高密度聚乙烯排水管在国家体育场工程中的应用

高密度聚乙烯排水管道在国家体育场工程中的应用目 录一、 工程概况及特点二、 立项原因及背景三、 项目简介四、 高密度聚乙烯排水管的效益分析及发展趋势一、工程概况及特点国家体育场位于奥林匹克公园中心区的南部，主体建筑紧邻北京城市中轴线，并与国家体育馆和国家游泳中心相对于中轴线均衡布置。国家体育场主体建筑西侧为距景观路200米的中轴线步行绿化广场，东侧为龙形水系及湖边东路，距CATIC大酒店300米，北侧为中一路，南侧紧临北四环，成府路在地下空间穿过用地。本工程建筑面积约256400平方米，建筑规划用地20.29公顷，建筑平面南北跨度322.4m，东西向跨度275.4m。建筑总高度约67.71m，建筑设计±0.000标高相当于绝对标高43.5m。室外给排水工程，包括给水、回用水、消防水系统；污、废水、雨水系统，管线环绕在主体结构周围布置，衔接红线内外生活用水及生活辅助用水。总工程量近17公里（延米），其中雨、污水管道工程量近12 公里（延米）， 且均使用了新型环保管材高密度聚乙烯排水管，其中管径800mm的管道采用高密度聚乙烯双壁波纹管，管径800mm的管道采用高密度聚乙烯缠绕增强管。二、 立项原因及背景国家体育场作为一个能容纳9万人的大型综合性公用设施，室内各功能系统繁多、复杂，外结构周围接入口、排出口近百个，室外管线、井室错综复杂，分层交叉、重叠。为提高管线布排实效；提高管道内壁光滑度，提高介质流速，缩小管径，减小坡度，提高纵向空间利用率。本工程放弃了普通工程中通常使用的混凝土管、铸铁管等通用管材，改为使用性能更好的新型管材聚乙烯复合管，其中雨水、污水管线采用了高密度聚乙烯复合管。使用复合材料提高塑料管道的强度，降低成本是目前国际上塑料管道发展的方向。结构壁形式的双壁波纹管，其内壁光滑，外壁为同心环状中空波纹，具有强度高、重量轻、耐腐蚀、寿命长等特点，使用寿命达到50年以上。高密度聚乙烯缠绕增强管采用金属和塑料复合管结构，强度更高、重量更轻，是目前排水管道尤其是大口径排水管道发展的主要发展方向。高密度聚乙烯管材具有如下优点：1、 环形波纹结构，具有刚柔兼备的优良力学性能，强度高，抗压、耐冲击性好；2、 具有一定的柔性，适当的挠曲度，抗沉降性能好，对基础技术处理要求低，适应土壤不均匀沉降。可适用于软土流沙地基，也可直接将管材铺设于略弯的沟槽内；3、 内壁光滑，摩阻小，通水能力强，输送流量大，不结垢，可以用较小管径代替较大管径的混凝土管；4、 采用电热熔带或收缩带连接，接头无渗漏，不会产生二次污染；5、 耐腐蚀性好，可抵抗污水、废水及化学药品腐蚀和土壤中腐烂物质的腐蚀；6、 化学性能稳定，无毒、无污染，环保性能突出，100回收利用，节省资源，保护环境；7、 连接方便，可先在管沟外预制，再整体进行铺设，有效地提高了工作效率，大大加快了工程进度；8、 材质轻，便于搬运，施工方便，不需大型设备，工程综合造价低。9、 具有良好的电绝缘性能和阻燃性。优良便利的施工性：1、 省时使用中不需要混凝土基础，可以边开挖、边施工、边回填，极大的缩短了工期，减少了施工费用。2、 省力管沟开槽宽度较其它管材可减少20，大量减少施工土方量，节省劳动力，降低了施工难度和劳动强度。3、 省心由于此种管材具有很好的刚性和一定的柔性，且其表面为连续环形立体结构，能够很好的和周围土壤紧密结合，扩大的表面面积及非单一的平面受力形式能够大大的提高管道自身的抗变形能力，在长期的使用过程中可减少对管道的维护次数。三、 项目简介1材料介绍1.1高密度聚乙烯双壁波纹管高密度聚乙烯双壁波纹管是以高密度聚乙烯树脂为主要原料制成的热塑性塑料管材。内壁光滑平整，外壁为梯形波纹状肋，内壁与外壁波纹间为中空的异型管壁管材。管道连接采用承插口承插连接方式连接。高密度聚乙烯双壁波纹管环刚度的分类为:级别SN4SN8环刚度4 kN/m28 kN/m21.2高密度聚乙烯钢带增强波纹管高密度聚乙烯缠绕增强管材主要原材料由聚乙烯、钢带、粘接树脂等组成。以高密度聚乙烯（HDPE）为基体，将表面涂敷粘接树脂的钢带压制成波纹助肋，作为管壁的主要支撑结构，并与聚乙烯材料复合成为整体的管材。管道连接采用电熔连接方式连接。高密度聚乙烯缠绕增强管的环刚度最小为8kN/m2,环刚度的分类为: 级别SN8SN10SN12.5SN16环刚度8 kN/m210 kN/m212.5 kN/m216 kN/m21.3管道连接材料高密度聚乙烯双壁波纹管采用承插式密封圈连接。弹性橡胶圈外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷；高密度聚乙烯缠绕增强管采用电熔带连接，电热熔带所用基体材料为聚乙烯材料，其材质应与管道用聚乙烯材料相同，保证连接接头性能与管材性能一致。电熔带的外观应平整，电加热网嵌入应平顺、均匀、无褶皱、无影响使用的严重翘曲；中间的电热元件应采用以镍铬为主要成分的电加热网，电加热网应无短路、断路，电阻值不大于20。电熔带的强度应按国家现行相应产品标准执行，对尚无标准的产品，可按制造厂提供的经有关标准化主管机构备案的企业标准执行。2管材进场、运输与存放2.1管材进场应进行如下检验2.1.1管材的含灰量检测。2.1.2管材的环向弯曲刚度检测。2.1.3管材外观质量检查。2.2管材运输与存放2.2.1管材在装卸、运输、码放时，应轻抬轻放，严禁抛落、拖滚和相互撞击。2.2.2管材成批运输时，用缆绳捆扎成整体，并固定牢固，缆绳固定处及管端宜用软质材料妥加保护。当管材有承插口时，承口、插口应分层交错排放。不同规格可以套装，节约空间、减少运输次数。2.2.3管材如采用机械装卸，装卸时应采用韧性好的织编吊带（或吊绳）进行吊运，不得采用钢丝绳和链条来吊运管材。 2.2.4管材吊运应采用两个吊点，其吊点位置宜分别置于管体全长的四分之一和四分之三部位。2.2.5短距离搬运时，不应在坚硬不平地面或石子地面上拖拉或滚动，以防造成管的损伤。 2.2.6管材、管件如需长时间存放，应置于库房内；露天堆放时，必须加以遮盖，防止曝晒；存放地点必须远离热源，并有防水、防火措施。 2.2.7管材自生产之日起，存放时间不宜大于12个月。超过12个月的管材需重新做出厂检验。检测合格者方可使用或降级使用。使用时应附有重新检测报告，重新检测不合格者不得使用。2.2.8在运输、贮存过程中，管材应保持清洁。2.2.9管材存放场地应平整，码放应整齐；管材码放时两侧应有固定支撑，防止滑动；并做好标识。2.2.10管材叠放高度不宜过高，叠放层数应根据不同管径按照生产厂家企业标准执行。2.2.11密封橡胶圈在运输及保存中，不应使其受挤压，以免变形，且防止日晒及高温直接影响。3管道施工3.1沟槽开挖3.1.1管道施工的测量、降水、开槽、沟槽支撑和管道交叉处理，应按现行国家标准GB50268给水排水管道施工及验收规范及本地区排水管道技术规程有关规定执行。3.1.2沟槽开挖前应清理和平整场地，设置工程测量的控制点，并且场地排水 畅通。3.1.3沟槽形式应根据施工现场环境、槽深、地下水位、土质情况、施工设备及季节影响等因素确定。3.1.4 当地下水位高于沟槽槽底时，应采取降水措施，将地下水位降至槽底0.5米以下。在敷设、回填的全过程中，必须确保工程不受地下水影响，槽底不得积水或有结冰，只有在满足管道抗浮要求时才可停止降低地下水位。3.1.6雨季施工，应尽可能缩短开槽长度和施工周期，做到成槽快，回填快，并采取防泡槽的措施。一旦发生泡槽，应将水及时排除，把受泡的软化土层清除，换填砂石料或中粗砂，做好基础处理。3.1.7沟槽槽底净宽度，可视各地区的具体情况并根据管径大小、埋设深度、施工工艺等确定。当DN>500mm时，管道每边净宽不宜小于500 mm。管槽底部宽度，宜按下式计算：B=D1+2（b1+b2）式中B管道沟槽底部的开挖宽度（mm）D1管道结构的外缘宽度（mm）b1管道一侧的工作面宽度（mm）b2管道一侧的制成厚度可取150200mm管道结构的外缘宽度（mm）管道一侧的工作面宽度b1（mm）D1500300500D1500400600D111005003.1.8开挖管槽时, 严格控制基底高程，不得扰动基底原状土层。槽底应按设计标高留出150200mm的原状土，由人工清理找平。一旦超挖、发生扰动或槽底有尖硬物体须清除时，可用灰土分层夯实，或换填1015mm天然级配砂石料或最大粒径小于40mm的碎石，并整平夯实，其密实度应达到基础层密实度要求。槽底有地下水或地基土壤含水率加大时，应用最大粒径40mm的砂石料回填夯实，其整平夯实密度不应低于95%。当沟底有地下水或沟底土层含水量较大时，可用天然砂回填。3.1.9槽底遇有废旧的构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时，必须在清除后铺一层厚度不小于150mm的砂土或素土，且平整夯实。3.1.10槽底为软土或槽底位于地下水位之下时,地基原状土被扰动而影响地基承载力时，必须先对地基进行加固处理,在达到规定的地基承载力后,再铺设中粗砂基础层。3.2基础处理3.2.1 管道基础应采用土弧基础。为了便于控制管道高程，保证管底与基础的紧密结合，对于密实的原状土土质可直接将原状土清表处理作为土弧基础；对于一般地基应采用中粗砂或砂砾回填密实，在管底以下原状土地基或经回填夯实的地基上铺设一层厚度为100mm的中粗砂基础层；当与软弱地基时，可采用铺垫厚度不小于200mm的砂砾基础层，管道DN500mm时砂砾基础层铺设厚度为300400mm；也可分二层铺设，下层用粒径为532mm的碎石，厚度100150mm，上层铺中粗砂，厚度不小于50150mm。3.3管道敷设与安装3.3.1下管：3.3.1.1在下管前，必须按产品标准逐节进行外观检验，高密度聚乙烯钢带螺旋管管材断口处必须进行密封，不符合标准者，严禁下管敷设。3.3.1.2基础垫层经验收合格后进行下管施工，下管前将管道内外壁清扫干净，并进行外观检查，无反向弯曲、无破裂、两壁无脱开、无分层、无开裂为合格品。3.3.1.3在每节管段管口所处的沟底处需要挖一稍深的接口凹槽，以便承插式接口检查连体橡胶圈就位情况及进行管道电热熔连接操作，凹槽宜在铺设管道时随铺随挖，详见下图，凹槽长度、宽度和深度可按管道接头尺寸确定，在接头完成后，立即用中粗砂回填密实。3.3.1.4两根或两根以上埋设在同一沟内的管道按先深埋后浅敷的要求进行合槽施工。合槽施工时，应先安装埋设较深的管道，当回填土高程与邻近管道基础高程相同时，再安装相邻的管道。3.3.1.5根据管径大小、沟槽和施工机具装备情况，确定用人或机械将管材放入沟槽，管径小于D