塑料檢查井技術(shù)現(xiàn)狀

1、-作者xxxx-日期xxxx塑料檢查井技術(shù)現(xiàn)狀【精品文檔】塑料檢查井技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)布時間：2014-03-28 11:25一、全球塑料檢查井推廣應(yīng)用狀況1、國外國外的一些發(fā)達(dá)國家如美國、日本、英國、荷蘭、德國等，從上世紀(jì)80年代就開始研究應(yīng)用塑料檢查井。日本新建的小區(qū)管網(wǎng)基本上全部使用塑料檢查井，使用率已經(jīng)要接近90，但是日本塑料檢查井的特點(diǎn)是偏向于小型化，主要應(yīng)用在小區(qū)。美國、歐洲的此類產(chǎn)品體積偏向于大型，譬如說荷蘭wavin公司的注塑檢查井直徑已經(jīng)做到1米。發(fā)達(dá)國家地廣人稀，像我們國內(nèi)如此高人口密度的小區(qū)很少，因此國外檢查井的特點(diǎn)是管道口徑比較小，污水管道的口徑基本上都是在110mm200mm

2、之間。總的來說，國外塑料檢查井的應(yīng)用情況有如下特點(diǎn)：先小后大：塑料檢查井先是在建筑小區(qū)推廣，然后在市政排水中應(yīng)用；塑料井的材質(zhì)多樣化：PVC-U，PPB，PE，UP-GF等，但注塑井的材質(zhì)以PVC-U和PPB為主；成型工藝：在塑料檢查井推廣的早期，成型工藝有注塑、滾塑、模壓和兩次成型(焊接)等，但隨著實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)以及工藝水平的提高，注塑工藝得到了大家的首肯，因?yàn)樗哂谐叽缇_，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)；檢查井與管道的開發(fā)同步進(jìn)行：這一點(diǎn)與國內(nèi)的情況完全相反。兩者同步進(jìn)行能讓整個管道技術(shù)得到迅速發(fā)展，避免走太多的彎路。2、國內(nèi)我國建設(shè)部于2003年成立了塑料檢查井課題組，由上海市建委組織負(fù)責(zé)

3、，常州市河馬塑膠有限公司（下簡稱河馬公司）有幸成為課題組成員，承擔(dān)了建筑小區(qū)塑料檢查井技術(shù)的科研攻關(guān)任務(wù)。國內(nèi)第一只塑料檢查井（河馬井）于2003年12月在河馬公司問世。2004年12月河馬井通過建設(shè)部評估，與會專家一致認(rèn)為該產(chǎn)品填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的水平。2006年底，由建設(shè)部組織，河馬公司主編的產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T233-2006順利發(fā)布實(shí)施。2007年，河馬公司參與編寫的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程CECS227:2007完成編制。2008年，根據(jù)河馬公司發(fā)明專利技術(shù)編制的國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集08SS523正式出版，河馬公司成為了該圖集所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一提供單位。至此，三本國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為塑料

4、檢查井的應(yīng)用提供有力和可靠的技術(shù)依據(jù)，塑料檢查井的推廣也駛?cè)肓丝燔嚨馈?007年，建設(shè)部在“十一五技術(shù)公告”中明確規(guī)定在地下管網(wǎng)中要優(yōu)先使用塑料檢查井。隨后，北京、上海、河北、四川、重慶、山西、江西、江蘇、云南、山東等省市的建設(shè)廳也下文規(guī)定在市政和住宅小區(qū)工程中禁止使用磚砌井，推廣使用塑料井。政府明確的政策導(dǎo)向?yàn)樗芰蠙z查井的推廣起到了極大的推動力。3、塑料井推廣應(yīng)用狀況2005年，中科院上海應(yīng)用物理研究所“上海光源”工程成功應(yīng)用河馬井，成為國內(nèi)第一個大規(guī)模應(yīng)用塑料檢查井的項(xiàng)目。提起河馬井，大家都知道是中國塑料檢查井的發(fā)明者、國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。無論產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計和質(zhì)量控制，還是力學(xué)計算分析、

5、產(chǎn)品設(shè)計選型和技術(shù)支持，河馬井都是塑料檢查井行業(yè)中首屈一指的，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的第一品牌。截止到2013年12月，河馬井在全國已有10000多個實(shí)際應(yīng)用案例。其中包括2008年北京奧運(yùn)村、2010年上海世博場館、2010年廣州亞運(yùn)村、南京大屠殺紀(jì)念館擴(kuò)建工程等著名工程，也建立了與全國Top20房地產(chǎn)開發(fā)商的戰(zhàn)略合作關(guān)系，如萬科、恒大、龍湖、保利、碧桂園、華潤、綠城、綠地、和記黃埔、大華等。隨著塑料檢查井的施工快，壽命長，排水順暢，密封性能卓越這些優(yōu)點(diǎn)的突顯，在小區(qū)、市政項(xiàng)目已經(jīng)大面積使用塑料檢查井。國內(nèi)塑料檢查井標(biāo)桿企業(yè)河馬公司的產(chǎn)品現(xiàn)在遠(yuǎn)銷非洲，澳大利亞，歐洲和日本。二、塑料檢查井技術(shù)現(xiàn)狀從產(chǎn)品設(shè)

6、計、制定標(biāo)準(zhǔn)到實(shí)際應(yīng)用，中國塑料檢查井的領(lǐng)頭羊河馬公司都積累了極其豐富的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)工程現(xiàn)場反饋的情況和暴露的問題不斷地對產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，河馬井已經(jīng)完成了從第一代到第六代的演變。1、塑料檢查井的構(gòu)成典型的小區(qū)排水用塑料檢查井由井座、井筒、井蓋和配件組成（如圖1所示）。所有部件均在工廠預(yù)制生產(chǎn)，到施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝。井座不僅起到連接埋地管與檢查井的作用，而且井體所有的垂直壓力都是通過井蓋和井筒傳遞給了井座。因此，井座是檢查井的核心部件。圖1典型塑料檢查井的構(gòu)成井座是以PPB、PVC樹脂采用注塑工藝一次成型。注塑成型工藝的原理是注塑機(jī)通過數(shù)千噸的注射壓力將高溫加熱成熔融狀的樹脂注入模具，冷卻成形（

7、如圖2所示）。其特點(diǎn)是產(chǎn)品密實(shí)度高，壁厚均勻，尺寸精確，各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)（如導(dǎo)流槽、疏通圓弧、加強(qiáng)筋等）易成形?？傮w上說，注塑成形的產(chǎn)品比其他熱塑性工藝強(qiáng)度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。圖2行業(yè)內(nèi)最大的注塑機(jī)PPB（高抗沖共聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）和PE（聚乙烯）是三種常見的樹脂原料。相比PVC和PE，大家對于PPB的了解很有限。PPB是PP（聚丙烯）和少量PE的共聚物，由于引入了乙烯單體使聚丙烯分子鏈中形成共聚結(jié)構(gòu)從而顯著改進(jìn)了PP的韌性。PPB耐沖擊、強(qiáng)度高，耐寒溫度可以達(dá)到-35攝氏度。作為檢查井的理想材質(zhì)，檢查井成品的穩(wěn)定性極為出色。PPB與大家熟識的PPR都屬于共聚丙烯家族，兩者分別通過嵌段共

8、聚和無規(guī)共聚進(jìn)行聚合。上述三種高分子材料的性能比較如下圖3：圖3井筒可以選用PVC軸向中空管、PVC實(shí)壁管、HDPE中空纏繞管。井筒與埋地管的差別是井筒與井座是垂直連接，因此井筒的軸向荷載性能很關(guān)鍵。井蓋可以根據(jù)承載要求選用不同類型的井蓋。用于綠化帶可以選用PVC井蓋或復(fù)合井蓋，用于道路可以選用復(fù)合井蓋、鋼纖混凝土井蓋或鑄鐵井蓋。2、塑料檢查井在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題隨著塑料檢查井逐漸被大家接受，它的應(yīng)用也越來越廣泛。但由于一些生產(chǎn)廠家和工程用戶對于塑料檢查井的了解還不夠全面和深入，導(dǎo)致應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了很多問題。下面將對一些典型的問題和解決方案進(jìn)行簡單的介紹。井座容易變形甚至破裂圖4檢查井受力

9、示意圖埋入地下的檢查井受力情況如圖4所示，垂直方向的受力由自身重力、土壤下曳力、地表側(cè)壓力、地面動態(tài)荷載組成。所有的垂直壓力最終都通過井蓋和井筒傳遞給井座。在遇到下述圖5局部點(diǎn)支撐與“360度環(huán)形臺階”面支撐對比圖6井筒被割裂，井座的井筒承口被擠裂 三種情況時，垂直壓力會很大：井體直接承受重載車輛的壓力；埋深較深的檢查井，土壤下曳力隨深度增加而急劇增大；現(xiàn)場施工不規(guī)范，如為了安裝井筒方便省事，直接用挖掘機(jī)把井筒壓入井座的井筒承口內(nèi)。此時，井筒與井座受力接觸面積很關(guān)鍵。如果僅僅依靠局部點(diǎn)支撐（如圖5），受力變得極不均勻，局部應(yīng)力非常集中。井筒容易被割裂損壞甚至下陷堵塞井座，井筒承口也容易被擠裂（

10、如圖6）。因此，在產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)將該受力接觸處設(shè)計為面接觸，即360度環(huán)形支撐臺階（如圖5），確保垂直壓力能在360度環(huán)形臺階處得到均勻分布。事實(shí)上，我們對設(shè)置了360度環(huán)形支撐臺階的井座進(jìn)行了垂直荷載測試。測試方法、過程和結(jié)果如圖7所示，井座能承受超過8噸的垂直壓力。360度環(huán)形支撐臺階能改善井座的受力條件，能避免井筒承口發(fā)生變形或者破裂。圖7井座的垂直荷載測試 除去井座的井筒承口，井座的腹部也是比較容易發(fā)生變形的部位。井座腹部是指360度環(huán)形臺階與流槽頂面之間的外壁部分。井座腹部以上的井筒承口內(nèi)由于要放置井筒，在土壤的側(cè)向擠壓下，不易變形。井座腹部以下部位由于有片狀結(jié)構(gòu)支撐，側(cè)向抗壓性能較

11、好。而井座腹部卻是沒有任何直接支撐的部位。當(dāng)檢查井埋深較深或者用于道路經(jīng)受擠壓時，極易變形。因此，必須在該部位設(shè)置加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)以提高其側(cè)向抗壓性能（圖8）。圖8井座腹部設(shè)置了加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu) 縮小井座內(nèi)壁的有效直徑，偷工減料，如：所有帶沉泥室井座的沉泥室直徑比上半部分明顯縮小；采用漏斗狀的接頭和小口徑井座拼裝成大口徑井座。舉例：450系列井座+700的漏斗=700系列井座，頭大身體小。這樣的結(jié)構(gòu)極不合理，井筒的力作用在漏斗上，而不是直接作用在井座上，當(dāng)作用在井筒上的外力比較大時，漏斗就會變形甚至破裂，密封性根本無法保證，破壞井座的整個穩(wěn)定性。管網(wǎng)容易發(fā)生堵塞排水管網(wǎng)的機(jī)制是重力流。在設(shè)計管線時，平衡好

12、管線的坡度和埋深是一個比較關(guān)鍵的問題。為了管線的排水能力和效率，坡度越大越好，但這也將增加管線的埋深。管線的埋深與施工成本和運(yùn)營成本成正比關(guān)系。正常設(shè)計坡度值范圍為0.3%0.5%。如何依靠有限的坡度最大程度地提高管線的排水能力就成為一個重要的問題。盡量減少水頭損失是一個重要的解決辦法。塑料檢查井最大的特點(diǎn)之一是能設(shè)置光滑的導(dǎo)流槽（圖9）。與傳統(tǒng)的磚砌井相比，表面光滑，流槽導(dǎo)向清晰，排水能力強(qiáng)，污物泥沙不易滯留，不易發(fā)生堵塞。但是隨著實(shí)際的應(yīng)用慢慢發(fā)現(xiàn)，部分應(yīng)用了塑料井的管網(wǎng)系統(tǒng)也經(jīng)常需要清通養(yǎng)護(hù)。對實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)存在幾個因素影響管網(wǎng)的水力條件：井座導(dǎo)流槽不合理，不清晰；管道與檢查井

13、連接處采用了內(nèi)插連接；管道變徑采用了普通變徑接頭。在管道充滿度較低的情況下，水流產(chǎn)生跌落，引起較大水頭損失。設(shè)計導(dǎo)向流槽的結(jié)構(gòu)時必須避免匯入水流發(fā)生對沖，確保所有的水流向下游流出方向偏轉(zhuǎn)。參見圖10，尤其當(dāng)有兩根或以上的管道匯入時，導(dǎo)流槽的設(shè)計就更為講究。左邊和中間匯入、右邊和中間匯入、左右兩邊匯入不同情況下的導(dǎo)流槽應(yīng)設(shè)計成不同的結(jié)構(gòu)。圖10中最右邊的導(dǎo)流槽就極不清晰，水流端面在井座內(nèi)易變得紊亂。當(dāng)左右方向水流同時匯入時，容易產(chǎn)生對沖，從而引起巨大的水頭損失，造成污物滯留。當(dāng)左右只有一個方向有水流匯入時，沒有導(dǎo)流槽的導(dǎo)向作用，就很難從中間流出。在設(shè)計污水管網(wǎng)時，核心指導(dǎo)原則之一是盡快將污水排放

14、到指定排出口。沒有清晰的導(dǎo)流槽，將很難實(shí)現(xiàn)設(shè)計的效果。圖10三通井座導(dǎo)流槽效果對比 在地下排水管線的實(shí)際施工過程中，最常用的是柔性承插連接。無論是管道與管道承插連接，還是檢查井與管道承插連接，必須遵循管內(nèi)底平接的原則。只有保證管內(nèi)底平接才能不影響水流速度。事實(shí)上，部分項(xiàng)目中檢查井與管道的連接采取了內(nèi)插連接。如圖11所示，檢查井的擴(kuò)口改成了插口，直接插入了管道內(nèi)部。連接處出現(xiàn)了明顯的臺階，在水流通過時，水頭損失很大，易引起污物滯留。圖11承插連接與內(nèi)插連接對比 管道變徑處應(yīng)該采用漸變異徑接頭（圖12）。與普通變徑接頭相比，漸變接頭有導(dǎo)流的斜坡。該斜坡在水流通過時，能起到導(dǎo)向緩沖的作用。尤其在管道

15、充滿度較低的情況下，能避免水流跌落，避免引起較大的水頭損失。圖12漸變異徑接頭與普通變徑接頭對比管網(wǎng)難清通與傳統(tǒng)的磚砌井相比，小區(qū)用塑料檢查井的井徑較小，直徑一般都不超過630mm。在后期的管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)中，不允許人工清通，而是采取工具清通。常用的清通工具如高壓水槍、彈簧鋼棒、通溝鋼條、污泥鉗等。在井座內(nèi)設(shè)置疏通圓弧的結(jié)構(gòu)對于排水管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)至關(guān)重要。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)P4條明文規(guī)定：井座內(nèi)的井筒承口與管道承口的交匯處應(yīng)有曲率半徑不小于10mm的光滑圓弧。部分項(xiàng)目應(yīng)用的塑料檢查井沒有按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來設(shè)計生產(chǎn)。光滑的疏通圓弧能使水槍和彈簧鋼棒等疏通工具出入管網(wǎng)時暢通無阻（圖13）。假如該處不是圓弧結(jié)構(gòu)

16、而是直角結(jié)構(gòu)，將使得疏通工具出入時容易被卡住，影響疏通工作的順利進(jìn)行。而且長時間對該部位的磨損也會直接縮短井座的使用壽命。圖13圓弧結(jié)構(gòu)和直角結(jié)構(gòu)對疏通效果的影響井筒、埋地管道與井座的連接不可靠，隱患重重地下管網(wǎng)的受力狀況比建筑用管道系統(tǒng)要復(fù)雜的多。地表的動態(tài)交通荷載、土壤的不均勻沉降等因素都導(dǎo)致了地下管網(wǎng)受力的不確定性。因此，地下排水管線的所有連接處必須保證為柔性連接。市場上井筒與井座常見的幾種連接方式：柔性承插連接、膠水粘接、水泥涂抹（圖14）、熱縮套。膠水粘接是建筑排水管道系統(tǒng)中最常用的連接方式，屬于剛性連接。水泥涂抹是用水泥將連接縫隙口填滿，也屬于剛性連接。圖14水泥涂抹熱縮套（圖15

17、）通常是用作各類輸油、輸氣、供水鋼管焊口防腐用途。它是由輻射交聯(lián)聚乙烯基材和特種密封熱熔膠復(fù)合而成。特種密封熱熔膠與聚乙烯基材、管材表面可形成良好的粘接。如圖16，加熱時，熱縮套基層收縮、膠層熔化，緊密的收縮包覆在井與管的連接處。該連接方式也屬于剛性連接。由于現(xiàn)場需要明火烘烤，通常現(xiàn)場需要液化氣罐和噴火槍，這個對于現(xiàn)場的安全是個很大的隱患。通常一個直徑630mm的承口需要2030分鐘才能烘烤完畢。相比之下，采用柔性承插連接只需要23分鐘，施工效率差10倍以上。另外，熱縮套的價格要比同尺寸的膠圈要高得多。因此，從現(xiàn)場安全、施工效率、材料成本幾個角度考慮，熱縮套連接不是理想的連接方式。柔性承插連接

18、通常有兩種結(jié)構(gòu)：窩槽式柔性承插連接和擴(kuò)口式柔性承插連接。擴(kuò)口式柔性承插連接適用于結(jié)構(gòu)壁管，窩槽式柔性承插連接適用于平壁管。前者的膠圈是放置在結(jié)構(gòu)壁管的凹槽內(nèi)，后者的膠圈是放置在承插口的窩槽內(nèi)。由于可靠的井筒均為平壁管，因此，井筒與井座的連接采用窩槽式柔性承插連接（圖18）。圖17兩種柔性承插連接方式圖18窩槽式柔性承插連接膠水粘接、水泥涂抹和熱縮套連接本質(zhì)都屬于剛性連接。剛性連接在實(shí)際應(yīng)用中存在明顯缺陷：在施工過程中，井座通常首先被回填密實(shí)，而井筒會頻繁地受到外力（如挖掘機(jī)、大型土塊）碰撞、擠壓而引起井筒擾動。在剛性連接中，井筒擾動會導(dǎo)致粘接處脫膠，從而造成滲漏甚至泄漏。而在柔性連接中，膠圈會

19、發(fā)生彈性形變以適應(yīng)井筒不規(guī)則的擾動，不影響連接處的密封性。剛性連接一旦完成，就無法像柔性連接一樣可以拆卸后進(jìn)行二次安裝。在遇到管線臨時更改、井筒局部受損或井座受損等情況下，井座井筒就必須全部更換。市場上埋地管道與井座常見的幾種連接方式：熱縮套、水泥、柔性承插連接、內(nèi)插。熱縮套在用于井座和管道連接時，除了上面介紹的問題外，還有無法保證水密性的缺陷。在明火烘烤時，必須保證連接處四周都有操作空間，而埋地管與土壤接觸部分是很難保證這一點(diǎn)的。因此，通常在管底連接處容易漏水。另外，剛性連接根本無法適應(yīng)土壤的不均勻沉降。柔性承插圖19適配各種埋地管的井座連接依舊是最可靠的連接方式。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的管道分外徑