给水用PE管在污水工程中的使用0205修.doc

给水PE管用于污水管道的工程实践及相关问题思考陈宏伟（杭州市城市规划设计研究院　杭州　310012）摘要　随着科技的不断进步，各类新型管材在给排水工程中的应用也越来越多，而且带来的施工工艺的改进也日新月异结合具体的工程实践，介绍了给水用PE管应用于污水压力管道工程的设计、施工及运行情况，针对工程所遇见的规范匹配、管材匹配等问题提出了解决思路和看法，以抛砖引玉，便于大家共同思考对策，以利于新型管材在工程实践中的推广关键词　给水用PE管　　应用　污水工程　优点　问题0前言随着城市化进程的不断加速，城市建设对道路市政配套的速度要求也越来越高，且因以往对规划的忽视导致城市发展中对马路反复开挖对于地质复杂多变、工期要求短、管道开挖难度大等情况下的管道工程越来越多，同时，目前城市道路下管道维护困难、管道渗漏造成的道路沉降、周边地块污染的影响也越来越大在这种条件下，应用新型管材及新型施工工艺来加快工程进度、减小开挖、减小管道渗漏及延长管道运行、维护周期也逐步变得重要起来但柔性管材应用于污水压力管，目前尚无相应规范为设计、施工及验收提供指导依据而且由于管材标注体系过于混乱，造成新型管材与常用的金属配件（除厂家提供的相应匹配型号外）难以匹配，给新型管材的推广使用带来障碍。

1优势以笔者在工程实践经验为例，总结塑料管为主的柔性管材（给水用PE管）相对于刚性管材在工程使用中具有一定的优点塑料管的内壁光滑，同等流速下的水头损失较铸铁管小；本工程的管道设计过程中既要考虑内部水压（约0.2MPa），又要考虑空管时的外压以满足城市道路机动车荷载要求，目前规范对标准型号的PE管材在满足内压要求的基础上也有环刚度、竖向剪切的复核要求，因此满足外压要求；本管道输送的是固体废弃物填埋场的污水，污水对金属管和水泥管内壁具有不小的腐蚀性，聚乙烯管材基本不与偏酸性的污水发生反应，抗酸及防腐性能良好，不需要进行特别的防腐处理；管道在沿线的粉质土层中普遍采用砂基础，热熔连接，管道覆土相对较浅，因此运输、吊装方便、施工简便施工基本上可实现日敷设长度800米以上；对管道基础的要求较刚性管材低，局部地层沉降不均对管道运行造成的影响也比刚性管材（尤其是刚性管材的管道接口处）低得多资料表明日本阪神地震震后保存完好的供水系统基本上为PE管等柔性管材敷设的管道，为灾后减灾及重建发挥了巨大的作用；本管道通过的地方不少为不便长时间隔断交通的国道、村镇主要道路及公路，道路沿线基本无绿化带可供借地施工，因此大开挖施工的可行性不大，后采用施工新工艺――牵引施工法，避免了对道路的大面积开挖，并减小施工周期。

2问题该管道施工完成后投入运行至今约有一年，运行情况良好，尚未出现事故但在设计及施工过程中，还是遇到一些问题除造价较铸铁管高约1/5～1/4外，主要有以下几点：2.1适用的规范难以匹配设计规范：本工程为污水压力管，但柔性管材在污水管道工程应用中难以找到相应的规范予以匹配排水管道采用的一般性规范为《室外排水设计规范（老版本编号为GBJ14-87，目前为GB50014-2006）》，埋地PE排水管道采用的规范普遍为《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程（CECS164：2004）》，但前者仅对压力管进行了一般性要求，而后者适用的是无压重力流管道，对于承压的压力流管道却未作相应的要求因此造成规范的缺失在设计及施工过程中，本工程的污水压力管参照给水PE管道《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程（CJJ101-2004,J362-2004）》执行同时考虑其运行期间会间歇式空管停运，在设计过程中根据《埋地塑料排水管道施工（国标04S520）》，对空管状态下的环刚度进行了相应的计算并提出要求，以满足公路沿线重型卡车的荷载要求（给水管仅对其组合作用下的最大竖向变形校核有规定）验收规范：市政管道一般采用《给水排水管道施工及验收标准（GB502568-97）》，但该规范对无压排水管道仅要求进行闭水试验以检查其密闭性，而对于排水压力管道没有相关的水压试验要求。

显然对于排水压力管，光检验其密闭性是远远不够的，柔性管材在不同内压下单位长度的容积改变量本身也说明管道承受不同等级内压时的材料刚度，因此我们必须在对其验收时还需考虑其承压状况下是否渗漏，应进行水压试验本工程最终采用了《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程（CJJ101-2004,J362-2004）》予以验收，但该标准鉴于供水管道的多层建筑直供的要求以及防止水锤对管道的损害考虑，设计水压（≥0.28 MPa）一般比污水管道的运行压力（一般≤0.2 MPa）高不少，本身对水压试验结果要求也极高，因此柔性管材用于排水管道是否一定要执行如此高的标准，尚值得商榷综合而言，目前排水管道的设计、施工及验收规范体系难以满足目前塑料管材用于排水压力管的新趋势，笔者建议进行相关规范的配套研究，尽快在塑料排水管道中补充柔性管材的相应内容，或单独编制对应规范笔者认为，今后如有可能就污水压力管道的规范问题进行研究，应充分考虑到柔性管材应用于排水压力管道的可能，并在规范中明确其管径标注、验收规程等各问题2.2非开挖施工技术（牵引施工法）应用难度大目前华东地区已陆续在给排水管道工程（尤其是在开挖难度大的柔性管材应用工程）施工中开始使用该方法。

牵引施工法有一系列的要求，首先其对土质要求较高：在山区地质中如遇到半径较大的石块，则需要采用特殊的定向钻钻头，且钻头损耗较大，甚至在某些时候必须采用局部开挖处理遇到石块较多的土壤，即便在按照1.5倍管径扩孔护壁后，仍然有可能在回钻拖拉时对管道外壁造成刮擦损伤，有时损伤还极为严重，因此在设计中对管壁的损耗应作适当考虑，从实际应用情况来看，管壁放大一级基本可以满足要求在过河管段等淤泥质土质中，管段的护壁无法凝固，根本上难以起到保护作用，因此如在施工过程中忽略该问题，势必造成今后运行过程中的管道位移或不均匀沉降，如位移或沉降严重，将有可能使管道被拉长，管壁变薄，极端情况下有可能使管段断裂因此在明确河道底层地址的情况下，选择粉质土层作为作业土层更为稳妥其次拖拉管施工对项施工队伍的经验和技能、要求较高，遇到问题时需要及时的灵活处理、杜绝野蛮施工：管道牵引段的埋深需要有足够的保护厚度，遇到经常过往15吨以上的重型卡车的路段时，埋深甚至达到3.0米以上在设计中需要仔细研究地质勘查报告，根据其建议在适合作业的土层中过河，避免在淤泥质土层中过河遇到地质勘查报告中未勘探出的淤泥质土层，需要区分处理不深的局部淤泥质土需要绕开或换填。

如淤泥质土层范围较大，则可考虑局部加密地质勘探钻孔，弄清土层情况后重新选择作业土层进行施工，如淤泥质土层过浅过厚而无法避开，则需要改为开挖施工并采用加打松木桩兼调整管道基础为钢砼基础、方包等特殊处理应尽可能避免回钻坍孔，但发生时需要针对不同原因采取处理措施护壁维护和交叉管线的探测、处理需要施工队伍有充分的施工经验，必须杜绝野蛮施工本工程中某标段的施工队就曾因牵引施工经验缺乏和野蛮施工，对相交的输油管管壁造成了损伤，差点酿成重大事故非开挖管段的路面开裂问题也需引起充分注意，如扩孔过大，沿线路面会出现一定的开裂本工程将拖拉管管位安排在人行道下，以免对车行道路面造成影响，在发生问题时也可以现场处理，造成的损失较小但从施工情况来看，如管道埋设在车行道下，扩孔至1.5倍管径时，多少还是会对城市道路的路面构成影响，如按1.2倍管径扩孔，则路面开裂的影响基本上未发现，但施工难度随之加大，单次拖拉长度也相应减小采用热熔连接，因此熔接质量对管段拖拉长度极为重要，本工程分段拖拉的最长长度为300米左右，但因采用湿式拖拉，经过试验又后在中间均匀间隔开凿了两处水压释放孔才顺利完成拖拉，有时在必要时还可能需要增加水压释放孔的数量。

笔者认为，在目前国内尚未普及非开挖技术的形势下，对非开挖施工的单位和项目经理的资质、类似工程业绩应进行相应的要求在类似项目的施工单位招标时应充分考虑技术标的重要性而避免过分考虑经济因素采用最低价中标的方法，而避免一些分包或挂靠公司滥竽充数、恶性竞争，最终造成施工质量低劣、扰乱市场值得一提的是，本工程差点酿成事故的标段的施工单位就是利用最低价中标这一漏洞，采用压低报价，层层分包的办法挤进市场，但在施工过程中利用经验不足，施工水平差的队伍以及采用死缠烂打、动辄要求修改设计等各种方法来压低成本、抬高最终造价而获利虽然最终在建设、监理、设计及质监站各方的联合努力抵制下，未能达到目的，但其恶劣的行为给工程本身带来了极大的被动反观另一标段，在多方的共同努力、良好合作下顺利完成了工程的施工2.3管材及管件匹配问题目前各类金属配套管件采用的还是按照公称直径（DN）的标注方法，给水用PE管目前厂家及规范提供的为公称外径（dn）标注，因此在各钢制管件与PE管体衔接处需要设置钢塑过渡接头而在蝶阀设置处必要时还需适当放大管径应该承认，该问题直到目前为止在建设领域一直存在且未进行过统一杭州市在最初推广UPVC加筋管时也吃过这一苦头，后在市建委推行市场准入的强制性要求后最终得到了统一。

据笔者的了解，这一类的问题产生主要是因为新型管材的制造设备基本上为进口，而在不同国家之间，甚至其国家内部对管径标注采用了不同的体系，以至于在我国未对标注体系进行统一的局面下，造成了不同的混乱即便目前的行业规程或国家标准，也只能在现有厂家设备、管材型号的基础上进行要求，从而造成了目前的混乱局面，也给工程设计、建设以及新型管材的推广带来了麻烦这与其说是技术问题，还不如说是制度、规范的缺失和部分经济原因造成的，就模具的改造而言本身并不困难，但目前的困境在于按照从纯工程技术角度的设计要求制造出来的管材（内径应该统一，外径因管材、要求不同可以有所不同），反倒因缺乏相应配套的规范、规程而成为非标准产品按照国家规定，在其每一批产品应用之前必须经过有相应资质的检验单位检验，出具产品抽检数据，证明满足国家规范及设计要求方可按正常程序施工，否则不予验收问题的解决只有从源头开始着手，即首先在全国范围内统一管材、管件的标注体系，再在此体系基础上调整各与之相违背的规范、规程，然后产品生产领域的厂家按照新要求调整与之相违背的产品型号否则，今后每一类新管材的推广都会遇到类似的难题3结语本文介绍的给水PE管应用于污水管道工程仅为新型管材推广使用的众多案例中的一例，但其表现出的优点较传统管材相当明显，且其遇到的问题也具有一定的意义。

笔者认为目前需要解决的尤为重要的规范匹配问题和管材标注体系的统一，解决好这两个根本问题，将扫清阻挡新型管材应用于污水压力管的推广的主要障碍同时，本文所述的工程情况为江南地区，由于笔者的水平及眼界所限，其它地区的工程情况目前尚难以涉及，因此仅供其它地区的同仁参考作者：陈宏伟单位：杭州市城市规划设计研究院　地址：杭州市文三路428＃（东方通信西侧）邮编：310012联系：邮件地址：5 / 5。