埋地聚乙烯PE給水管道施工工法

埋地聚乙烯（PE）給水管道施工工法

（工法編號(hào)）

完成單位：******

主要完成人：

1、前言

我國(guó)于本世紀(jì)初期開(kāi)始推廣應(yīng)用埋地聚乙烯給水管道應(yīng)用技術(shù)，短短幾年來(lái)，聚乙烯管以其耐腐蝕、韌性好、環(huán)保衛(wèi)生、施工簡(jiǎn)單、使用壽命可達(dá)50年之久的卓越性能，得到了迅速的推廣與普及。在當(dāng)前管道領(lǐng)域掀起“以塑代鋼”的時(shí)代變革背景下，聚乙烯給水管取代傳統(tǒng)給水管材是歷史發(fā)展不可抗拒的趨勢(shì)。公司于2006年“進(jìn)軍”市政施工領(lǐng)域起便開(kāi)始研究該項(xiàng)技術(shù)，成功地將其運(yùn)用于海聯(lián)創(chuàng)業(yè)園市政工程項(xiàng)目之中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐，總結(jié)形成本工法。

2、工法特點(diǎn)

2.1焊接工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，操作過(guò)程可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)乃至全自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

2.2接口安全可靠。

2.3配套施工機(jī)具簡(jiǎn)單且機(jī)動(dòng)靈活。

2.4工程綜合造價(jià)低。

3、適用范圍

適用于水溫不大于40oC、工作壓力不大于1.0MPa、管徑大于D63mm且SDR相等的熱熔對(duì)接連接埋地聚乙烯給水管道的施工。

4、工藝原理

聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在190℃~240℃之間的范圍施工工藝流程及操作要點(diǎn)

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5.1施工工藝流程

測(cè)量放線→基槽開(kāi)挖→墊層鋪設(shè)→管道連接→管道敷設(shè)→閥門(mén)井砌筑→閥門(mén)安裝→支墩→管道壓力試驗(yàn)→回填→清洗、消毒。

5.2操作要點(diǎn)

5.2.1測(cè)量放線

按設(shè)計(jì)圖坐標(biāo)位置，測(cè)量放出管道中心線的平面位置，使用白灰撒出基槽底口開(kāi)挖輪廓線，基槽底口開(kāi)挖最小寬度可以參照表5.2.1-1確定。

基槽底口最小寬度表5.2.1-1

5.2.2基槽開(kāi)挖

溝槽采用機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，溝槽底部應(yīng)留20㎝左右人工清挖，槽底高程允許偏差±20mm。最終成型的溝槽底部應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，不得有塊石、磚塊以及垃圾等雜物，基底素土采用小型機(jī)具夯實(shí)，壓度不小于95%。

5.2.3砂墊層鋪設(shè)

驗(yàn)槽后鋪設(shè)20㎝厚的砂墊層，人工平整，小型機(jī)具夯實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。

5.2.4管道連接

5.2.4.1焊接工藝及參數(shù)的確定

焊接施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接試驗(yàn)，制作焊接工藝評(píng)定試件，初始焊接工藝參數(shù)可以參照表5.2.4.1-1進(jìn)行確定，試件制作完成后，送往專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。如果試件評(píng)定合格，則說(shuō)明擬定的焊接工藝及參數(shù)是正確的，施工時(shí)只需嚴(yán)格按照擬定的焊接工藝及參數(shù)操作即可；反之，則需重新調(diào)整擬定的焊接工藝及參數(shù)，重新制作焊接工藝評(píng)定試件，再次進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證。

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焊接參數(shù)參考值表表5.2.4.1-1

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5.2.4.2焊接前準(zhǔn)備

清潔油路接頭，正確的連接焊機(jī)各部件；測(cè)量電源電壓，確認(rèn)電壓符合焊機(jī)要求。檢查清潔加熱板，涂層損壞應(yīng)當(dāng)更換。其表面聚乙烯的殘留物只能用木質(zhì)工具去除，油污油脂等必須用潔凈的棉布和酒精進(jìn)行處理。

按照焊接工藝正確設(shè)置吸熱、冷卻時(shí)間和加熱板溫度等參數(shù)。焊接前，加熱板應(yīng)當(dāng)在焊接溫度下適當(dāng)預(yù)熱，以確保加熱板溫度均勻。

5.2.4.3裝夾校正

用輥杠或者支架將管墊平，調(diào)整同心度，管材兩端的錯(cuò)位量不應(yīng)超過(guò)管壁厚的10%或3mm的較大值，利用夾具校正管材不圓度，并且留有足夠的焊接距離。

5.2.4.4銑削焊接面

裝夾校正完畢后，置入銑刀，先使銑刀通電空轉(zhuǎn)，再緩慢合攏管端銑削。退出時(shí)，應(yīng)先退出活動(dòng)機(jī)架，保持銑刀繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到不再能切削PE管端時(shí)，再移走銑刀，以免管端起毛刺。切屑厚度宜為0.5～1.0mm，切屑厚度可以通過(guò)調(diào)節(jié)銑刀片的高度進(jìn)行控制。管端間合攏縫隙最大寬度為：0.3mm（de＜225mm）、0.5mm（225mm＜de≤400mm）。如不滿足上述要求，應(yīng)再次銑削，直到滿足為止。

5.2.4.5拖動(dòng)壓力的測(cè)量及檢查

每次焊接時(shí)必須測(cè)量并且記錄拖動(dòng)壓力（P拖）。

5.2.4.6加熱

放置加熱板，升壓至調(diào)整焊接壓力＝拖動(dòng)壓力（P拖）＋焊接規(guī)定壓力（P1）。

當(dāng)加熱板兩側(cè)焊接處圓周卷邊凸起高度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，降壓至調(diào)整焊接壓力＝拖動(dòng)壓力（P拖）＋焊接規(guī)定壓力（P2），在確保加熱板與焊接端面緊密貼合的條件下，開(kāi)始吸熱計(jì)時(shí)。

5.2.4.7切換對(duì)接

在規(guī)定的時(shí)間拆卸管道元件

達(dá)到冷卻時(shí)間后，將壓力降至零，拆卸完成焊接的管道元件。

5.2.5管道的敷設(shè)

5.2.5.1待溝槽挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行驗(yàn)槽，驗(yàn)槽合格后，及時(shí)敷設(shè)PE管，鋪設(shè)時(shí)需要排干槽共12頁(yè)

5.2.5.2管件連接好后使用柔性吊帶分段平穩(wěn)吊入溝槽，通常在溝槽上焊接100m左右進(jìn)行下管，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件靈活確定下管長(zhǎng)度。

5.2.5.3PE管道與金屬管道、金屬閥門(mén)連接處用法蘭連接，連接時(shí)要清洗干凈法蘭頭上的污物，調(diào)整好法蘭片和法蘭頭的同心度。

5.2.5.4管道安裝和鋪設(shè)中斷時(shí)，用木塞或者其它堵塞將管口封閉，防止雜物進(jìn)入。

5.2.5.5PE給水管道可蛇形敷設(shè)，并可隨地形彎曲敷設(shè)，其允許彎曲半徑見(jiàn)表5.2.5.6-1的要求。

管道允許彎曲半徑表5.2.5.6-1

5.2.5.6管道敷設(shè)后宜沿管道走向埋設(shè)金屬示蹤線，距管頂不小于0.3m處宜埋設(shè)警示帶，警示帶上應(yīng)標(biāo)出醒目提示字樣。

5.2.6溝槽回填

回填分兩個(gè)步驟進(jìn)行：管道兩側(cè)及管頂50cm閥門(mén)井砌筑

閥門(mén)井在砌筑前，準(zhǔn)確定出中心點(diǎn)位置及基礎(chǔ)外徑，豎立標(biāo)桿，定出井頂標(biāo)高。砌筑用磚用水浸透，砌筑砂漿飽滿，上下磚錯(cuò)縫，同時(shí)鑄鐵爬梯安裝牢固、位置準(zhǔn)確，在砌筑砂漿未達(dá)到規(guī)定抗壓強(qiáng)度前不得踩踏，閥門(mén)的安裝

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5.2.8.1閥門(mén)安裝前核對(duì)閥門(mén)的型號(hào)規(guī)格與設(shè)計(jì)是否相符，檢查閥門(mén)的外觀，察看閥桿是否歪斜、靈活等。

5.2.8.2對(duì)于水平管道上的閥門(mén)，閥桿安裝在上半圓范圍支墩

5.2.9.1管道及管道附件的支墩和錨定結(jié)構(gòu)位置準(zhǔn)確，錨定應(yīng)牢固。

5.2.9.2支墩應(yīng)在堅(jiān)固的地基上澆筑。當(dāng)無(wú)原狀土做后背墻時(shí)，應(yīng)采取措施保證支墩在受力情況下，不致破壞管道接口。

5.2.9.3管道支墩應(yīng)在管道接口完成、管道位置固定后澆筑，管道安裝過(guò)程中的臨時(shí)固定支架，應(yīng)在支墩的混凝土達(dá)到強(qiáng)度后方可拆除。

5.2.10水壓試驗(yàn)

管道水壓試驗(yàn)應(yīng)分預(yù)試驗(yàn)階段與主試驗(yàn)階段兩個(gè)階段進(jìn)行。

5.2.10.1預(yù)試驗(yàn)階段，應(yīng)按如下步驟，并符合下列規(guī)定：

步驟1、將試壓管道共12頁(yè)

施后再在組織試壓。

5.2.10.2主試驗(yàn)階段，分步如下：

在預(yù)試驗(yàn)階段結(jié)束后，迅速將管道泄水降壓，降壓量為試驗(yàn)壓力的10%～15%。期間應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量降壓所泄的水量，設(shè)為△V(L)。按式5.2.10.2計(jì)算允許泄出的最大水量△Vmax(L)

△Vmax=1.2V△P{1/Ew+di/(enEp)}??????（式5.2.10.2）

式中V—試壓階段總?cè)莘e（L）；

△P—降壓量（MPa）；

Ew—水的體積模量，與水溫有關(guān)；

Ep—管材彈性模量（MPa），與水溫及試壓時(shí)間有關(guān)；

di—管材共12頁(yè)

5.2.11清洗、消毒

5.2.11.1聚乙烯給水管道系統(tǒng)在驗(yàn)收前，應(yīng)進(jìn)行通水沖洗。沖洗水的流速大于1m/s，沖洗時(shí)，應(yīng)不留死角，每個(gè)配水點(diǎn)龍頭應(yīng)打開(kāi)，系統(tǒng)最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)放水口，清洗時(shí)間控制在沖洗出口處排水的水質(zhì)與進(jìn)水相當(dāng)為止。

5.2.11.2生活飲用水系統(tǒng)經(jīng)沖洗后，還應(yīng)用含20～30mg/L的游離氯的水灌滿管道進(jìn)行消毒。含氯水在管中應(yīng)滯留24h以上。

5.2.11.3管道消毒后，再用飲用水沖洗，并經(jīng)衛(wèi)生監(jiān)督管理部門(mén)取樣檢驗(yàn)，水質(zhì)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》后，方可交付使用。

6、材料與機(jī)具設(shè)備6.1材料

6.1.1PE80級(jí)或PE100級(jí)聚乙烯管材、管件。

6.1.2法蘭式蝶閥或閘閥：其技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

6.1.3其他材料：磚、砂、碎石、水泥、鋼筋等技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范要求。

6.2機(jī)具設(shè)備6.2.1熱熔對(duì)接焊機(jī)

熱熔對(duì)接焊機(jī)包含普通熱熔對(duì)接焊機(jī)和自動(dòng)熱熔對(duì)接焊機(jī)，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況及設(shè)計(jì)管材規(guī)格、型號(hào)進(jìn)行選用，選用時(shí)應(yīng)盡可能選用自動(dòng)化程度較高的熱熔對(duì)接焊機(jī)，以減少焊接過(guò)程中人為因素對(duì)接口焊接質(zhì)量的影響。

常用的熱熔對(duì)接焊機(jī)為普通熱熔對(duì)接焊機(jī)（表6.2.1-1），其主要有以下幾個(gè)部分組成：焊機(jī)機(jī)架、動(dòng)力源、銑刀、加熱板及計(jì)時(shí)裝置。

常用對(duì)接焊機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù)表6.2.1-1

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6.2.2試壓機(jī)具設(shè)備

6.2.2.1加壓泵：采用多級(jí)離心泵。

6.2.2.1壓力表：彈簧壓力表的精度不能低于1.5級(jí)，即壓力表最大允許誤差不超過(guò)最高刻度的

1.5%，最大量程應(yīng)為試驗(yàn)壓力的1.5倍。為方便讀數(shù)，表殼的公稱(chēng)直徑不應(yīng)小于150mm。

6.2.2.3試壓堵板：堵板必須有足夠的強(qiáng)度，試壓過(guò)程中，堵板不能變形，與管道的接口處不能漏水。

6.2.3其他輔助機(jī)具設(shè)備：反鏟、沖擊夯、全站儀、水準(zhǔn)儀等

7、質(zhì)量控制

7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

7.1.1埋地聚乙烯給水管道施工質(zhì)量應(yīng)符合《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268-2008及《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ101-2004的有關(guān)規(guī)定。

7.1.2埋地聚乙烯給水管道工程采用的管材、管件應(yīng)分別符合《給水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663和《給水用聚乙烯（PE）管件》GB/T13663.2的規(guī)定，衛(wèi)生性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T17219的要求。

7.1.3接口焊接質(zhì)量檢驗(yàn)可分為破壞性檢驗(yàn)和非破壞性檢驗(yàn)：破壞性檢驗(yàn)主要手段有拉伸性能測(cè)試，用于焊接工藝評(píng)定及對(duì)焊接質(zhì)量有爭(zhēng)議的焊口進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)方法遵照《聚乙烯(PE)管材和管件熱熔對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度和破壞形式的測(cè)定》GB/T19810-2005執(zhí)行；非破壞性檢驗(yàn)主要手段有外觀檢查和卷邊切除檢查，用于施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制和操作人員的自檢，檢驗(yàn)方法以下執(zhí)行。

7.1.3.1外觀檢查

合格熱熔對(duì)接的焊口外觀形狀：翻邊應(yīng)沿整個(gè)外圓周平滑對(duì)稱(chēng)，尺寸均勻、飽滿、圓潤(rùn)。翻邊不應(yīng)有切口或缺口狀缺陷，不應(yīng)明顯的有海綿狀浮渣出現(xiàn)；卷邊（見(jiàn)圖7.1.3.1-1）的中心高度h值必須大于零；焊接處的錯(cuò)邊量不應(yīng)超過(guò)管材壁厚的10％。

同時(shí)焊環(huán)尺寸應(yīng)滿足下面要求：

焊環(huán)的寬度：B=0.35～0.45en

焊

環(huán)環(huán)的縫高的度高度：：H=0.20h=0.10～～0.25en0.20en

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注：en為管材壁厚，對(duì)上述系數(shù)的選取應(yīng)遵循“小管徑，選較大值；大管徑，選較小值”原則

合格熱熔對(duì)接焊口示意圖圖7.1.3.1-1

7.1.3.2卷邊切除檢查

使用外卷邊切除刀切除卷邊，進(jìn)行檢查。

卷邊應(yīng)當(dāng)是實(shí)心圓滑的，根部較寬。卷邊底面不得有污染、孔洞等。若發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)、小孔、偏移或損壞時(shí)，判定為不合格。卷邊用手撕,焊縫不開(kāi)裂；180°反復(fù)彎，焊縫不開(kāi)裂；360°、720°扭曲焊縫不開(kāi)裂，判定為合格（見(jiàn)圖7.1.3.2-1）。

手撕卷邊360°扭曲720°扭曲

7.2質(zhì)量保證措施

7.2.1在寒冷氣候（-5℃以下）或大風(fēng)環(huán)境條件下進(jìn)行焊接，應(yīng)采取防護(hù)措施：如設(shè)置帳篷、為管道增加端帽，或調(diào)整焊接工藝參數(shù)等。

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7.2.2熱熔對(duì)接焊接機(jī)具除滿足國(guó)家計(jì)量法有關(guān)規(guī)定外，在完成2000個(gè)焊口，且最長(zhǎng)不超過(guò)12個(gè)月，必須進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定，以確保焊接機(jī)具經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。

7.2.3管材、管件在運(yùn)輸、裝卸、搬運(yùn)時(shí)，應(yīng)小心輕放，不得受劇烈撞擊及尖銳物品碰觸，不得拋、摔、滾、拖。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)妥善保存，遠(yuǎn)離熱源，避免接觸油污和腐蝕性試劑、溶劑，嚴(yán)禁暴曬。管材、管件從生產(chǎn)出廠到使用應(yīng)控制在3～6個(gè)月，且不宜超過(guò)1年。

7.2.4管道元件在熔解、焊接過(guò)程中，以及充分冷卻前，嚴(yán)禁外力沖擊，也不得采取人為強(qiáng)制冷卻措施。

8、勞動(dòng)力組織與安全措施

8.1勞動(dòng)力組織

根據(jù)各施工階段的需要，及時(shí)增配或者裁減相關(guān)的勞動(dòng)力。

勞動(dòng)力使用計(jì)劃表表8.1-1

8.2安全措施

8.2.1應(yīng)對(duì)施工操作人員進(jìn)行安全教育和安全技術(shù)交底。

8.2.2施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電應(yīng)遵照《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46-2005的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

8.0.3進(jìn)場(chǎng)的施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)保證具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，滿足《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ33-2001的有關(guān)安全規(guī)定,機(jī)械操作手必須持證上崗。

8.0.4管道試壓試驗(yàn)過(guò)程中，后背頂撐，管道兩端嚴(yán)禁站人。9、環(huán)保措施

遵照國(guó)家頒布的《建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)定》（國(guó)務(wù)