分析管道施工中HDPE管的质量通病

HDPE管是以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂，在一定的温度和压力下塑制成型的有机高分子材料。其本身就具有质量轻、水流阻力小、使用寿命长、良好的耐腐蚀性等优点，加上在管道施工中又具备了速度快，工序少造价低等合优势，而在国外被广泛运用。但是在用于市政排水管网建设中还是存在不少的质量问题，如管道漏水、管道上浮、管道变形等等都已成为HDPE 管施工中质量控制的核心。

1 管道漏水的原因分析及防治措施

1.1 管材开裂损坏造成漏水的原因分析及防治措施

1.1.1 原因分析

使用HDPE 管时，因为管材质地较脆，且容易变形。如果运输、贮存不当加上施工过程中受到碰撞、都会造成管材破损、开裂、老化;误铺受到损伤的管材，也很容易发生开裂情况;管壁厚度不均匀，受力后造成开裂现象;管基不平整，有块石等硬物时或回填不密实易造成管材损坏。

1.1.2 防治措施

材料负责人严格控制好管材的进场检查验收的同时，确保装卸、运输、堆放时应轻抬轻放，成批运输或贮存时，承口、插口应分层交错排放，用缆绳捆成整体，并固定牢固。管材如需长时间存放，时间不易超过 18个月，应置于库房内;当露天堆放时，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;管材应保持清洁。HDPE 管为柔性管，应采用土弧基础，不宜铺设在刚性基础上。国内外通常的做法都是采用砂砾石基础，对于一般土质地基，应铺设一层 10 cm 厚的砂砾石基础层，对于地质条件差的地基，用复合地基处理方法，对地基改良后方可铺设砂砾石基础层，这样就会有效增强管基的支撑条件，形成隔离层，减少管道的轴线弯曲，增强了土壤的抗剪切性能。下管时，应采用可靠的吊具，使管材平稳下沟，不得与沟壁、沟底激烈碰撞，吊管时应有两个吊点，严禁穿心起吊。回填土中不得含有石块、砖及其他杂硬物品。

1.2 管道接口不良造成漏水的原因分析及防治措施

1.2.1 原因分析

造成此原因更多是出现在管材尺寸误差不达标，从而导致超标后插口端部倒角不合格，顶挤橡胶圈产生位移或扭曲，插口未插入深度标线，致使管子插入不到位而造成漏水。HDPE 管质量轻，铺管时容易造成位移，使橡胶圈发生扭曲而造成漏水。管材与检查井连接时，橡胶密封圈不严实、连接部位防水层未做或操作不当造成漏水。

1.2.2 防治措施

严格材料验收制度。管材、橡胶密封圈应保持清洁，管道接口安装时应将橡胶圈均匀平展地套在插口平台上，不能扭曲或断裂，并在插口端部及承口部位涂抹润滑剂，顶压橡胶圈时，用力要均匀，压实后将管道除接口外用回填土压住，以防止橡胶圈反弹。

铺管时，插力阻力过大，则应拔出管子检查、调整，重新安装，若管子插口倒角不合格时，应加以修整，再进行安装。应保证插入到位，橡胶圈不扭曲。管道铺设时，应直线敷设，插口插入的方向应与水流方向一致。

管道基础在接口部位设凹槽，长度按管径大小而定，一般为40 ～ 60 cm，深度为基底以下 5 ～ 10 cm，宽度为管外径的 1.1 倍，管道铺设时应随铺随挖，接口施工完毕时，用砂土填实。检查井壁与插入管端的连接处。浇筑混凝土或填实水泥砂浆时，管端圆截面不得出现扭曲变形，采用承插口接头时，应用插口部分与井壁连接，不宜将承口部分插入与井壁连接。管道铺设应与检查井同步施工，尽量避免预留洞口，用水泥砂浆连接管道与洞口之间的缝隙，做到配比合理，砂浆饱满，砂浆可掺入微膨胀剂，管道与检查井连接完毕后，应在管道连接部位的内外井壁做防水层，并符合检查井整体抗渗漏的要求。

1.3 密闭性检验

管道敷设完毕经检查合格后，应进行管道密闭性实验。长度不宜大于 1 km，带井试验，经外观检查不得有漏水现象，管道的渗水量应满足下式要求：

Qs≤0.004 6 d

式中：Qs———每 1 km 管道长度 24 h 的渗水量(m3);

d———管道内径(mm)。

2 管道上浮位移的原因分析及防治措施

2.1 原因分析

由于 HDPE 管比重小，重量轻，遇水很容易造成上浮。地下水位高于开挖沟槽槽底高程，未降水或降水不彻底造成上浮。回填不及时或回填方法不当，造成上浮。

2.2 防治措施

在地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区，视不同情况，采用相应的降水措施降低地下水，地下水位应降至槽底高程以下，才可进行沟槽开挖。在沟槽开挖管道敷设回填的全部过程中，降水不能停止，槽底不得有积水或受冻，保持工程不受地下水影响。如遇降水不充分或雨季施工时，可采用临时限位的方法，固定管材标高，如图 1 所示。

图 1 固定管材标高临时限位法

在管材两侧打入木桩，作为固定端，管材上部设一横木，与两固定端连接，每根管材设两处，以控制管道上浮及左右位移。管道敷设后，应立即进行沟槽回填，为确保管道和构筑物不产生位移，沟槽回填应从管道、检查井等构筑物两侧同时对称进行，管顶以上 0.7 m 范围内必须采用人工回填，严禁用机械推土回填，以免管道发生位移，0.7 m 以上范围可用机械管道两侧对称回填。

3 管道变形的原因分析及防治措施

3.1 原因分析

管材运输贮存过程中，受挤压引起的变形;管材经日晒雨淋，受老化引起变形;管道基础不平整及回填时受土压力导致的变形。

3.2 防治措施

管道运输贮存过程中，应避免受挤压、日晒;管道基础应平整均匀，密实度符合要求，表面不应有凸出尖硬物体，坡度符合设计标准要求。

土料的回填压实是控制 HDPE 管变形的关键。为满足经济合理的要求，应优先选用沟槽土回填，并做回填土试验来确定压实机械及压实遍数。

管道的下半部与垫层的夹角部位被称为腋角。提高管道腋角部位回填土的支撑强度可以有效控制管道变形，垫层与腋角部位的宽度也要符合操作规程，施工中先将管道的垫层整平，然后两侧均匀回填一层素土或细砂，用木板将腋角部位填实，压实度应达到 85%。沟槽回填应严格分层回填，采用轻型压实机具，各部位压实度应依据《高密度聚乙烯排水管道工程施工与验收技术规程》及工程实际，确定回填质量要求。管径较大的 HDPE 管在回填前应在管内增设支撑，以提高管材的环刚性，控制管道的变形。

3.3 变形检测

HDPE 管为柔性管，实际使用过程中允许存在一定的变形，但这种变形必须不影响管道的使用寿命，柔性管的变形量(不应超过 5%)随时间增加而增加，但几乎所有的变形增加量都产生在敷设后的 1 ～ 2 年，以后变形量就稳定下来了。因此，首先应控制管道的初始变形量，对于较大管径的管道，采用测量管道直径的方法获取具体数据;对于小口径管道，施工变形不大，一般只采用光束检测。经施工检测统计数据表明，管道在一周内变形趋势较大，一周后变化趋于平缓，所以管道的变形在回填压实一周后便基本稳定了。管道的变形率按下式计算：

Sv=(1-Dv÷Dm)×100%

式中：Sv———管道的变形率;

Dv———管道铺设后在规定时间内测量的内径;

Dm———管道处于自然状态的内径。

HDPE 管容许变形率应控制在±5%范围内。如果变形较小，可考虑重新回填，提高管腋角部位回填土的支撑强度;当变形大于±5%时，应考虑返工处理;管道如有损伤，需进行更换;处理后，复测竖向管道的初始变形率。

4 结束语

高密度聚乙烯管虽有一些质量通病，但在管道施工中克服了混凝土管材质量重、施工工序多、进度慢、综合造价高等缺点，目前在国内外已得到广泛应用。