王清平

（成都華川公路建設(shè)集團有限公司，成都 610091）

1 工程概況

蒲江縣東部片區(qū)外聯(lián)道路加寬改建工程位于蒲江縣西南側(cè)，起于蒲江縣城區(qū)南側(cè)成雅高速下穿，止于影視大道，全長約2.89 km，采用雙向四車道，路基寬度28 m（右幅利用現(xiàn)狀12 m寬蒲名路，中分帶4 m，對稱拼寬12 m），設(shè)計速度60 km/h，二級公路兼城市主干道功能，本項目建設(shè)內(nèi)容主要包括路基路面、排水工程、交通工程及沿線設(shè)施、環(huán)境保護、市政配套。

2 鋼帶增強聚乙烯波紋管的特點

2.1 高強度和剛度

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管是一種結(jié)構(gòu)壁管道，由于該管道中添加了強度較高的鋼帶，可以大大提高管道的環(huán)剛度[1]。其原理如下：一般鋼帶自身具備較高的彈性模量，在管道中添加鋼帶，可以提高管道的環(huán)剛度，尤其像一些大口徑管道，其環(huán)剛度達到8 kN/m2、12.5 kN/m2，甚至更高。

2.2 水力特性

一般鋼帶增強聚乙烯波紋管內(nèi)部主要由聚乙烯材料制成，該材料具備較強的光滑性和流通性，相較于一般塑料管道，有較強的應用優(yōu)勢。在相同的條件下，相同口徑的塑料管的流通性能、流速均優(yōu)于鋼筋混凝土排水管，大概可以提高20%以上。

2.3 耐腐、耐磨性

通常在管道結(jié)構(gòu)設(shè)計中，內(nèi)外聚乙烯會完全覆蓋住鋼肋，和被流經(jīng)管道的雨污水、外部土體接觸，地下水浸泡的所有接觸面材料均涂有聚乙烯層，以防止鋼帶增強聚乙烯波紋管出現(xiàn)腐蝕等問題，影響施工質(zhì)量。

2.4 綜合經(jīng)濟性

鋼帶增強聚乙烯波紋管具備較強的經(jīng)濟優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在3個方面：（1）根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，可以最小化材料成本；（2）該類型的管道由我國自主研發(fā)，可以降低施工成本；（3）具備輕盈、易運輸、易安裝、易施工等特點，因此可以看出，其具備較強的經(jīng)濟性。

3 鋼帶增強聚乙烯波紋管設(shè)計要點

3.1 選擇管道性能參數(shù)

在設(shè)計鋼帶增強聚乙烯波紋管性能參數(shù)時，應結(jié)合市政排水管道工程現(xiàn)場實際情況，科學選擇管道性能參數(shù)。在設(shè)計中，環(huán)剛度和允許變形率是非常重要的設(shè)計參數(shù)。由于我國研發(fā)生產(chǎn)鋼帶增強聚乙烯波紋管已經(jīng)非常成熟，生產(chǎn)的管道型號非常全面，可以滿足各種工程需求，一般該管道的環(huán)剛度分SN8、SN12.5、SN16三個等級，管道豎向直徑允許變形率需在5%內(nèi)。若只結(jié)合覆土壓力設(shè)計，且豎向直徑變形率為5%時，敷設(shè)條件不同、等級不同的管道，其覆土深度也不同。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)計

在設(shè)計鋼帶增強聚乙烯波紋管時，需應用在土弧基礎(chǔ)上。在設(shè)計管底基礎(chǔ)層時，結(jié)合現(xiàn)場實際情況采取相應的保護措施。若市政工程施工現(xiàn)場地基為一般土質(zhì)，則可以將粒徑為100 mm的中粗砂鋪設(shè)在管底以下原狀土地基上，鋪設(shè)厚度為100 mm。若市政工程施工現(xiàn)場地基條件較差，需在地基上鋪設(shè)砂礫層作為地基基礎(chǔ)，鋪設(shè)厚度大于200 mm。另外，鋪設(shè)過程中，還可以將其分2層鋪設(shè)，下層和上層分別鋪設(shè)碎石（粒徑在5～32 mm）和中粗砂，鋪設(shè)厚度分別控制在100～150 mm和50 mm以上。如果施工地質(zhì)為軟土地基，在施工中極易受各種不確定因素的影響，影響地基承載力，在此種情況下，需先采取加固措施，使地基承載力達到施工要求，然后在此基礎(chǔ)上鋪設(shè)中粗砂，最低密實度應達到85%。在處理土弧基礎(chǔ)支承角范圍內(nèi)的腋角時，應選擇中粗砂或砂礫進行回填，并將其壓實度控制在95%以上。

3.3 管道連接

鋼帶增強聚乙烯波紋管的管端口有兩種平面形式，即螺旋形和垂直軸線，連接管道時，應結(jié)合管道端口形式科學選擇連接方式?，F(xiàn)階段，螺旋形是一種常見的端口，在連接這種端口形式的管道時，可選擇的連接方式較多，例如，熱熔擠出焊接，熱收縮管（帶）連接，電熔帶連接，卡箍連接等。在管道設(shè)計中，會采取組合連接方式，以確保管道連接具備較強的安全性。若鋼帶增強聚乙烯波紋管的管徑比800 mm大，可以選擇使用內(nèi)熱熔擠出焊接+熱收縮帶連接、內(nèi)外雙面熱熔擠出焊接+外電熔帶的組合連接方式；或者選擇使用熱收縮管+卡箍的組合連接方式，通過選擇組合連接方式，可以在確保管道連接具備較強可靠性的同時，提高連接強度。

3.4 管道與檢查井連接

在連接管道與檢查井時，應盡量選擇柔性連接方式。若在市政排水管道工程施工中，現(xiàn)場為軟土地基，在連接管道與檢查井時，需設(shè)置兩節(jié)以上長度在60～80cm的短管，總長度控制在150～200 cm，以此作為柔性過渡段?？梢赃x擇套筒式橡膠密封圈或者承插式接口作為柔性連接接口。

4 鋼帶增強聚乙烯（PE）螺旋波紋管的施工

4.1 施工流程

測量放線→基槽開挖→夯實并平整槽底→鋪填基礎(chǔ)墊層→驗收基礎(chǔ)→安裝管道→回填→閉水試驗→回填管道上部→驗收。

4.2 溝槽開挖

開挖之前，施工人員必須根據(jù)設(shè)計要求進行測量放樣、定位，設(shè)好臨時水準點、控制樁，待上級部門批準后，即可正式施工。施工過程中，要格外注意挖深、管道中心線兩方面，選擇機械進行開挖時，需要留出20～30 cm，通過人工來清槽，直到滿足預設(shè)槽底高程[2]，在槽底設(shè)置里程樁。在市政排水工程施工中，若出現(xiàn)超挖問題，應使用粒徑在40 mm范圍內(nèi)的天然級配砂石料進行回填，并進行夯實處理，將其密實度控制在95%以上。

4.3 管道焊接工藝

現(xiàn)階段，電熱熔帶焊接、熱熔擠出焊接這兩種連接方式在施工中被普遍運用。

4.3.1 電熱熔帶焊接結(jié)構(gòu)

電熱熔帶焊接方法屬于剛性連接，通過鑲嵌在連接處接觸面的電熱元件通電后產(chǎn)生的高溫進行連接。電熱熔帶焊接結(jié)構(gòu)是用一條內(nèi)壁鑲嵌有電阻絲的聚乙烯電容帶緊貼在兩邊連接端的外表面（覆蓋搭接2 cm以上），利用耐熱帶實現(xiàn)緊固效果；確保接口處管端內(nèi)壁牢固，具體可以用能拆卸的工具進行支撐，利用電熱熔焊機實現(xiàn)電阻絲供電，使電阻絲開始發(fā)熱，進而處于熔融膨脹的狀態(tài)，以此產(chǎn)生壓力，使界面兩端的聚乙烯慢慢擴散，最后關(guān)上電源，等冷卻固化后，可實現(xiàn)連接。

1）電熱熔帶連接時，需根據(jù)相關(guān)規(guī)定操作。使用的電熱熔帶應為專業(yè)工廠配套供應。

2）施工要點：首先，認真檢查管道和電熱熔帶，應不存在損傷現(xiàn)象，對齊管道并將管道中的雜物清理干凈。然后，利用支架滾輪或者水平桿把需要連接的管道放到離地面20～30 cm位置。如地基上存在操作坑，也可以放置在地基上。操作坑的寬度應比電熱熔帶的寬度大2倍，深度為管底下30 cm，呈水平對齊狀態(tài)。管道外表面、電熱熔帶內(nèi)壁禁止存在任何雜物（包括水汽），必須全面清理干凈，油類雜質(zhì)需使用有助于PE材料焊接的溶劑來清除。接著，通過電熱熔帶把管道需連接的部分纏住，外面也要采取緊固措施（可用耐熱帶）。連接焊機的輸出線端和電熱熔帶的連接線頭。合理設(shè)置電熔焊機的時間及擋位，嚴格按照相關(guān)規(guī)程操作，焊接結(jié)束、冷卻后，方可對管材進行移動。在等待冷卻時，同時開展下一個焊接工作。

4.3.2 熱熔擠出焊接

擠出焊接的原理是分子熱運動，具體來說，擠出焊槍對PE焊條進行加熱，實現(xiàn)焊條由固態(tài)到黏流體的轉(zhuǎn)變并擠出。為焊槍配上熱風槍，可加熱被焊PE的待焊面，因為受到外力的作用，接縫兩側(cè)的PE材料達到互相黏合的狀態(tài)，彼此之間擴散、相互纏繞，最后使管材連接為一體。

施工要點如下：

1）正式焊接前，認真檢查管材兩端面，確保平整度符合作業(yè)要求。等待焊接的一面應在管材波谷中間位置，兩邊被焊管材調(diào)整到同一軸線；在接口處留出1～3 mm，縫隙最大不超過5 mm，為焊接提供便利。如果不能滿足要求，則使用工具適當修切接口，如果是φ800 mm以上的管道，從管外或管內(nèi)進行。焊接范圍內(nèi)不能存在塵土或其他雜物，應干凈、干燥，還要細細打磨焊接范圍及外表面，清除已經(jīng)被氧化的表層部分。

2）確保焊條的材質(zhì)過關(guān)，最好讓生產(chǎn)管材的廠家配套提供焊條，這樣有利于保證生產(chǎn)材料相同，以此提高與管材的相融性。此外，焊條的斷面應呈圓形狀，粗細程度不應相差太大，符合焊槍焊接性能的要求，且保持干凈、干燥。

3）擠出焊機應附帶熱風裝置，性能符合作業(yè)要求。開展作業(yè)時，利用熱風裝置加熱含管材解封端的聚乙烯，聚乙烯將變成熔融狀態(tài)，再和管材相融。保證焊接斷面飽滿，避免發(fā)生漏焊或斷口等現(xiàn)象。

4）在焊接管徑＞800 mm的管材時，采取內(nèi)外雙面焊接的方式。

5）根據(jù)外界環(huán)境情況合理設(shè)置熔料和熱風溫度，對熔料保持一定的焊接壓力，有較為緩慢的冷卻時間。

4.4 管道修補

如果安裝管道時局部出現(xiàn)損壞，可以選擇使用焊槍和耐熱帶完成管道修補工作；若管道破損比較嚴重，損壞位置直徑＞60 mm，應將破損管段切除，換成新的管道，并做好該位置的連接處理工作。切斷管道后，選擇使用聚乙烯片材或者擠出焊接的方式，對波峰的鋼帶斷口處進行密封和防腐處理。

4.5 管道的回填

在安裝完管道后，待驗收通過，應按照相關(guān)規(guī)定的要求進行回填施工。

1）回填前，清理干凈基槽內(nèi)的雜物，確?；蹆?nèi)無水分和雜物，按照規(guī)定要求進行回填，將中粗砂作為回填料，要求回填料具備較高的純度，不得摻有其他雜物。

2）在回填腋角位置時，由于該位置是管道基礎(chǔ)的一部分，其作用是防止管道變形。因此，在回填腋角位置時，應嚴格按照流程進行施工，防止出現(xiàn)脫空問題，影響管道施工質(zhì)量。

3）在回填管道兩側(cè)時，優(yōu)先選擇中粗砂，采取對稱、分層回填的方式，每層厚度在200 mm，待厚度達到200 mm，進行灌水操作，在此過程中，先將其夯實，然后使用平板振動設(shè)備重復振動拖拽2次，以確?；靥畹钠秸群兔軐嵍冗_到規(guī)定要求。

4）閉水試驗，在回填管頂位置前，對其進行閉水試驗，將滲水量控制在規(guī)定范圍內(nèi)，待試驗工作完成后，才能進行管頂回填施工操作。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，在市政排水管道工程施工中，由于鋼帶增強聚乙烯波紋管具備易運輸、易施工、造價低等優(yōu)點，且其施工技術(shù)非常成熟，已經(jīng)成為廣泛應用的材料。以蒲江縣東部片區(qū)外聯(lián)道路改建工程為列，采用鋼帶（增強）螺旋波紋管，有效加快了施工進度，解決管道沉降帶來的質(zhì)量問題，保障市政排水管道施工質(zhì)量。經(jīng)濟效益方面，普通DN800 mm混凝土管單價為330元/m，鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管單價為198元/m，節(jié)約成本132元/m，綜上所述，采用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管對提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有良好的作用。