解析HDPE管道施工安装技术

熊伟

摘 要 HDPE是一种结晶度高的热塑性树脂材料，这种材料的管道材质无毒无害，具有抗腐蚀、不结垢的优点，是一种非常健康的管道材料，由于HDPE管道十分可靠的性能优势，如今已经广泛应用于水利工程、城市规划建设等多个领域，再加上HDPE管道的连接方式复杂多样，更是为了解决各种环境下的问题打下了基础。南昌市幸福水系综合整治工程主要位于南昌市青山湖区，部份涉及高新区、青云谱区，与艾溪湖相连，是南昌市城东景观水体艾溪湖的上游水系，在广阳桥与艾溪湖相连。幸福水系由幸福中渠、幸福东渠、幸福支渠、连通渠、五干一支渠、五干二支渠、罗家渠等多条水渠组成，承担城东区域30km2范围的排涝任务，工程涉及HDPE截污管33.4km。

关键词 HDPE;管道施工;安装技术

HDPE管道在我国工程建设领域应用的时间还不是很长，人们对于该材料的认识也不够全面。虽然HDPE管道是采用高密度聚乙烯生产的，具有非常良好的化学稳定性、抗腐蚀、抗老化等优点，而且在施工过程中也体现出了其材质较轻、安装便捷、抗变形等安装优势，也因此得到了越来越广泛地应用，但是在实际的安装施工过程中，也可能会因为各种因素出现一定的施工问题。本文针对HDPE管道的施工安装技术进行了探讨和研究，阐述了施工时的具体要点，以期减少施工质量问题的发生。

1HDPE管道简介

1.1 概念

HDPE缠绕结构壁管（典型B型结构）俗名又称克拉管，采用高密度聚乙烯为主要原料，在热熔状态下通过螺旋缠绕成型工艺制成，是一种内壁光滑，外壁为螺旋状加强肋结构的异形结构壁管材，属柔性管材。并在热态未脱模前，通过滚动用自然风方式冷却，管道逐步散热，壁厚均匀。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂材料，除了具有良好的抗腐蚀性外，还具备很好的绝缘强度，很适合应用于电线电缆的建设工程中，也普遍应用于排水截污管网工程中。HDPE管材是传统钢铁、聚氯乙烯等材质的管材换代产品，新型的HDPE管材与传统的管材相比，具备了更大的稳定性和安装优势，使它能够更广泛地应用于各行业的建设工作中。

1.2 生产原料

管道主体结构：98%的高密度聚乙烯（PE等级为80以上），2%的黑色色母粒。

管道辅助支撑结构：聚丙烯内肋管。

1.3 产品规格

对于HDPE高密度聚乙烯管的规格国家有统一的标准，可根据燃气用、给水用和矿用确定不同管道壁厚和直徑。HDPE管材的直径从300mm到3000mm不等，对应的管材最小壁厚从2mm到14mm不等，管材环刚度首选等级有SN2、SN4、SN8以及SN16四种，具体还需要根据实际的施工地区的地质条件和埋深进行选取。以下是HDPE管材环刚度表：

1.4 配套管件

包括HDPE检查井、HDPE三通、HDPE弯头、HDPE变径管、HDPE法兰根等。

1.5 连接方式

承插式电热熔连接（同种管道及检查井），承插式橡胶圈连接（需带水作业时）和法兰连接（其余管道以及阀门）。

1.6 管道优点

HDPE管道以一种新型建材，其工艺和技术都更为先进，较传统的管材具备更加强大的耐腐蚀性和抗压性，而且HDPE管材重量轻、韧性高，在施工中呈现出更加便捷的安装方式以及使用寿命，如今已经得到了越来越广泛地应用，针对HDPE管材的这些优势和特点，本文做出如下阐述：

（1）具备强大的耐磨抗压性。HDPE管道具备很强的耐磨性和抗压性，在进行地下埋管时无须使用外层保护措施，对于地震高发区以及土层沉降区都有着极高的适用性，甚至还可以沉入江河底部铺设。

（2）具备较小的摩擦阻力。HDPE管道的内部摩擦阻力系数仅为0.009，而其他材质的管材内壁摩阻系数要比它高出很多，所以在同口径的情况下使用HDPE管材可以有更大的通过量，换句话说就是在流量不变的情况下可以采用口径更小的HDPE管道，从而节省材料，降低施工成本[1]。

（3）具备良好的柔性特征。HDPE管材一般采用98%以上全新PE粒料作为管材的生产原料，不添加再生料，管材柔性好，可抵抗地质不均匀沉降，不会产生管材脆性断裂。另外高质量的单根管道都能完整的发挥其原有性能，组成的管网整体性良好，管网整体抵抗不均匀沉降和抗地震扰动性能比较突出。

（4）具备更便捷的安装搬运方式。HDPE管线在沿着槽沟进行铺设时可以有效减少开槽挖土量以及配件的使用量，从而降低了施工难度，缩短了工期，而且HDPE管材重量很轻，不管是搬运还是安装都非常简便，所以施工速度得到了有效提高，在一些工期紧张或者是施工条件比较差的情况下使用，其优势更为明显。

（5）具备较长的使用寿命。由于HDPE的化学稳定性比较强，所以一般的环境因素都不会让HDPE管道损坏，如果采用的是地下埋管的方式，那么HDPE管道的使用年限可以长达50年，而且有适当挠曲度的管道还可以避免沉降和渗漏等问题的发生。

（6）具备绿色环保无污染的特性。HDPE管材还有一个非常重要的优势就是它非常符合国家对于绿色环保、可持续发展的要求，因为其具备无毒无害、无污染的特点，而且可以进行重复回收再利用，所以能有效降低施工成本，提高工程收益。

2HDPE管道施工安装技术

2.1 施工前的技术准备

首先在施工前要求相关的施工人员熟悉以及掌握具体的施工图纸，随后准备好相应的施工设备，主要是准备好一些热熔对焊机以及管道的切割工具。如果条件允许，可以对具体的操作人员进行一系列的岗前培训，培训合格之后才能进行实际的施工。在材料的准备上也要切实按照标准验收，避免产生安全隐患。

2.2 管道装卸与存放

管道主要采用机械装卸，装卸时应采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行吊装，不得采用钢丝绳或链条进行装卸和运输。装卸时应采用两个支撑点，两个支撑点位置宜放在管长的四分之一处，以保持管道稳定，在管道装卸过程中应防止管道撞击或摔跌，尤其注意对管端承插口的保护，如有擦伤应及时与厂家联系，以便妥善处理。

管道存放直接放在地上时，要求地面平整，不能有石块和容易引起管道损坏的尖利物体，要有防止管道滚动的措施。不同管径的管道堆放时，应把大而重的放下边，轻的放上边，管道两侧用木板挡住。堆放时注意底层管道的承重能力，堆放高度不超过3米。

2.3 沟槽的开挖

沟槽的开挖前，一定要严格按照施工图纸来确定具体的开挖路线以及开挖深度，避免出现路线偏移或者沟槽过深的情况，同时，在没有取得有关部门审批的情况下不能擅自改动既定方案。

开挖沟槽时，槽底设计标高以上0.2～0.3m原状土应给予保留，铺管前用人工清理，但一般不宜挖至沟底设计标高以下，如局部超挖，需用沙土或原土填补并分层夯实。每个管材的连接处底部应开挖宽0.5m深0.3m的横向小沟槽以利于散热、降地下水及避免电熔丝接地，防止焊接口的温度传递给地面使此处焊口不能完全熔好。在沟槽开挖的过程中也要注意放坡以及地下水的变化，做好及时的排水工作，同时对管线附近的土坡稳定性多加关注，避免出现问题没有及时发现从而引发的安全事故。

管槽开挖完成后，及时进行地基承载力检测，承载力达不到要求的，经设计同意后进行换填等处理。

2.4 沟槽底的准备

重力排水系统的坡度等级一定要达到规定的0.2%～0.5%范围内，因为在软地基上施工，所以为了保證密实度达到规定，在沟槽开挖之后需要在底部铺设碎石和中粗砂，如果沟槽深度达到6米以上、管道直径达到1.6米以上时，会因为管道底部的流泥受到挤压产生上涌现象，所以在施工中一定要及时降低管道两侧堆土，在进行一系列的打钢板处理，避免上涌现象，保证施工顺利进行。

2.5 管道连接与安装

在沟槽内安装管道之前，一定要对管道进行全面的检查，在保证该管道毫无缺陷和问题的情况下才能将管道吊入沟槽内。管道的连接和安装工作应在管材检查验收合格后进行，管道的对接可采用机械吊装设备配合，下管时插口应顺水方向，承口逆水方向。管道连接前必须将承插口清洗干净，连接时禁止有污垢、泥沙进入承插口内，承插口间距应在10mm左右，管道连接就位后应复测设计标高及设计中心线。

2.6 管道的焊接

从事管道连接的操作工人上岗前应经过专门培训经技术测评合格后方可上岗操作。管道电熔前要检查承插口是否有杂物，检查电熔丝是否断路、接地现象，如有上述现象存在严禁热熔。电熔前检查管道轴向，并及时调整，经检验合格后方可进行电熔。

管口内部支撑环应置于距插口内壁边缘50mm处（小于DN800管除外）外部涨紧带紧到位。电熔连接时，电熔连接机具与电熔接头应正确连通，电熔连接接通期间不得移动管材或在连接件上施加任何外力（支撑环除外）。在通电焊接期间每10分钟对内部支撑环紧固一次。焊接需要380V电源、功率10千瓦，焊接时直至外接电热丝处有聚乙烯熔滴生成为止。

通电完成后，取下电熔设备，适当收紧涨紧带让管子连接处自然冷却，自然冷却期间保留涨紧带和支撑环不得移动管道，冷却时间约30～40分钟，完全冷却后撤掉支撑环和涨紧带方可进行下步工作。电熔结束后应进行接头外观质量检查。

2.7 闭水试验

闭水试验有待管道、检查井、截流井等施工完毕检查合格后，回填前进行闭水实验。试验管段按井距分隔，带井试验。管道灌水从下游缓慢灌入。灌入时，在试验管段的上流管顶及管段中凸起的点设排气阀，将管道内的气体排除。排水管在试验前期将管内充满水浸泡1昼夜（24h），管道充水时保持上游管顶2m的水头压力，外观检查不得有漏水现象。

2.8 管道胸腔支撑（≥DN800）

管道冷却后应对管道进行径向支撑，可以采用直径大于150mm的原木进支撑，每根HDPE管（L=6m）采用3点支撑。管道支撑必须在回填前完成，回填到管一半以上时检查支撑情况，如果木方支撑力很大证明回填质量没有达标，应重新回填，没有支撑力或倒掉属于正常。管道支撑直到管顶上方部分回填完夯实后方可撤掉。

2.9 沟槽回填

管侧及管顶以上50cm范围内宜回填中粗砂，回填土或其他回填材料运入槽内时不得损伤管体及其接口。回填材料应由沟槽两侧对称运入槽内，不得直接扔在管道上，回填其他部位时，应均匀运入槽内，不得集中推入。回填压实应采用轻夯逐层进行，管道两侧压实面高差不应超过0.3m。同一沟槽内有双排管道但基础底面位于同一平面，管道之间的回填压实应与管道及槽壁之间的回填压实对称进行。分段回填压实时，相邻的接茬应呈阶梯形且不得漏夯，采用木夯、快速冲击夯等压实工具，应夯夯相连。

2.10 变形监测及管道保护

管道回填完成后应进行变形检测，变形量必须符合设计及规范要求，否则应进行返工处理，检测时可以按照以下方法进行：①每施工段最初50m不少于3处，每处平行检测两个断面，在监测点的垂直断面测量管道直径。②相同条件下，每两井之间测设三处，一般取起始点、终点和中点附近，每处平行测量两个断面。

横穿马路或在路基下的管道，在路面没有铺好时，如有重型车通行，必须做好保护措施，管道回填土高度不够时严禁一切车辆在上方通行。

3结束语

HDPE管道属于柔性管道，与传统的刚性管道相比具备了更加强大的耐腐蚀、抗压、绿色环保等优势，而且造价会更加便宜，总的来说，HDPE管道有着非常多的优点，如今已经广泛应用于多个领域当中。而在施工过程中严格把控HDPE管道的应用以及施工质量，才能保证管道的使用周期，从而保证整个工程的质量，提高经济效益。

参考文献

[1] 尹喜，HDPE管道施工安装技术探讨[J]，建筑工程技术与设计，2018（11）：1889.