浅谈PE管道在给水工程中的应用

　　摘要：PE管重量轻、韧性好、施工方便,是给水工程中较为理想的管材。文章主要对其施工要点及质量控制等方面进行了论述。
　　关键词:PE管道;性能特点;施工技术;维修技术
　　PE管是目前国际上应用最为成熟的塑料压力管道之一,在性能实验及实际应用中都得到了可靠的验证。由于PE管克服了金属管材耐腐蚀差、管材重、运输施工难度大、管沟开挖量大等缺点,具有重量轻、水力条件好、韧性好、无毒、耐腐蚀、耐低温、抗机械震动,施工方便、综合造价低等优点,是供水工程中较为理想的管材。
　　一、pe管道的性能特点
　　1.化学性能稳定：由于pe分子没有极性,所以化学稳定性好,不会发生腐烂,生锈或电化学腐蚀现象,可耐多种化学介质的腐蚀,在土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何障碍作用。此外它也不滋生细菌不结垢,其流通面积不会随运行时间增加而减小,属于环保型产品。
　　2.连接可靠：聚已烯管道系统之间主要是热熔对接连接,接头少,无泄漏,接头的强度高于管道本体强度,它与其它管道采用法兰连接,施工方便快捷。
　　3.施工便捷：由于pe管重量轻,搬运和连接都很方便,所以施工快捷,安装费用低,维护工作简单。在工期紧和施工条件差的情况下,其优势更加明显。
　　4.水流阻力小：采用pe管为材料的管道具有光滑的内表面,其曼宁系数为0.009,比相同口径的其它管材具有更高的输水能力。换言之,输送相同水量的情况下,可采用口径相对较小的pe管道。
　　5.可挠性好：pe管材轴向可略微挠曲,工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物,可以不用管件就直接铺在略微不直的沟槽内,且不受地面一定程度不均匀沉降的影响。
　　6.低温抗冲性好：具有良好的耐低温性能,抗冲击的脆化温度是[-70],一般低温条件下[-30以下]施工时不必采取特殊保护措施,冬季施工方便。而且,聚已烯管有良好的抗冲击性,即使有2倍于公称压力的水锤也不会对管道造成任何伤害。
　　7.耐磨性能好：pe管道与钢管相比,其耐磨性为钢管的4倍,德国曾用实验证明hdpe的耐磨性甚至比钢管还要高几倍。
　　8.抗应力开裂性好：具有低的缺口敏感性,高的剪切强度和优异的抗刮痕能力,耐环境应力开裂性能也非常突出。
　　9.耐老化,使用寿命长：在不受阳光紫外线直射的条件下,使用年限可达50年以上。
　　10.多种全新的施工方式：pe管道具有多种施工技术,除了可以采用传统的开挖方式进行施工外,还可以采用全新的非开挖技术如顶管,定向钻孔,衬管,裂管等方式进行施工,这对于一些不允许开挖的场所,是唯一的选择。
　　二、Pe管道的施工技术
　　1.铺设方式
　　1.1开槽施工
　　管沟底的准备;对于有压的供水系统采用pe管道,一般来说,管沟底的水平精度要求并不是很高。如果管沟底部相当平直,而且土壤内基本上没有大的石块,那么就没有必要在进行平整。当然,如果是一个没有受到挑动的管沟底层,那就更好。但如果管沟底已经被挑动或在开挖的过程中必须被挑动,那么其密实度至少应该达到其周围填埋材料的密实度,所有规格的pe管道一般都可以适应少量局部的管沟底的不平坦,但如果在回填材料中含有尖棱的石头或坚硬的页岩,那么就可能会在管道表面产生应力集中区以致损坏管道。对于在页岩及松散的岩石土壤中的开挖,为了避免与松散的岩石接触,必须为pe管道提供一个均一的沟床,一般的做法是开挖管沟底时应比规定的等级挖深至少150毫米,然后用适当的填埋材料回填至规定高度,并夯实到90%或更高的密实度。对于支撑强度较小的湿粘土或砂土等类似不稳定土壤,管沟的开挖的深度要比规定的值深100～150毫米。然后用指定的或原开挖的材料进行回填,这样即可保证为pe管提供一个均一的支撑。
　　管沟内管道的敷设:管道通常会在地面预先连接好,有时管道可能会被预先连接成大约150米长的许多管段,贮存在某一个地方,当需要下放及连接时,再被运到安装地点,然后采用热熔连接或机械连接的方式连接这些管段。公称直径小于200毫米的管道可以手工拖入管沟内;对于长距离的管道的吊装,推荐采用尼龙绳索。
　　回填与夯实:一般情况下,可以采用以下三类材料作为pe管道的回填材料:
　　第一类;5～40毫米的无棱角石头,包括大量当地容易取得的材料,如珊瑚。碎矿渣。碎石及碎贝壳;
　　第二类:最大直径40豪米的粗砂及砂砾,包括含有少量粉末的不同等级的砂子及砂砾,一般是粒状的且是不粘的,可是湿的也可以是干的。
　　第三类:优良的砂子与粘土砂砾,包括细砂,粘砂及粘土砂砾的混和物。
　　一般情况下,俯角及初回填要求至少要达到90%以上,夯实层应该至少达到距管顶150毫米的地方,对于距管道顶部少于300毫米的地方应该避免直接捣实。最终回填可能会采用原开挖土壤或其他材料,但其中不得含有冻土,结块粘土及最大直径不得超过200毫米的石块。
　　1.2非开挖技术
　　水平定向钻进施工法主要用于穿越河流,湖泊,建筑物等障碍铺设大回径,长距离的输送石油和给水排水管道。施工时,按照设计的钻孔轨迹[一般为弧形],采用定向钻进技术钻出一个近似水平的先导孔,随后在钻杆柱端部换接大直径的扩孔钻头和待铺管线,在回拉扩孔的同时,将持铺设管线拉入钻孔。
　　2.连接方式
　　2.1热熔对接:是采用热熔对焊机未加热管端[热熔对接温度为210±10],待管端熔化后,迅速将其贴合,保持一定的压力,经冷却达到熔接的目的。
　　2.2钢塑法兰连接:pe管道和钢管及阀门连接时宜采用钢塑法兰连接,pe管端与相应的塑料支撑环之间可采用热熔对接方式进行连接,钢管端与金属法兰连接,应符合相应钢管焊接的规定;然后采用法兰片即可完成pe管道与钢管的连接。法兰连接也适用于pe管与pe管之间的相互连接。一般而言,pe支撑环与pe支撑环之间不需要密封圈,但在大尺寸,高压力工作条件下仍需添加密封圈。当pe支撑环与其它材质[钢管,镀锌铁管等]的管道进行法兰连接时,必须使用密封圈。
　　2.3鞍形对接连接:pe管道在应用过程中,经常会遇到根据实际需要进行主管分接的问题,传统的管材必须先切除一段主管然后安装一个三通来完成分接。鞍形三通可采用鞍形对接方式连接,即采用鞍形对接焊机,直接在主管上连接一个鞍形三通,然后采用配备的切刀切割主管,这样就完成了主管的分接,施工非常迅速。
　　三、pe管道的维修技术
　　对于小口径管道,可以开挖足够的空间,切除破损管道换上一段新的管道进行维修;大回径管道的维修可以采用法兰连接的方式完成。
　　四、施工中应注意的问题
　　1.熔接:热熔连接时,温度必须到210±10,应注意避免过火烧焦。
　　2.雨季施工;由于pe管道较轻,雨季施工需注意采取抗浮措施,防止出现漂管现象,造成返工,影响工程质量。
　　3.与其他管材的连接:pe管道与其他材质的给水管道连接时应采用法兰连接,在管道全线的接口中,不宜采用柔性接口,以防止压力增大时管道发生轴向收缩,将柔性接回拉开造成连接处漏水。
　　结束语：
　　由于聚乙烯材料制作的pe管道具有非常独到的技术经济优势,无论是新铺设或旧管道的修复和更新,pe管都是主要的选择之一。
　　参考文献：
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　　[2]梅胜,王永峰,余显卓.聚乙烯(PE)给水管的应用探讨[J].给水排水技术动态,2003,(02).
　　[3]张正强.浅谈聚乙烯管道热熔连接施工技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,(06).

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