其環(huán)剛度為SN8級別的DREC管的實(shí)際環(huán)剛度能達(dá)到9～10 kN/m2，完全能夠滿足該項(xiàng)目的技術(shù)參數(shù)要求。

(3)質(zhì)量較輕，便于安裝。對于城市管道安裝、尤其是巷道內(nèi)的污水管道安裝，吊裝設(shè)備無法進(jìn)入，若采用重量較大的鋼筋混凝土管，安裝的難度將會大大增加。DREC管在滿足環(huán)剛度和耐腐蝕性要求的同時(shí)，因其質(zhì)量較輕，安裝速度快，在安裝過程中具有較大優(yōu)勢，一根DN400×6 m的DREC管兩個(gè)工人就可以抬起，從而大大節(jié)約了設(shè)備的成本，提高了施工進(jìn)度[2]。

4 管道的施工

4.1 溝槽的開挖

溝槽的深度及槽底的凈寬度應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求；當(dāng)設(shè)計(jì)文件無要求時(shí)，可視各地區(qū)的具體情況并根據(jù)管徑大小、埋設(shè)深度、施工工藝等確定。當(dāng)管徑大于、等于DN600 mm時(shí)，管道每邊的凈寬不宜小于500 mm。溝槽的形式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境、槽深、地下水位、土質(zhì)情況、施工設(shè)備及季節(jié)影響等因素確定。開挖溝槽時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制基底高程，不能擾動(dòng)基底原狀土層。對于基底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.2～0.3 m的原狀土，應(yīng)在鋪管前人工開挖并清理至設(shè)計(jì)標(biāo)高。如遇超挖或發(fā)生擾動(dòng)，可填天然級配砂石料，其最大粒徑不大于40 mm并整平夯實(shí)，其密實(shí)度不應(yīng)低于95%。槽底若有尖硬物體必須清除，用砂石回填處理。槽底不得受水浸泡。當(dāng)雨季施工時(shí)，應(yīng)采取溝槽防泡措施，防止管道漂浮、溝壁坍塌等事故發(fā)生；若采用人工降水，應(yīng)待地下水位穩(wěn)定且降至溝槽底以下時(shí)方可開挖[3，4]。

4.2 管道基礎(chǔ)及地基的處理

管道基礎(chǔ)應(yīng)采用土弧基礎(chǔ)。對于一般土質(zhì)，應(yīng)在管底以下原狀土地基或經(jīng)回填夯實(shí)的地基上鋪設(shè)一層厚度為100 mm的中粗砂基礎(chǔ)層；當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差時(shí)，可采用鋪墊厚度不小于200 mm的砂礫石基礎(chǔ)層，亦可分兩層鋪設(shè)：下層使用粒徑為5～32 mm的碎石，厚度100～150 mm，上層鋪中粗砂，厚度不小于50 mm。對于管道設(shè)計(jì)土弧基礎(chǔ)支承角范圍內(nèi)的腋角部位，必須采用中粗砂或砂礫石回填密實(shí)[3]。

4.3 管道的連接及安裝

管材下管前，必須按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)逐節(jié)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，對管材斷口處必須進(jìn)行密封，不符合標(biāo)準(zhǔn)者嚴(yán)禁下管敷設(shè)。 根據(jù)管徑的大小、溝槽和施工機(jī)具裝備情況確定采用人或機(jī)械將管材放入溝槽，下管時(shí)須采用可靠的吊具平穩(wěn)下溝，不能與溝壁、溝底激烈碰撞，吊裝應(yīng)有兩個(gè)支撐吊點(diǎn)及以上，嚴(yán)禁穿心吊，必須使用吊帶，嚴(yán)禁使用鋼絲繩吊裝管材。管材端口面的形式通常有螺旋形和垂直軸線的平面形兩種，相應(yīng)管材的連接方式、方法應(yīng)根據(jù)其端口面的形式分別合理確定(圖3)。雨季施工時(shí)應(yīng)采取防止管道上浮的措施。

4.4 管道與檢查井的連接

管道與混凝土或磚砌檢查井連接時(shí)宜采用剛性連接，連接部位的長度不小于2個(gè)或4個(gè)螺距。 當(dāng)管道已敷設(shè)到位、在砌筑磚砌檢查井井壁時(shí),宜采用現(xiàn)澆混凝土包封插入井壁的管端?；炷涟獾暮穸炔灰诵∮?00 mm，強(qiáng)度等級不能低于C20。管道敷前，在砌筑檢查井時(shí)，應(yīng)在井壁上按管道軸線標(biāo)高和管徑預(yù)留洞口。預(yù)留洞口的內(nèi)徑不宜小于管材外徑加100 mm。連接時(shí)，用水泥砂漿填實(shí)插入管端與洞口之間的縫隙。水泥砂漿的強(qiáng)度等級不得低于M10且砂漿內(nèi)宜摻入微膨脹劑。對于現(xiàn)澆混凝土包封連接宜采用自膨脹橡膠密封條，可在澆筑混凝土前將橡膠條嵌在插入井壁管端中間部位的波谷內(nèi)，橡膠條的長度應(yīng)大于管材波谷周長的1.25倍。在檢查井井壁與插入管端的連接處澆筑混凝土或填實(shí)水泥砂漿時(shí)管端圓截面不能出現(xiàn)扭曲變形。管道與塑料檢查井連接時(shí)，采用專用連接件連接，然后在其外部包裹熱收縮套密封，以保證接頭處的密封良好(圖4)[5]。

4.5 回 填

管道敷設(shè)完成后，應(yīng)立即進(jìn)行溝槽回填。在嚴(yán)密性檢驗(yàn)前，除接頭部位可外露外，管道兩側(cè)和管頂以上的回填高度不宜小于0.5 m；嚴(yán)密性檢驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)回填其余部分。 溝槽回填應(yīng)從管道、檢查井等構(gòu)筑物兩側(cè)同時(shí)對稱進(jìn)行并確保

圖3 管道連接安裝圖

圖4 管道與塑料檢查井的連接照片

管道和構(gòu)筑物不產(chǎn)生側(cè)移，必要時(shí)宜采取臨時(shí)限位措施防止其上抬。從管底基礎(chǔ)至管頂以上0.5 m范圍內(nèi)，必須采用人工回填，嚴(yán)禁用機(jī)械推土回填。管頂0.5 m以上的溝槽采用機(jī)械回填時(shí)應(yīng)從管軸線兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行并夯實(shí)、碾壓?；靥顣r(shí)溝槽內(nèi)應(yīng)無積水，不能帶水回填，不能回填淤泥、有機(jī)物及凍土，回填土中不能含有石塊、磚及其它雜硬物體。當(dāng)溝槽采用鋼板樁支護(hù)時(shí)，在回填高度達(dá)到規(guī)定高度后方可拔除鋼板樁，鋼板樁拔除后應(yīng)及時(shí)回填樁孔并應(yīng)采取措施填實(shí)；當(dāng)采用砂灌填時(shí)，可沖水密實(shí)；當(dāng)對地面沉降有控制要求時(shí)，宜采取邊拔樁、邊注漿的措施。溝槽回填時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制管道的豎向變形，當(dāng)管徑較大、管頂覆土較高時(shí)，可在管內(nèi)設(shè)置臨時(shí)支撐或采取預(yù)變形等措施?；靥钔恋拿軐?shí)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求[5]。

5 閉水試驗(yàn)

實(shí)施閉水試驗(yàn)時(shí)其水頭應(yīng)滿足以下要求：

當(dāng)試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭未超過管頂內(nèi)壁時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以試驗(yàn)段上游管頂內(nèi)壁加2 m計(jì)。

當(dāng)試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭超過管頂內(nèi)壁時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以試驗(yàn)段上游設(shè)計(jì)水頭加2 m計(jì)。

當(dāng)計(jì)算出的試驗(yàn)水頭超過上游檢查井井口時(shí)，試驗(yàn)水頭應(yīng)以上游檢查井井口高度為準(zhǔn)。

試驗(yàn)中，試驗(yàn)管段注滿水后的浸泡時(shí)間不應(yīng)少于24 h。當(dāng)試驗(yàn)水頭達(dá)到規(guī)定水頭時(shí)開始計(jì)時(shí)，觀測管道的滲水量，直到觀測結(jié)束時(shí)應(yīng)不斷地向試驗(yàn)管段內(nèi)補(bǔ)水以保持試驗(yàn)水頭恒定。滲水量的觀測時(shí)間不得小于30 min。在試驗(yàn)過程中應(yīng)做記錄。

6 DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管在新都水環(huán)境工程中的應(yīng)用

新都毗河水環(huán)境項(xiàng)目雨污水管網(wǎng)改造工程采用了部分管徑為DN300～DN500、環(huán)剛度SN8的DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管作為污水管，管道間采用“超強(qiáng)PPTA網(wǎng)狀芳綸密封件”與“定向止水熔縫件”相結(jié)合的“芳綸密封件復(fù)式連接法”連接。

通過cctv管道機(jī)器人對該工程中已鋪設(shè)的DREC管道進(jìn)行檢測得知：所有管道均未出現(xiàn)腐蝕、破損、開裂分層等現(xiàn)象，質(zhì)量優(yōu)異、性能穩(wěn)定可靠。經(jīng)檢測，管道連接處未發(fā)現(xiàn)滲漏情況，證明該管材及連接件的抗?jié)B能力較強(qiáng)。

DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管質(zhì)量優(yōu)異、性能穩(wěn)定可靠，使用年限長，極大地降低了因管材質(zhì)量導(dǎo)致管網(wǎng)失效的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在PPP項(xiàng)目中，極大地降低了SPV公司在管網(wǎng)運(yùn)營期內(nèi)的維護(hù)、修復(fù)費(fèi)用和運(yùn)營成本。

7 結(jié) 語

(1)DREC雙層加肋雙色增強(qiáng)復(fù)合管是一種良好的城市排水管材，不但能保證環(huán)剛度、環(huán)柔度等技術(shù)指標(biāo)，其還具有超長的使用壽命。

(2)管材為全塑管道，耐磨性強(qiáng)、柔韌性強(qiáng)、抗地基沉降能力極強(qiáng)，耐酸堿鹽和化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)。

(3)管材重量較輕，便于安裝，能較大程度地節(jié)約安裝成本并提高施工進(jìn)度。