埋地PE给水管施工技术总结_广东海诚管道

内容提要：在建筑给排水工程在如今的城市建设当中扮演的角色非常重要， 作为给水排水施工人员对施工工艺必须掌握到位，才能做到对质量控制到位，本文针对PE聚乙烯给水管道施工进行详细论述。
关键词：建筑给水排水；施工工艺；质量控制

1.前言

随着我国部分城市禁止使用镀锌钢管作为生活给水管材后，非金属管材尤其以PE为基础材料的各种复合管材发展迅速，在当前管道领域掀起“以塑代钢”的时代变革背景下，PE聚乙烯给水管取代传统给水管材是历史发展不可抗拒的趋势。

2.工法特点

(1) 电熔熔接工艺简单，施工速度快，操作过程可实现半自动乃至全自动化，劳动强度低。 
(2)  接口安全可靠。 
(3)  配套施工机具简单且机动灵活。 
(4) 工程综合造价低。

3.适用范围

适用于水温不大于40ºC、工作压力不大于1.0MPa、管径大于D63mm且SDR相等的电熔熔对接连接埋地聚乙烯给水管道的施工。

4.工艺原理

聚乙烯管道电熔熔接原理是利用电熔焊机给电熔管件内壁镶嵌的电热丝通电，从而使电热丝产生热效应，热能将管材管件接触面的PE材料加热并融合，表面PE分子相互渗透、冷却后，融合界面的PE分子结晶化，从而完成一次焊接过程，聚乙烯一般在190℃~240℃之间的范围内被熔化（不同原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并施加适当的压力，冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此接头处的强度与管材的本身的强度相同。 
 
 

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程：

     
 
 
 

5.2操作要点

5.2.1测量放线

按设计图坐标位置，测量放出管道中心线的平面位置，使用白灰撒出基槽底口开挖轮廓线，基槽底口开挖最小宽度根据《给水排水管道工程施工及验收规范》要求执行。 参照表1确定。
表1 基槽底口最小宽度

管道公称外径DN	槽底宽度（mm）
DN≤400	≥DN+300
400＜DN≤630	≥DN+450

5.2.2沟槽开挖

沟槽采用机械开挖时，沟槽底部应留20㎝左右人工清挖，槽底高程允许偏差±20mm。最终成型的沟槽底部应平整坚实，不得有块石、砖块以及垃圾等杂物，基底素土采用小型机具夯实，压度不小于95%。

5.2.3管道安装

选择连接方式
PE管的连接主要有热熔连接、电熔连接、机械连接等方式
                               表2 三种连接方式比较

热熔连接	电熔连接	机械连接
PE管道系统的热熔连接方式有热熔承插连接和热熔对接连接（包括鞍形连接）。 热熔优点是价格便宜，缺点是受外界环境温度影响较大，要有一定的操作空间。	电熔连接包括电熔承插连接和电熔鞍型连接。电熔连接的突出优点是质量可靠（减少人为因素）和施工效率高。但由于电熔管件的制造技术要求较高，其成本也较高。	机械连接包括卡箍式连接和法兰式连接两种。在某些应用场合PE管道系统采用机械连接更方便、更经济。在需要把PE管道和其他管道连接时，也需要采用机械连接。

根据对三种连接方式的比选，结合目前项目施工现场实际情况，本工法采用电熔熔接的连接方式。
其主要步骤如下:
   先将电熔管件套在管材上，然后用专用焊机按规定的参数（时间、电压等）给电熔管件通电，使内嵌电热丝的电熔管件的内表面及管子插入端的外表面熔化，冷却后管材和管件即熔合在一起。其特点是连接方便迅速、接头质量好、外界因素干扰小、一般适合于大口径管道的连接。
电熔承插连接的程序（过程）
检查-----切管-----清洁接头部位-----管件套入管子-----校正-----通电熔接-----冷却
（1）切管：管材的连接端要求切割垂直，以保证有足够的热熔区。常用的切割工具有旋切刀、锯弓、塑料管剪刀等；切割时不允许产生高温，以免引起高温变形。
（2）清洁接头部位并标出插入深度线：用细砂纸、刮刀等刮除管材表面的氧化层，用干净棉布擦除管材和管件连接面上的污物，标出插入深度线。
（3）管件套入管子：将电熔管件套入管子至规定的深度，将焊机与管件连好。
（4）校正：调整管材和管件的位置，使管材和管件在同一轴线上，防止偏心造成接头焊接不牢固，气密性不好。
（5）通电熔接：通电加热的时间、电压应符合电熔焊机和电熔管件生产厂的规定，以保证在最佳供给电压、最佳加热时间下、获得最佳的熔接接头。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图1 电熔接卡具安装示意图
（6）冷却：由于PE管接头只有在全部冷却到常温后才能达到其最大耐压强度，冷却期间其他外力会使管材、管件不能保持同一轴线，从而影响熔接质量，因此，冷却期间不得移动被连接件或在连接处施加外力。
电熔连接机具输出电流电压应稳定符合电熔连接工艺要求
电熔连接机具与电熔管件应正确连通，连接时通电加热的电压和加热时间应符合电熔连接机具和电熔管件生产企业的规定。
电熔承插连接还应符合下列规定：
(1)测量管件承口长度并在管材插入端标出插入长度标记用专用工具刮除插入段表皮。
(2)用洁净棉布擦净管材管件连接面上的污物
(3)将管材插入管件承口内直至长度标记位置
(4)通电前应校直两对应的待连接件使其在同一轴线上
(5)用整圆工具保持管材插入端的圆度
电熔鞍形连接还应符合下列规定：
(1)电熔鞍形连接应采用机械装置固定干管连接部位的管段
(2)使其保持直线度和圆度
(3)干管连接部位上的污物应使用洁净棉布擦净并用专用工具刮除干管连接部位表皮。
(4)通电前应将电熔鞍形连接管件用机械装置固定在干管连接部位。
管沟内管道的敷设
管道敷设,管道改变方向时，可利用管材良好的柔性进行弯曲敷设，弯曲半径须符合下表要求，否则须使用弯头。                               
表3 弯曲半径要求

管道公称外径D（mm）	允许弯曲半径R（mm）
D≤50	30D
50＜D≤160	50D
160＜D≤250	75D
D﹥250	100D

管道穿井室处理：管道穿过井室时，将比PE管大一到二级管径的钢管或钢圈砌在井壁中作为套管，中间填充橡胶或粘土以形成柔性连接。

5.2.4部分回填

回填分两个步骤进行：管道两侧及管顶≥30cm内先回填，接口前后20cm范围内先不回填，以便观察试压时的渗漏情况，待水压试压合格后，接口前后再行回填。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图2 管道回填土质及压实要求（mm）

5.2.5管道试压

（1）管道安装合格后，管道两侧按设计要求回填 (接口处不得回填)后，分两段试压。
（2）系统注水时，应打开管道各高处的排气阀，将空气排尽。待水灌满后，关闭排阀，用电动试压泵加压，压力应逐渐升高，加压到一定数值时，应停下来对管道进行检查，无问题时继续加压，一般分2~3次升到试验压力。当压力达到试验压力时停止加压，保持恒压10分钟，对接口管身检查无破损及漏水现象，认为管道强度试验合格。在试验压力下，10分钟压力下降不大于0．02MPa，可以认为严密性试验合格，试压质量优良。班组质安员应及时做好试压记录。

5.2.6敷设标志桩

现在常用的地下管线探测设备以探测金属管线为主（非金属管线探测设备价格昂贵），无法探测到非金属管道的具体位置，PE管道被不慎挖伤事故时有发生。因此本工程采用钢筋混凝土标志桩沿着管线方向敷设，距管顶高度不小于0.3m。

5.2.7全部回填

管道两侧及管顶以上0.5m不得含有碎石，砖块，垃圾等杂物，且不得用冻土回填，特别是管道的两侧（腋角部位）。回填应分层填筑，逐层用小型机具夯实，回填分层厚度宜为10～15㎝。
回填时各类机具种类每层回填土虚铺厚度应符合5.2.7-1表规定：
表4 每层回填土虚铺厚度

机具种类	虚铺厚度	机具种类	虚铺厚度
木夯、铁夯	≤0.2	压路机（轻型）	0.2～0.25
蛙式夯、火力夯	0.2～0.25	震动压力机	≤0.3

5.2.8清洗、消毒

（1）按照《给水排水管道工程施工及验收规范》执行，本工程分段进行冲洗，冲洗水由泄水阀排向附近河流及市政设施。 
（2）冲洗水源为原供水管引出，新装供水管冲洗流速1m/S，
管道冲洗前在部分地方需安装临设排水阀及临时排水管引水至合适位置排放。 
（3）管道消毒：  
除一个三通口阀门打开外，关闭其余所有阀门，慢慢打开阀门，灌水入管道，并同时在进水孔投入消毒剂，待水浸满管道后，关闭阀门进行浸管消毒。具体采用消毒剂型、用量、浓度、调配方法和消毒时间按《新装、（改装）自来水管道、水厂净构物、泵站清洗消毒冲洗操作规程及验收制度》严格要求进行，消毒完毕，打开全部水阀门，待排清管内消毒液后，关闭全部泄水阀门、进行冲洗管道。   
（4）冲洗    
待水逐渐灌满管道后始完全开启阀门进行冲洗，冲洗一段时间，待排水阀口的取水合格后关闭。    经有关水质部检验确认冲洗合格后，拆除临时排水阀门及临时排水管，并用法兰封板封闭各个三通法兰口。冲洗是必须注意安全,并做好安全措施，各自动排气阀、泄水阀派人现场监控，排水口须做好消能工作。

6．材料与机具设备

6.1所用材料

（1）PE80级或PE100级聚乙烯管材、管件。 
（2）法兰式蝶阀或闸阀：其技术、质量指标应符合设计及规范要求。 
（3）其他材料：砖、砂、碎石、水泥、钢筋等技术、质量指标应符合相应的规范要求。

6.2 机具设备

6.2.1 PE电熔管件连接设备

表5 电熔连接设备表
 

1、全自动电熔焊机   型号ONDI	1台
2、固定卡具	1套
3、旋转刮刀	1具
4、平板刮刀	1具
5、夹扁工具	1具
6、旋转切刀	1具
7、平板尺	1把
8、标记笔	1支

6.2.2试压机具设备

（1）加压泵：采用多级离心泵。 
（2）压力表：弹簧压力表的精度不能低于1.5级，即压力表最大允许误差不超过最高刻度的1.5%，最大量程应为试验压力的1.5倍。为方便读数，表壳的公称直径不应小于150mm。 
（3）试压堵板：堵板必须有足够的强度，试压过程中，堵板不能变形，与管道的接口处不能漏水。 
（4）其他辅助机具设备：反铲、冲击夯、全站仪、水准仪等  

7.管道施工质量标准控制

（1）埋地聚乙烯给水管道施工质量应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008及《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ 101-2004的有关规定。 
（2）埋地聚乙烯给水管道工程采用的管材、管件应分别符合《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T 13663和《给水用聚乙烯（PE）管件》GB/T 13663.2的规定，卫生性能应符合现行国家标准《生活饮用输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T 17219的要求。 
（3）接口焊接质量检验可分为破坏性检验和非破坏性检验：破坏性检验主要手段有拉伸性能测试，用于焊接工艺评定及对焊接质量有争议的焊口进行试验，检验方法遵照《聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定》GB/T 19810-2005 执行；非破坏性检验主要手段有外观检查和卷边切除检查，用于施工现场的质量控制和操作人员的自检。

8.劳动力组织与安全措施

 
 
表6 劳动力使用计划表

序号	工种/职务	人数		序号	工种/职务	人数
1	施工工长	1		6	装载机司机	1
2	安全员	1		7	专业焊接技工	2
3	质检员	1		8	普通工人	4
4	测量员	2			合计	13
5	挖掘机司机	1

9.安全措施

（1）应对施工操作人员进行安全教育和安全技术交底。 
（2）施工现场的临时用电应遵照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46-2005的有关规定执行。 
（3）进场的施工机械设备应保证具有良好的运转状态，满足《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33-2001的有关安全规定,机械操作手必须持证上岗。 
（4管道试压试验过程中，后背顶撑，管道两端严禁站人。 

10.环保措施

遵照国家颁布的《建设工程施工现场管理规定》（国务院15号令）及公司颁布的《质量 环境 职业健康安全管理体系文件》中有关规定执行。

11.效益分析

（1）在解决管道防腐、防止焊缝泄漏、降低工程综合造价、提高施工速度、降低劳动强度等方面都较传统给水管材有巨大的优越性能。 
（2）埋地聚乙烯给水管道的使用寿命长久,在额定温度、压力状况下，PE燃气管道可安全使用50年以上。 
（3）埋地聚乙烯给水管道的内壁光滑，水流阻力小，流通能力大；且聚乙烯管材材质无毒，不腐蚀，不结垢，可以有效地提高水质。 
（4）焊接接口质量可靠，管道安装一次成功率高。

12．工程实例

表7 应用实例统计表

工程名称	施工日期 （年、月）	管材规格尺寸			工程数量（m）	应用效果
		管材类型	标准尺寸比	公称外径dn(mm)
西安地铁一号线－万寿路站综合出入口室外给排水管道一期工程	2013.07－2013.10	PE孔网钢带管材	SDR17	200 100	150 260	工程投入使用以来运行情况良好

            参考文献：
[1]黄锐．塑料工程手册(下册)[M]．北京：机械工业出版社，2000．
[2]唐峰．聚乙烯钢塑复合管导热系数的测定[J]．中国测试技术.
 [3] CJJ101-2004,埋地聚乙烯给水管道工程技术规范[S].