劉志芬

摘要:在國(guó)家建設(shè)部積極培育和引導(dǎo)下,我國(guó)無(wú)壓埋地塑料排水管行業(yè)迅速發(fā)展。目前HDPE塑料管道在市政工程中得到了廣泛的應(yīng)用,聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管可以將管道和管件(檢查井)組成封閉的管道系統(tǒng),在化工及醫(yī)藥企業(yè)排水管道設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)。文章介紹了化工排水中聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng);化工排水;排水管道;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TU992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)10-0024-02

近年來(lái)在國(guó)家建設(shè)部積極培育和引導(dǎo)下,我國(guó)無(wú)壓埋地塑料排水管行業(yè)有了迅速的發(fā)展。塑料管道在市政工程建設(shè)項(xiàng)目的雨、污排水工程中得到了廣泛的應(yīng)用,但在化工企業(yè)項(xiàng)目中腐蝕性污水排水管的應(yīng)用仍需要加強(qiáng)和引導(dǎo)。目前國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)非常重視,聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)將管道和檢查井連接在一起,組成了一個(gè)封閉的管道系統(tǒng),做到不滲不漏,大大地減少了污染,而且安裝快捷方便,在化工企業(yè)排水的應(yīng)用中體現(xiàn)出非常優(yōu)越的性能?，F(xiàn)已經(jīng)成功應(yīng)用的有內(nèi)蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠的排水系統(tǒng)等多家化工企業(yè),運(yùn)行效果良好,下面就聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的技術(shù)特性、設(shè)計(jì)和安裝進(jìn)行介紹和討論。

一、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的技術(shù)特性

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)由聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管和檢查井構(gòu)成。聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管是以高密度聚乙烯為主要原料,采用熱態(tài)纏繞成型工藝,以聚丙烯單壁波紋管為輔助支撐結(jié)構(gòu)制成的特殊結(jié)構(gòu)壁管材。管材標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為6米,管內(nèi)徑范圍為ф300～ф3000mm。該管材具備配套管件及檢查井可組成完整的管道系統(tǒng),且獨(dú)有的同材質(zhì)承插口電熔連接技術(shù)保證了管道系統(tǒng)100%無(wú)滲漏,管道使用壽命長(zhǎng);并具有耐腐蝕、綠色環(huán)保、重量輕、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)。下面是該管材技術(shù)的特性:

(一)熱態(tài)纏繞成型熔縫質(zhì)量高

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管是從擠塑機(jī)口模擠出的190℃的平料帶和U型料帶,按預(yù)定的位置均勻的纏繞在加熱的滾筒模具上加工制成,保證了結(jié)構(gòu)壁管熔接縫質(zhì)量。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中平料帶的熔接縫被包覆支撐管所覆蓋,提高了管材的整體質(zhì)量。

(二)具有零滲漏的優(yōu)異連接性能(獨(dú)一無(wú)二的一體化連接技術(shù))

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管的連接采用在承口預(yù)埋電熔絲同材質(zhì)承插電熔連接技術(shù),連接質(zhì)量高,接口零滲漏,保證了管道整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,避免了因接口滲漏造成地下水污染和路面塌陷等問(wèn)題的發(fā)生,延長(zhǎng)了道路的使用年限。同時(shí)有效地保護(hù)了土質(zhì)和地下水源不受污染。

(三)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)配件齊全

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管可以用纏繞的實(shí)壁管二次加工制成各種配套管件、檢查井等,如二通、三通、四通等,與管道連接組成完整的管道系統(tǒng)。

(四)抗腐蝕、耐老化、使用壽命長(zhǎng)

高密度聚乙烯具有極強(qiáng)的耐化學(xué)藥品腐蝕和侵蝕的能力,因此聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管在輸送腐蝕性流體或在腐蝕性土壤中敷設(shè)時(shí),不需防腐處理,環(huán)保性能大大優(yōu)于其它管材,在化工企業(yè)的排水應(yīng)用中體現(xiàn)出非常大的優(yōu)越性。

(五)安裝性能優(yōu)異

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管重量輕,便于運(yùn)輸;溝槽開(kāi)挖土方量小,不需混凝土墊層和混凝土管基,驗(yàn)槽合格后即可直接敷管,可做到邊開(kāi)挖、邊下管、邊回填,安裝方便快捷,大大縮短了工期?？刹捎瞄]氣檢驗(yàn)代替閉水試驗(yàn),既加快了驗(yàn)收速度,又節(jié)省了閉水試驗(yàn)中繁雜的工作和大量的試驗(yàn)費(fèi)用。

二、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管的管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材的設(shè)計(jì)及計(jì)算

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道工程首先用CECS164:2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì),核實(shí)無(wú)誤后再用用德國(guó)排污協(xié)會(huì)ATV-A127靜力計(jì)算方法校核,設(shè)計(jì)出合適的管材型號(hào)用于管道工程。管型的選擇可以利用靜力計(jì)算軟件系統(tǒng),根據(jù)每個(gè)工程中不同管段的地形、埋深、土質(zhì)、荷載及有無(wú)地下水等工程條件的變化,連續(xù)選擇最適合每一個(gè)管段的管材型號(hào),達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì),從而節(jié)省工程投資。選定的每一個(gè)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管產(chǎn)品都要進(jìn)行短期(1分鐘)和長(zhǎng)期(50年)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核,以滿足管道系統(tǒng)的安全可靠。

(二)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)

1.管道系統(tǒng)的計(jì)算。根據(jù)化工企業(yè)項(xiàng)目管道和工程條件選定管型后,按照排水管道系統(tǒng)的施工圖設(shè)計(jì)圖紙中每個(gè)井段的長(zhǎng)度和坡降的設(shè)計(jì)值計(jì)算出整個(gè)管道系統(tǒng)中每一井段的實(shí)際的有效管道長(zhǎng)度,并計(jì)算每一管段中的非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度管的有效尺寸。然后根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)圖紙每個(gè)檢查井的直徑、標(biāo)高及支管的管徑和標(biāo)高計(jì)算每個(gè)檢查井的高度及支管的位置、方向和有效尺寸,并標(biāo)明各個(gè)支管的有效長(zhǎng)度和流水方向。

2.管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。工程項(xiàng)目中排水系統(tǒng)的每個(gè)檢查井的直徑、流水方向和接入管支管的位置、方向和管徑都不盡相同,根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果,對(duì)每個(gè)檢查井分別進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)標(biāo)明檢查井的高度、主管道的長(zhǎng)度、流水方向,以及其它接入管的直徑、長(zhǎng)度、位置和方向。將所有檢查井設(shè)計(jì)完畢后,進(jìn)行整個(gè)排水管道系統(tǒng)管線的安裝設(shè)計(jì),畫出管道系統(tǒng)的安裝圖。

三、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的安裝和驗(yàn)收

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的安裝重點(diǎn)是管道與檢查井的連接,因該管材的連接方式是承插口電熔焊接連接,所以管道安裝必需按照一個(gè)方向進(jìn)行順序安裝。經(jīng)過(guò)幾年的應(yīng)用,累了一些安裝施工的經(jīng)驗(yàn),施工工藝總結(jié)如下:

(一)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道及檢查井下槽

管道溝槽驗(yàn)收完畢后,按照管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙將管材和檢查井按要求的次序和位置下槽,將管材、檢查井平穩(wěn)地放在溝槽內(nèi),管材插口方向?yàn)榱魉较颉?/p>

(二)管道系統(tǒng)的對(duì)接和調(diào)整

管道和檢查井對(duì)接之前要將管材的電熔絲抽頭位置調(diào)整至正上方,檢查和核對(duì)管材和檢查井的尺寸、編號(hào)是否符合設(shè)計(jì)圖紙的要求,并仔細(xì)檢查電熔絲是否完好,對(duì)管道的承、插口工作面全部都要擦洗,保證工作面干燥、清潔。再對(duì)管道和檢查井進(jìn)行對(duì)接,調(diào)整管道及檢查井的中心線與設(shè)計(jì)中心線重合,以保證整條管線與設(shè)計(jì)走向一致。

(三)管道系統(tǒng)的焊接

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)采用承插口電熔焊接的接口方式。管道及檢查井的焊接是整個(gè)電熔焊接工藝的關(guān)鍵工序,由專業(yè)作業(yè)人員全過(guò)程監(jiān)控。使用專用電熔焊機(jī),對(duì)于不同直徑的管道,調(diào)整電熔焊機(jī)的工作時(shí)間和焊接電流,在冬季和夏季氣溫變化較大的時(shí)候,可對(duì)焊接時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(增加或減少),來(lái)滿足工藝要求。當(dāng)管道接口表面溫度低于60度時(shí)才可以拆除鎖緊夾具,達(dá)到常溫時(shí)按施工規(guī)范的要求進(jìn)行回填。

(四)管道系統(tǒng)的驗(yàn)收

對(duì)管道嚴(yán)密性檢驗(yàn)可采用閉氣或閉水兩種試驗(yàn)方法。在北方缺水地區(qū)管道嚴(yán)密性檢驗(yàn)一般采用閉氣檢驗(yàn),可參照CECS19:90《混凝土排水管道閉氣檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。在南方地區(qū)一般采用閉水試驗(yàn),可參照GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》。采用以上兩種方法各有優(yōu)劣,我們推薦采用閉氣試驗(yàn),因?yàn)椴捎瞄]氣試驗(yàn),不需用水,且不需要24小時(shí)浸泡時(shí)間,成本低,進(jìn)度快。

四、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用示例

這幾年聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用較多,幾個(gè)典型的工程應(yīng)用示例如下。主要有內(nèi)蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠等。

1.內(nèi)蒙古大路煤化工基地污水管道系統(tǒng),工程條件為:沙土地,覆土深度8-10米,有地下水且靠近黃河,設(shè)計(jì)管材型號(hào)為ISO標(biāo)準(zhǔn)SN4級(jí)別,管徑有DN1600、DN1400、DN1200、DN1000、DN800、DN600、DN500等,主要應(yīng)用在包括緯一路、緯二路、緯四路、緯六路、緯七路、錦園路等幾條區(qū)內(nèi)道路的污水管道工程中,由近十公里管道和200多個(gè)檢查井組成了一個(gè)整體封閉的的污水管道系統(tǒng),目前已投入使用且運(yùn)行良好。

2.石家莊維生藥業(yè)維有限公司的排水管道系統(tǒng),包括山梨醇生產(chǎn)、維C生產(chǎn)車間及廠內(nèi)主排水管道三條排水管道,設(shè)計(jì)管材型號(hào)為ISO標(biāo)準(zhǔn)SN2級(jí)別,管徑有DN1000、DN800、DN600、DN500 DN400、DN300等,使用了近5公里管道和100多個(gè)檢查井。維生藥業(yè)的生產(chǎn)廢水酸性很強(qiáng),使用聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)后效果很好。

3.河北鉻鹽化工廠的生產(chǎn)廢水有很強(qiáng)的腐蝕性和污染性,幾年來(lái)在新上項(xiàng)目及改造項(xiàng)目中使用DN300～DN800了聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道和管件系統(tǒng),有效地保護(hù)了企業(yè)周圍的耕地和環(huán)境不受污染。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的討論和敘述,聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用體現(xiàn)了優(yōu)越的性能。經(jīng)過(guò)近幾年在多個(gè)化工企業(yè)排水工程中的實(shí)際應(yīng)用,顯示了聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)能夠保證地下污水管網(wǎng)的安全使用和運(yùn)行,有效保護(hù)地下水資源和生態(tài)環(huán)境,為國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

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