HDPE中空缠绕管在天津市北安道排水工程中的应用

一、引言
随着天津市经济的持续快速发展，市政建设的规模也在不断扩大。排水系统作为城市的重要基础设施，对保障城市的正常运转及城市安全具有重要作用。而作为排水系统的重要组成部分的排水管材，其性能的优劣将直接影响排水系统的可靠性及安全性。传统的排水管材由于其本身固有的一些缺点，已经难以适应城市发展的需要。此次结合天津市海河两岸基础设施建设项目北安道排水工程，将新型的HDPE中空缠绕管应用于市政排水管网做一些的探讨，以便今后设计在管材选择方面参考。
二、排水量的确定
1、雨水设计流量
Q=q×F×ψ  l/s
雨水暴雨强度计算采用现行天津市暴雨强度公式：
             q=3841(1+0.85lgP)/(t+17)^0.85
式中：
Q——设计雨水量
P——重现期，本次工程设计采用P＝1年
t——降雨历时（分钟）
t=t₁+mt₂
t₁——起点聚水时间，
m——管道延缓系数，圆管m=2，明渠m=1.2
t₂——管内雨水流行时间(分钟)
ψ——径流系数根据该地区地面及路面铺装情况，由加权平均计算。
q——暴雨强度 l/s·ha
F——收水面积  ha
2、污水设计总流量Q（L/s）
Q=Q1+Q2+Q3
其中：
⑴ Q1为居住区生活污水设计流量（L/s）。按下式计算
　Q1=n×N×Kz / (24×3600)
　n----污水定额（L/(人*d)），含居民生活污水定额和综合生活污水定额，可按当地用水定额的80%~90%采用。
　N ----设计人口数
　Kz----生活污水量总变化系数，按《室外排水设计规范》有关规定计取或按实际数据采用。
⑵ Q2为工业企业内生活污水量、淋浴污水量（L/s）。应与国家现行的《室外给水设计规范》的有关规定协调。
⑶ Q3为工业企业的工业废水量（L/s）。工业废水量级及其总变化系数应根据工艺特点确定，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。
三、HDPE中空缠绕管性能特点
HDPE管具有优异的化学稳定性，优良的耐候性，并具有良好的综合机械性能，其主要特点有：
（1）抗压能力强。
HDPE管外壁呈环形波纹状结构，大大增强了管材的环行刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。
（2）摩阻系数小，通过能力强。HDPE管的内壁摩阻系数为0.010，而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此，HDPE管比同口径的其他管材可通过更大的流量。换言之，同流量情况下，可采用口径较小的HDPE管。
（3）施工便捷。由于HDPE管重量轻，搬运和连接都很方便，因而施工速度快。在工期紧和施工条件差的情况下，其优势更加明显。
（4）化学稳定性佳，使用寿命长。HDPE分子没有极性，所以化学稳定性好，一般使用环境的土壤、电力、酸碱等因素不会使管道损坏。在埋地情况下，HDPE管使用年限可达50年以上。
（5）适当的挠曲度。HDPE管属柔性管材，可抵御一定程度的地基不均匀沉降，管道接口严密，无渗漏。
（6）顺应时代要求，绿色环保。该管材符合国家环保要求，无污染，无毒害，且可重复回收利用。
HDPE管与传统混凝土管材的性能比较

比较项目	HDPE管	钢筋混凝土管
经济性	综合造价中等，寿命长	综合造价中等，寿命短
耐腐性	在海水及酸碱土壤中不会被腐蚀，不会发生电化学府是。抗腐蚀能力强	不耐酸碱腐蚀，严重者将产生泄露，造成地下水污染。
卫生性	无色无味，对人体无害，卫生性公认最好	会有锈水现象，污染环境
耐冲击性	耐冲击性好	较好
柔韧性	适用于任何地形地震、地降引起的不均匀沉降时不破裂。	不良
使用寿命	50年以上	20至30年
施工难易	节省机械费用，连接方便，冬季施工质量有保证，施工性能好。	材质笨重，搬运、施工运输手工连接作业性差。

由于HDPE管在内壁摩阻系数方面较钢筋混凝土管提高了近30%，同等设计条件下由公式n1/n2=Q1/Q2，得出同管径下HDPE管将比钢筋混凝土管提高约30%的流量，我们根据HDPE管的这一特点，在海河两岸基础设施建设工程选用HDPE管作为市政排水管材较混凝土管相比将近小一个等级。
四、施工控制
HDPE管在天津海河两岸基础设施建设工程北安道排水工程施工全过程实施了质监监控。
1、沟槽开挖
沟槽土方开挖由上而下进行，并随时检查沟槽两侧宽度，防止沟槽偏移，两侧宽度不小于设计规范要求。
2、管道安装
在管道安装完毕后，用水准仪实测管顶高程，控制两座检查井间高程偏差为±10mm。
3、密闭性实验
管道铺设完毕经检验合格后，进行闭水实验，将管底与基础腋角部分用砂或石屑回填密实后进行。以相邻两检查井的管道为一分段，向管道内充水，并保持管顶以上2米水头压力，外观检测不得有漏水现象，管道24h的渗水量不大于计算允许渗水量。
4、管道变形与调整
沟槽回填达到设计高程后，在12-24h内初始变形，竖向变形不得大于3%，偏差值不得大于1%。
5、沟槽回填
沟槽回填分层对称进行，每层回填高度不大于200mm，回填密实度管底至管顶部分密实度不小于95%。管顶至管顶以上40cm范围内，回填密实度不小于90%。回填时槽内应无积水。
五、工程体会
1、提高了排水施工的整体水平和质量，综合造价合理，现场倒运与通草施工的钢筋混凝土管节省人工近48%，施工效率提高近4倍；管道安装速度快，同比钢筋混凝土管安装速度提高近3倍；施工周期短，效率高，对交通及居民出行影响小。
2、由于HDPE管摩擦系数小，污泥等杂物不易淤泥，节省了管道疏通养护费用，对环境影响小，；HDPE管耐酸、耐碱、耐腐蚀的性能，使用寿命可达50年。
六、结语
总之，HDPE管是一种新型管材，其各方面指标都优于现在常用的传统混凝土排水管材，且综合造价较混凝土管低，事实证明在天津海河两岸基础设施建设工程中使用HDPE管作为市政排水管是可行的，并由于其具有抗不均匀沉淀，抗腐蚀性强等特点，特别是对滨海软土地基上的排水管道的设计、施工具有良好的借鉴作用。
参考文献：

1. 《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）
2. 《排水工程》    孙慧修主编 顾夏声主审  中国建筑工业出版社
3. 《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》  CECS 164:2004

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文章名称： HDPE中空缠绕管在天津市北安道排水工程中的应用

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