关于埋地塑料排水管道施工闭水试验渗漏问题的实证研究

关于埋地塑料排水管道施工闭水试验渗漏问题的实证研究

作者：安红莉

来源：《价值工程》2012年第32期

摘要： 文章就埋地塑料排水管道施工闭水试验渗漏问题进行了调查分析，结合实际提出了相应的对策，运用到实际施工中取得了良好的效果。

Abstract： The article investigates and analyzes buried plastic drain pipe construction shuts water test leakage problems， combining with actual situation， puts forward the corresponding measures. The result is positive.

关键词： 埋地塑料排水管道；闭水试验；渗漏问题；实证研究

Key words： underground plastic drainage channels；closed water test；leakage；empirical research

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0100-02 0 引言

室外埋地塑料排水管材，是近年来工程中逐步采用的新型管材。它具有重量轻、耐腐蚀、施工速度快、使用寿命长、安装方便、抗震效果好和可用于较差土质地区等优点，早在2004年建设部就将城镇排水塑料管道系统（包括高密度聚乙烯双壁波纹管、硬聚氯乙烯双壁波纹管、硬聚氯乙烯环形肋管、高密度聚乙烯缠绕结构壁管、玻璃钢夹砂管（GRP）列入推广使用技术，被广泛地应用于城市的雨水管道和污水管道工程中。

但这种管材同时也存在适用温度范围窄、机械变形和温度变形大、对回填土的要求高等缺点。出现接口漏水、管道瘪塌、破损等问题。

我公司承建的多项市政排水工程中，埋地塑料管道闭水实验均难以一次性通过，造成数次返工堵漏，严重拖延项目进度，浪费国家资源。因而本文主要对闭水试验时发生渗漏的问题进行调查研究。 1 现状调查

对我公司2008年至2010年埋地塑料管道的施工记录进行调查，共随机抽查80个井段，其中首次闭水试验合格的有43个井段，其余37个井段均在不同部位发生渗漏，经1至3次返工后检查闭水试验合格，首次渗漏率高达46.3%。渗漏部位、频次、返工次数见表1：

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由表1可看出：影响埋地塑料排水管道渗漏的主要部位为管井连接处与管道接口处。 分析管井连接处管道的受力情况，一般为轴向拉力和径向压力，管道在此受力情况下会发生轴向错位位移和径向位移；而管道接口处一般只存在轴向拉力，因而接口处管道往往会发生轴向错位位移。结合实际情况和以往的施工经验，经分析认为埋地塑料排水管道渗漏的主要原因为管井连接处产生的轴向错位位移和径向位移以及管道接口处产生的轴向错位位移。 2 原因分析 2.1 轴向错位位移

2.1.1 由于塑料管材温度变形大，收缩时在连接处会产生轴向拉力，从而产生轴向错位位移。

西安地区土质为湿陷性黄土地质，湿陷等级为非自重湿陷Ⅱ级。该地区属亚热带性气候，年平均气温13.1℃，最热月平均气温21.2～26.5℃，最冷月平均气温一0.5～0.9℃，最大冻土深度0.5m。

施工期间处于夏季时，白天温度较高，PE管道为黑色，容易吸收光线使管道表面温度升高，出现膨胀现象。晚上气温降低，管道收缩。加之管道顶部没有及时回填土，管线产生轴向收缩，而热熔连接的管道在接头处不能抵消管道轴向收缩位移，导致管道接口之间拉开而产生开裂，管道与检查井连接处产生错位。根据式（1）可计算出管道因以上原因收缩而产生的位移量：

△L=La△T=20m×13×102℃-1×20℃=0.052m （1） 式中△L——施工期间埋设管道的温差变形量，mrn；

L——两座检查井之间的管道长度，按两井间距离一半计，取20m；

（规范规定直线管段检查井最大问距与敷设管道管径、排水种类有关，管径200\"-400ram：污水管为30m，雨水管为40m。管径500-700mm：污水管为50m，雨水管为60m。管径800\"-'1000：污水管为70m，雨水管为80m。）

a——塑料排水管材的线膨胀系数，PE管材取13×10-5℃-1： △T——管道安装与使用期间可能出现的最大温差，取20℃。

从计算结果可以知道，基本上每个检查井所连接的管道伸缩量约有50mm。如此大的伸缩量，是管井连接处和管道接口处产生渗漏的主要原因。

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2.1.2 管道基础下沉引起管道变形，产生轴向错位位移 现场查看时发现：多处开裂不是由热胀冷缩引起的，而是由于两个检查井之间的管道在中间位置出现下沉后，管段两头由于受到中间拉力作用使之与检查井发生脱离。出现管道下沉的原因主要是管道基础在施工时没有处理好，没有清理干净沟槽内的浮土、垃圾等杂物，加上时而出现降雨，而湿陷性黄土遇水后很容易出现塌陷。

2.2 径向位移 由于塑料管材温度变形大，如果新砌井筒强度提升慢，管道膨胀时产生径向压力，井壁产生胀裂缝，管道收缩时产生径向分离缝。 3 采取对策

我们针对上述的分析分别采取对应的措施。

3.1 消除管井连接处和管道接口处产生的轴向错位位移

3.1.1 增强塑料管道与井壁之间的抗拉能力 通常在进行砌井包管作业时，为了增强塑料管道与井壁之间的抗拉能力，在管道与井壁之间设置胶水粗砂中介。一般先将管道外表面清理干净，然后均匀地涂抹一层塑料胶粘剂，紧接着在上面撒一层干燥的粗砂，固化10～20分钟，即形成中介层。在实践中发现，胶水粗砂中介层并不能有效减少管井连接处的轴向错位位移，那么我们就在施工中换用抗拉能力强的止水中介层。

我们尝试采用3cm宽、2cm厚止水带焊接缠绕管头外壁，替代了原胶水粗砂过渡层进行试验。井位砌井包管前，将1根D400塑料管一头安装止水带后砌井包管，另一头锚固。38小时后进行检查，发现管道管身中部拉裂，但管头仍嵌套在井中未脱出，说明管头加装止水带后满足抗拉要求，试验成功。

3.1.2 减少管道的伸缩量 引起管道接口和管道与检查井连接部位开裂的直接原因是管道因热胀冷缩引起轴向位移，因此，解决的方案首先要减少管道的伸缩量。

由于管道暴露在外面受温差变化的影响要远远大于在覆土中的影响。因此，管道敷设完之后，密闭性试验检查前，除了接头部位可以外露外，其余部分应及时回填覆土。回填土的要求为：管道两侧及顶部回填高度不小于0.5m，并夯实。做到以上要求后，可以最大限度地减小管道因温差引起的收缩。而且，管道埋设后，由于管道和覆土之间的摩擦力作用，可以减小管道的收缩量。

3.1.3 管道接口处增加防止管道热胀冷缩的措施 塑料接口常见主要有橡胶圈承插式、热熔式、粘接式及机械式。对于热熔式连接，除了有特殊要求，应慎重采用，应该有防止管道热胀冷缩的措施。而采用橡胶圈承插式连接，因其接口能抵消管道的轴向位移，不需另外的防伸缩措施。

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承插接口的质量控制十分重要。应在接口前检查橡胶圈是否配套完好，确认橡胶圈安放位置及插口应插入承口的深度。接口时，应检查承口内壁是否清理干净，承口内壁及插口橡胶圈上是否涂上润滑剂，接口连接宜在当日温度较高时进行，插口端不宜插到承口底部，应留出不小于10mm的伸缩空隙，插入前应在插口端外壁做出插入深度标记；插入完毕后，承插口周围空隙均匀，连接的管道平直。

3.1.4 避免管道基础下沉 塑料排水管道基础一般采用砂垫层或砾石砂垫层，应控制管道基础夯实平整，密实度不得小于90%。在接口部位的凹槽，宜控制其在管道铺设时随挖随铺，接口完成后，凹槽应随即用中粗砂回填密实。当地下水位较高或雨季施工时，要求采取排水措施，保证水位低于工作面2m，防止沟槽内长时间积水。

3.2 消除管井连接处的径向位移 要消除管井连接处的径向分离缝，选择正确的砌井方法很重要。一般砌检查井的步骤如下：

①挖沟槽时，可使检查井中心桩依井基圆圈尺寸挖好井基，待高程无误后再与条基同时浇注，经保养达到一定的强度后即可下管，并预留井筒位置。 ②不同管径的管底高程与井底高程的连接要一致。

③管材放稳后，调节直管线管口，待高程正确后即可砌井。砌井时，既要使砂浆饱满、流槽通顺，也要使井壁尺寸符合要求。

④管材与井筒砌筑完毕后，应立即埋入闭水试验的弯管接头。为了闭水试验时弯管接水管的牢固，应及早做好弯管接头为宜。

⑤管底高程，井底高程和井盖高程必须完全符合图纸设计的要求，避免通水查验时出现积水、漏水甚至倒流水现象。

⑥闭水试验时，若检查井与管头的连接处出现渗水现象，应用砂浆填满三角部位。施工时，流槽要与检查井同时砌筑。

除了按上述规范施工外，为了消除管井连接处的径向分离缝，还应采取以下措施： 3.2.1 加快新砌井筒强度提升速度 砌井包管时一次性砌至管顶1米，砂浆强度不得小于规定强度。施工完毕后，在新砌井筒中加设1台1千瓦碘钨灯，开启烘烤井筒，使井筒砌筑及抹面砂浆迅速凝固，加快强度上升。

3.2.2 控制施工的环境温度 选择在管材收缩时砌井包管，避免在高温管道受热膨胀时施工，因而最好选择在早白天温度最低时砌井包管。

这样就减小了管道的温度变形，使井壁迅速凝固，紧紧箍住管道。

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4 结语

我们将以上的改进运用到实际施工中，取得了良好的效果。在西安市翠华路排水管道铺设施工中，有24个井段采用双壁螺纹管材，铺设后首次闭水试验合格22井段，合格率达91.7%，解决了我公司在埋地塑料排水管道施工中数次返工堵漏、严重拖延项目进度、浪费国家资源的问题。 参考文献：

[1]埋地塑料排水管道工程技术规范[S].

[2]GB 50268-2008.给水排水管道工程施工及验收规范[S].

[3]王俊海.塑料埋地排水管的性能和理论分析[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2009（04）.

[4]高立新.埋地塑料排水管道径向变形浅析[J].给水排水，2010（09）.

[5]冯蔼敏.浅析市政工程新型给排水管道技术关键[J].中国科技纵横，2011（01）.