PE给水管道在城市管网中的应用

（浙江纬脉科技有限公司，浙江富阳 311400）

随着近年来我国对于城市网络建设的重视，用于城市官网建设的塑料管材也随之发展得越来越多，质量不断改善，PE管道应运而生。PE作为一种以聚乙烯为主要材质的输送系统 PE管路，它由高密度或中密度的聚乙烯材料制成，成为了城市给水管道领域的一种新产品，是城市供水系统领域使用塑料代替钢制成的首选。它具有耐腐蚀、质量轻、连接管体牢固、使用寿命长易于回收等优点。经过十几年时间城市管网铺设实践表明，以聚乙烯基材为主要原料的建筑管材不仅质量可靠、操作安全，而且维护方便、成本经济。尤其是PE管材的直接热熔化掩埋工艺，它比PE管材更好地进行直接掩埋，有效解决了传统镀锌管、铸铁接头容易渗漏的问题。本文就PE给水管道在城市官网中的应用环节进行分析和研讨。

1.PE给水管道的优越性

（1）耐腐蚀：PE给水管道材料是由高分子材料构成，其本身就具有良好的耐化学性。它可以免疫化学物质并且不与其发生化学反应。也因为这个特性，使得 PE给水管道具有耐酸碱腐蚀、不易生锈、不结垢、耐老化、微生物难以滋生，管内水体无异味等特点。并且它符合国家产品标准，卫生性好，是理想的饮用水传递管道。

（2）柔韧性强：PE给水管道系统的柔韧性使得它在城市管道施工建设中保有巨大的技术和经济价值。良好的柔韧性使得聚乙烯管道可以卷成更长的长度，减少接头和配件的使用。同时，聚乙烯强大的应力松弛特性可以帮助城市管道有效地通过变形和应力，足以较好地应对地震台风的风险。它作为一种高韧性材料，基础不均匀沉降的适应能力很强，这些特性使其成为抗地震、地基沉降膨胀和温差变化最优的管道[1]。

（3）耐低温：聚乙烯具有优异的耐低温。即使是在-70℃的极端天气条件下，PE管材依旧可以保持完整而不发生断裂，对比其他管材，其耐低温性能可以高出70%～80%。由于其自身的耐低温优势即使是在冬天低温的条件下依旧可以施工。

（4）质量轻：它的质量仅为钢材的1/10，可以减轻施工工作者的工作强度、提高施工效率、缩短工期。

（5）使用寿命长：传统的给水管材料大多以镀锌构成，使用寿命较短，仅为10～15年。但是在实际情况中，受制于各种不可抗拒因素，它的使用寿命远远达不到理想中的要求。对比之下，PE管的使用寿命可以长达50年之久，可以减少后期维护、更换管道的频率。

2.PE给水管在供水工程中的应用

2.1 PE给水管道的施工

（1）沟槽断面：在断面选择的因素方面，考虑以下部分：管道直径、埋设深度、土壤类型、地下水状况、施工季节，沟槽是否使用支撑、土方工程的运输和排水方法。根据上述因素和浙江省的工程地质条件来看，该施工区域地下水位较低，以往多年在此区域的施工建设，该市DN300以下管道施工均未未发现有地下水区域。再加之，浙江处于东南沿海，为亚热带气候区，气温适宜，省内多年冻土埋深仅为0.1m，所以根据深入的研究和细致考量，在此区域的施工建议采用直墙与边坡相结合的断面形式[2]。

（2）基础处理：如果开挖的基础是完好沟底的原状土，则可直接铺管，如果是一般土主要采用砂垫层来进行铺垫，厚度在190mm～210mm最佳。而在管路上面则应使用砂垫层，应在垫层前碾压，确保其密度不得小于90%。对于在施工过程中遭遇的砂流、淤泥层、厚土层等极端地质情况则应采取分层处理的方法，采取换土、打桩等措施，确保工程质量。

（3）PE管材、管件之间的连接：PE管材和管件的连接方式就目前的施工方式而言，主要有以下3种，分别是热熔连接、电熔连接和机械连接。某公司在长期的施工经验积累下发现热熔连接才是适合该区域的最安全、简便的方式，故采用热熔连接。热熔连接根据管道的直径大小又可以分为热熔承插连接和热熔对接连接，二者并无优劣之分，视情况而定。一般而言，对于DN63管道以下(含DN63)采用热熔承插连接，与此对应的是DN100以上则采用热熔对接连接。在开始进行热熔连接前，我们应该确保所有热熔连接头是一个完全相同类型和配件，避免后期的配件匹配而影响施工进度。对于各种使用性能相近的不同品牌、材料PE管及其他管材和管件之间的联系应该进行检查，以确认其连接的质量只有在取得了保证之后才可以实施。并且在进行热熔连接时所有连接部位都应该拉直，使他们处于同一轴上[3]。

（4）热熔连接过程中经常出现的操作失误及相应的处理措施：给水管道的材料性质构成和管道接头的质量直接决定了其所能接受的焊缝强度，在一般的施工过程中，焊接温度普遍要保持在控制在230℃（可以上下波动10°左右）。而材料结构变化和焊缝形状大小反过来又影响着温度的变化。温度太高或者太低都会影响最终的热熔连接结果，因此必须严格控制热熔连接过程的温度，使其保持在合理的范围。

2.2 热熔连接过程出现其他的问题和预防措施

（1）接头或靠近接头的管道中出现裂纹：这是由于设定的温度过高，使管子表面碳化，两端熔融物质的熔体流动速度不同。（2）焊缝切割：造成此现象的原因主要是因为焊接压力不足。此外吸热时间或冷却时间短、喷嘴切割线不均匀也会导致焊缝切割现象的出现。（3）管端不对中：由于机床和夹具不在同一轴线上，管段没有水平设置。（4）卷取不规范：太窄说明焊接压力太大，太宽说明吸热时间需要重新计划。（5）焊接不足造成的假焊：连接管端面污染，转换时间过长。热板温度过低。（6）角变形：由于焊机与管道安装不当，导致管端受力不均匀。（7）接头表面出现孔和砂孔：焊接压力不够，冷却时间不够。

3.结语

PE管作为一种新型的管材，在目前的城市管道施工建设中具有其得天独厚的优势，但为了保证施工建设的安全，我们还是应该注意以下方面：第一，与传统的以金属材料制作而成的管道相比，PE管的优点是轻便、耐腐蚀，也使PE管的储存和运输更方便，减少储存和运输过程中的花费。第二，PE管的存放地点必须要做到远离火源，存放仓库应时刻保持干燥、清洁的环境，禁止混入任何杂质，禁止日晒、雨淋。运输时，应存放在清洁、干燥的车箱内，不得有铁钉等尖锐物品，避免被尖锐物品刺破影响使用效果，还应禁止与易燃芳香烃、卤代烃等溶剂混合使用。第三，由于其良好的灵活性，使用PE管道不需要特殊的操作工具。但是城市管道连接前，施工技术人员还是必须要按工程设计要求对管道及管件进行检查，并进行外观鉴定，看是否符合要求。检测项目主要是以下几个方面：压力等级、外表面质量、匹配质量、材料一致性等。第四，PE管道及管件在连接前应在施工现场放置一定时间，使PE水管及管件温度一致。在寒冷天气(特指低于-5℃)和多风条件下进行连接时，应采取必要的防护措施或调整连接工艺以此来确保管材连接的效果。第五，连接管道时，应保持管端清洁，每次施工作业结束时应暂时堵塞管口，防止杂物进入管道，影响后续的使用。第六，PE给水管材在使用时应根据不同的界面形式使用专用加热工具，但值得注意的是PE给水管道及管件不得使用明火加热，避免对管材造成损坏，影响施工效果。第七，焊接管应采用聚乙烯给水管及类似材料的管件，管道连接后应检查是否合格，对于检查不合格的管道部分必须立即返工，这样才可以获得PE水管的最佳使用效果[4]。

虽然聚乙烯管有一些缺点，但作为一种新型管材，具有优异的性能使得该材料应用广泛，环境适应性强，连接良好，施工性能好，并与之配套。随着PE管生产技术的日益成熟，PE管件的价格将逐步下降，供水管道将得到更广泛的应用。