聚乙烯PE壓力污水管管道施工工法

聚乙烯（PE）壓力污水管道施工工法

、前言

目前聚乙烯（PE）塑料管材在污水管道工程中已逐步代替了傳統(tǒng)的鑄鐵管和水泥管，聚

乙烯（PE）壓力管（以下簡稱PE管）管材連接更容易、安裝更迅捷、受地震影響更小，具有

耐高壓、耐久性好、抗腐蝕性好等優(yōu)點，合用于各種污水管道工程。通過對紹興縣楊江公路

等市政工程上使用PE00壓力污水管道施工的實踐，經(jīng)對管道的安裝、連接等工藝進行系統(tǒng)

分析，我公司總結(jié)出一套施工速度快、質(zhì)量好的施工技術，取得了較好的社會效益與經(jīng)濟效

益，特整理為工法進行推廣應用。

2、特點

2.0.本工法施工便捷、快速，比普通鋼管可提高施工效益30%?50%；耐氧化、耐腐蝕，使

用壽命長。

2.0.2材料物理性能穩(wěn)定，具有良好的耐腐蝕性，不開裂性，柔韌性好，具有耐扭曲，抗地

震、耐磨損，抗沖擊等性能。

2.0.3流量，內(nèi)壁光滑，磨擦系數(shù)小，能提高介質(zhì)流速，與相同直徑的金屬管道相比，輸

送流量增30%。

2.0.4連接安全可靠，熱熔對接和電熔連接，接口強度高于管材本體。

3、合用范圍

主要合用于管徑在0mm?450mm城市污水排放、工業(yè)污水排放、污水處理、遠距離壓

力送水等污水管道工程。

4、工藝原理

PE管是以專用聚乙烯為原材料經(jīng)塑料擠出機一次擠塑成型。管材壁因材質(zhì)均勻、同性，

具有很好的耐壓能力。管材熱熔焊接工藝原理是利用加熱工具將管道或者管件端面加熱

到20北擺布，在可控壓力下持續(xù)一定時間，使兩端面熔合為一體，形成符合質(zhì)量要求的

管道焊接接頭。壓力污水管鋪設與應用原理是通過在敷設路線上開挖溝道，鋪設墊層后，

敷設聚乙烯管材，周邊用級配砂石回填，管線接口與相應的壓力泵連接，從而滿足各類污

水高壓遠距離運送至污水處理設施，使污水經(jīng)有效處理后，達到排放標準或者合理利用中水,

以減小環(huán)

境污染和合理利用資源的目的。

5、施工工藝流程及操作要點

5.工藝流程

5..工藝流程如圖5.

圖5.1.1管道安裝工藝流程圖

5.2施工準備

5.2.1熟悉施工圖并到施工現(xiàn)場了解情況，請設計單位、監(jiān)理單位做設計交底。

5.2.2根據(jù)施工工藝要求，準備相應的施工機具。

5.2.3正式施工前應對操作工進行專門的培訓。

5.2.4采購管材、管件。

5.2.5材料的驗收

1、應檢查有無產(chǎn)品出廠合格證，出廠檢驗報告。

2、進行外觀及幾何尺寸檢查。

3、管材應為黑色，管上必須有醒目的藍色條統(tǒng)（給排水管材為藍色或者本色，國家標準

為

藍色）。同時管材上應有連續(xù)的、間距不超過2m的永久性標志。

4、檢查管徑及壁厚是否符合標準要求。

5.2.6管材、管件運輸與保管

在聚乙烯產(chǎn)品的運輸和保管中，應按下述方法進行：

1、應用非金屬繩捆扎和吊裝。

2、不得拋摔和受劇烈撞擊，也不得拖拽。

3、不得暴曬、雨淋，也不得與油類、酸、堿、鹽、活性劑等化學物質(zhì)接觸。

4、管材、管件應存放在通風良好，溫度不超過40℃的庫房內(nèi)。在施工現(xiàn)場暫時堆放時應

有遮蓋物。

5、在運輸和存放過程中，小管可以套在大管中。

6、運輸和貯存時應水平放置在平整的地面或者車箱內(nèi)，當其不平時應設平整的支撐物,

其

2

支撐物的間距以1—1.5米為宜。管子堆放高度不宜超過1.5米。

2

7、產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用之間的存放期以不超過一年為宜。發(fā)料時要堅持先進先出的原則。

5.3施工操作要點

5.3.1管溝開挖

管溝開挖應嚴格按照設計圖施工，PE管的柔性好、分量輕，可以在地面上預制較長管

線，當?shù)匦螚l件允許時，管線的地面焊接可使管溝的開挖寬度減小。PE管埋設管頂覆土厚

度為：車行道下》0.9叫人行道下20.75m;綠化帶下或者居住區(qū)20.6m;永久性凍土或者季

節(jié)性凍土層，管頂埋深應在冰凍線以下。在結(jié)子、穩(wěn)固的溝底，管溝的寬度由施工所需的

操作空

間決定。表5.3.1為寬度的最小值。

表5.3.1最小管溝寬度值

管道公稱直徑(mm)最小管溝寬度(m)

75?400D+0.3

大于400D+0.5

當在地面連接時，溝寬為D+0.3m;當在溝內(nèi)安裝或者開溝回填有艱難時開溝寬度為

D+0.5m,且總寬度不小于0.7m。在沙土或者淤泥的管溝中，可以采取放坡開挖。

5.3.2管溝底面的處理

如果管溝底部平整且土壤中基本沒有大石塊或者底部土層沒有擾動，就無需平整；如果

底部土層被擾動，則采用直徑20?50mm級配碎石混合沙土和黏土后墊平，墊層厚度為

150mm,

壓實度應大于90虬盡可能避免管道表面劃傷。

5.3.3管道熱熔焊接施工流程

圖5.3.3管道熱熔岸接施工流薦圖

5.3.3.1焊接準備

焊接準備主要是檢查焊機狀況是否滿足工作要求。如檢查機具各個部位的緊固件有無脫

落或者松動；檢查機電路線連接是否正確、可靠；檢查液壓箱內(nèi)液壓油是否充足；確認電源

與機具輸入要求是否相匹配；加熱板是否符合要求(涂層是否損傷)；銃刀和油泵開關等的

運行

情況等。

5.3.3.2管道焊接工藝

3

1、用凈布清除兩對接管口的污物。將管材置于機架卡瓦內(nèi)，兩端管口向內(nèi)伸出的長度應

基本相等（在滿足銃削和加熱要求的前提下應盡可能縮短，通常為25?30mm）。若伸出管材

3

機架外的管道部份較長，應用支撐架托起外伸部位，使管材軸線與機架中心線處于同一高度,

調(diào)整管道對接的同軸度，然后用卡瓦緊固好。如5.3.3.2T圖：

圖5.3.3.2-1

2、置入銃刀，開啟銃刀電源，然后緩慢合攏兩管材對接端，并加以適當?shù)膲毫?，直到?/p>

端面均有連續(xù)的切屑浮現(xiàn)，方可解除壓力，稍后即可退出活動架，關掉銃刀電源。切削過程

中應通過調(diào)節(jié)銃刀片的高度控制切屑厚度，切屑厚度普通控制在0.5~1.0mm為宜。

圖5.3.3.2-2圖5.3.3.2-3

3、取出銃刀，合攏兩對接管口，檢查管口對齊情況。其錯位量應不超過管壁厚度的10%

或者11nm中的較小值，通過調(diào)整管材直線度和松緊卡瓦可在一定程度上改善管口的對位偏差;

管口合攏后其接觸面間應無明顯縫隙，縫隙寬度不能超過0.3mm(DW225mm)、0.5mm(225mm

〈DW400mm)或者1.0mm(D>400mm)。如不滿足上述要求應重新銃削，直到滿足要求為止。

5.3.3.3確定機架拖拉管道拉力的大小(挪移夾具的磨擦阻力)。由于在管道對接過程中，所

連接管道長短不一，于是機架帶動管道挪移所需克服的阻力不一致，在實際控制中，這個阻

力應疊加到工藝參數(shù)壓力上，得到實際使用壓力。

4

5.3.3.4在可控壓力下焊接加熱板溫度達到設定值后，放入機架，施加規(guī)定的壓力，直到兩

邊最小卷邊達到規(guī)定寬度時壓力減小到規(guī)定值（使管口端面與加熱板之間剛好保持接觸），以

便吸熱。

圖5.3.3.4-1

當達到焊接規(guī)定時間后，退開活動架，迅速取出加熱板，然后合攏兩管端，切換時間應

盡可能短，不能超過規(guī)定值。冷卻到規(guī)定的時間后，卸壓，松開卡瓦，取出對接好的管材。

圖5.3.3.4-2圖5.3.3.4-3

該焊接工藝主要工藝技術參數(shù)如圖5.3.3.4-4:

5

加熱階段切換階段對接階段

圖5.3.3.4-4

pal一加熱壓力，加熱周期內(nèi)加熱工具作用在PE管壁上的壓應力；pa2一吸熱壓力；

pfl-熔接壓力；pf2-冷卻壓力；tai—加熱時間；ta2-吸熱時間；ta-總吸熱時間；

tu一切換時間，加熱結(jié)束至對接開始的一段時間，包括加熱工具的撤出時間；tfl一增壓時

間；

tf2-冷卻時間；tf一總?cè)劢訒r間；t一焊接溫度，指加熱盤面的溫度，通過熱電偶(加熱板

內(nèi)置)測量。

表2PE管道焊接主要工藝控制參數(shù)表

加熱時的卷邊高焊縫在保壓狀態(tài)下的

吸熱時間ta2(s)

度h(mm)冷卻時間tf2(min)

壁厚允許最大切換增壓時間

溫度T:(210±ta2=10Xe溫度T:

e(mm)時間tu(s)tfl(s)

10).C吸熱壓力(210土10)oC吸熱壓pfl=pf2=0.15Mpa

pal:0.15MPa力pa2:0.02MPa

<4,50.545556

4.5?71.045?705?65?66?10

7-121.570?1206?86?810?16

12?192.0120?1908-108?1116?24

19?262.5190~26010?1211-1424?32

26?373.0260?37012?1614?1932?45

37?503.5370?50016?2019?2545?60

50?704.0500?70020?2525?3560?80

5.3.4管道敷設

管道普通在地面預先焊接好(管徑WllOmm的管道應采用電熔焊焊接；管徑110mm的管

道可采用熱熔焊或者電熔焊焊接)。在管道放入管溝之前，應對管道進行全面檢查，在沒有

發(fā)

現(xiàn)任何缺陷的情況下，采取吊入或者滾入法下管。

5.3.4.1保證設計的埋深及與其它管線的間距。

5.3.4.2蛇行敷設

6

由于聚乙烯管的線膨脹系數(shù)比金屬管高十余倍，所以對溫度變化較敏感，因此，可根據(jù)

PE管的柔性，蜿蜒敷設和隨地形彎曲敷設，但彎曲半徑應滿足要求。

圖5.3.4.2

5.3.4.3警示帶

為保護管線在日后運行，不受人為的意外損壞，應在管線的上方，距管頂不小于3001m

處敷設一條警示帶，該警示帶應與管線一樣，具有不低于五十年的壽命。警示帶上應標出醒

目的提示字樣，例如：危（wei）險!下有管道危（wei）險！XX公司搶修電話XXX。

5.3.4.4特殊地段的施工

特殊地段系指穿越鐵路、河流、橋梁和重要道路等地段。在特殊地段敷設時應注意以下

幾點:

1、在這些地段敷設PE管道首先要征得有關管理部門的允許。

2、由于聚乙烯管道相對鋼管而言較易遭受人為破壞，原則上在這些地段不宜使用聚乙

烯管材。

3、若一定要使用聚乙烯管材時，則應增加套管或者采取其它防護措施。

圖5.3.4.4-1PE管穿越馬路地埋敷設示意圖

7

PE管在穿越河道地埋敷設施工時，應采用特制預應力高標號預制混凝土管保護通過。在

穿越的同時，也應對較寬河道進行圍堰施工，長距離進行分段圍堰。如圖5.3.4.4-2

圖5.3.4.4-2PE管穿越河道地埋敷設示意圖

PE管在穿越橋梁地埋敷設施工時，應在道路邊人行道下增設埋管通道通過。如圖5.3.4.4-3

PE管在穿越農(nóng)田地埋敷設施工時，埋深應＞lm,并作標記。如：危（wei）險！下有

管道危（wei）險！XX公司搶修電話XXX!在PE管上也應增設一道50mm厚預應力高標

號預制混凝土圓形板

作相應保護。如圖5.3.4.4-4

圖5.3.4.4-4PE管穿越農(nóng)田地埋敷設示意圖

8

地質(zhì)上的斷裂帶、明顯存在非均勻性沉降的地段、管基處理耗資巨大等地段也應視為特

殊地段。由于PE管的斷裂伸長率是鋼管的15?30倍，因此在這些地段之中，0.IMPa以下

的排污管道采用PE管材具有特殊意義，對該處管線只要注意觀察地面不均勻沉降情況即可。

普通的沉降不會產(chǎn)生斷裂釀成事故（日本圾神大地震未造成PE管斷裂即是證明）。當沉降

達到一定程度后，可進行有計劃的更換，既保證安全又能掌握運行的主動權。

5.3.4.5內(nèi)插敷設

插入管鋪設是PE管材的一種特殊敷設形式。傳統(tǒng)的管線多為鑄鐵管或者鋼管，由于氣

質(zhì)的改變、壓力的提高和腐蝕嚴重等均會產(chǎn)生泄漏，此時需更換新管線。在城市中沿道路

敷設的排污管線中，要全面開挖取出報廢的舊管線再埋人新管線不僅耗資巨大，且對城市

交通及環(huán)境將帶來不利影響。PE輕質(zhì)柔性管材的浮現(xiàn)，使得這種更新產(chǎn)生了重大的變革。

目前國外較多采用的方法是：沿原有金屬管線每隔一定距離挖掘一個工作坑，將舊管線割

斷，并對

其內(nèi)部進行清掃，然后將PE管插入其中，非常簡單的工作即可完成更新。

5.3.5管道吹掃

管道吹掃與普通管道吹掃相同，主要采用爆破式吹掃，可以分段進行，介質(zhì)為無油壓縮

空氣，壓力不應超過管道的工作壓力。

5.3.6試壓

PE壓力污水管道系統(tǒng)在投入運行之前應進行壓力試驗。壓力試驗包括強度試驗溫和密

性試驗。測試時普通采用水作為試驗介質(zhì)。

強度試驗：在排除待測試管道內(nèi)的空氣后，以穩(wěn)定的升壓速度將壓力提高到要求的壓力

值。壓力表盡可能設置在該管道的最低處。試驗初始，應將壓力上升到工作壓力并停留足夠

的時間保證管道充分膨脹，這一過程需2?3小時，當壓力穩(wěn)定后，將壓力升到工作壓力的

1.5倍，穩(wěn)壓1小時，子細觀察壓力表，并沿線檢查，如果在測試過程中并無肉眼可見的泄

漏或者發(fā)生明顯的壓降，則管道通過壓力試驗（由于管道膨脹，有一定的壓降屬正常變化）。

氣密性試驗：氣密性試驗的壓力不應超過工作壓力的1.15倍，當管道壓力達到試驗壓力

后，應保持一定的時間使管道內(nèi)試驗介質(zhì)溫度與管道環(huán)境溫度達到一致，待溫度、壓力均穩(wěn)

定后，開始計時，普通情況下，氣密性試驗應穩(wěn)壓24小時，如果沒有明顯的泄漏或者壓降

則

通過氣密性試驗。

6、材料與設備

6.1材料

6.1.1管材尺寸規(guī)格:

規(guī)格

4)11061604)20032504)31563554)4004)450

外徑110160200250315355400450

壁厚8.111.814.718.423.226.129.433.1

9

6.1.2管材長度：長度普通為12米/根（標準規(guī)定為6、9、12米/根），小口徑管可盤卷。

9

6.1.3性能指標

序號項目性能指標

在20℃、環(huán)向應力9MPa下，韌性破壞時間應大于100小時

1短期靜液壓強度

在80℃、環(huán)向應力4.6MPa下，脆性破壞時間應大于165小時

2熱穩(wěn)定性在200℃下，應大于20分鐘

在80℃、環(huán)向應力4MPa下，應不小于170小時

3耐應力開裂

壓縮復原在80℃、環(huán)向應力4MPa下，應大于170小時

4縱向回縮率在110℃下，應不大于3%

5斷裂延伸率應大于350%

6.1.4壓力等級

對于水管道，IS04427中是按原材料的不同等級(PE100、PE80、PE63等)、標準尺寸比

(SDR)給出的。

對于不同的使用溫度，在保證50年的使用壽命的前提下又給出了壓力折減系數(shù)。

EN1555給出的工作壓力根據(jù)以下公式確定：

MOP=2xMRS/(Cx(SDR—1))

式中

M0P:最大允許工作壓力

MRS:材料的最小要求強度

SDR:標準尺寸比

C:設計使用系數(shù)：水C》L25

6.2PE管施工的設備

按照本工法進行PE管施工的主要設備見表6.2:

表6.2

序號設備名稱規(guī)格單位數(shù)量備注

臺

1直管熱熔對焊機SHD1PE管焊接

2小型柴油發(fā)機電40KW臺1用于野外施工

3空壓機3m3/min臺1試壓用

4手提葫蘆2t臺2吊裝

臺

5電鋸1.5kW1用于切割PE管

臺

6挖土機SK120-51用于挖土

7推土機T80臺1用于推土

8潛水泵WH-20臺1用于管溝排水

9翻斗車輛2運輸

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7、質(zhì)量控制

7.1普通要求

7.1.1檢查管材生產(chǎn)廠家、合格證、質(zhì)保單、監(jiān)測應用證書、管材規(guī)格、型號等。

7.1.2檢查管材外觀、尺寸、壁厚、壓力等級、檢驗日期等。

7.2主控項目

7.2.1進行外觀及幾何尺寸檢查。檢查管子內(nèi)外表面是否清潔光滑，是否有裂縫、孔洞、溝

槽、劃傷、凹陷、雜質(zhì)和顏色不均等。

7.2.2檢查長度，定尺管的長度應均勻一致，誤差不應超過20mm。注意檢查管口端面是否

與管子的軸線垂直，是否存在氣孔。

7.2.3檢查不圓度，其值應不大于5%。

7.2.4接口處必須順直，接口搭接平整，焊接卷邊一致，并滿足相應規(guī)格的卷邊寬度要求。

7.2.5試壓驗收不得有滲漏、爆管等現(xiàn)象。

7.3普通項目

PE管安裝允許偏差表

項目允許偏差項目允許偏差

管長平直度

±50mm±5mm

轉(zhuǎn)彎弧度<5%R接口錯位±2mm

埋置坡度±0.2%卷邊寬度±lmm

埋置深度±50mm

8、安全措施

8.0.1建立、健全各級安全生產(chǎn)責任制，責任落實到人。

貫徹和落實“安全第一，預防為主”的思想，端正對安全生產(chǎn)的態(tài)度，加強安全教育

和全面的針對性的安全技術交底，嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程。各項經(jīng)濟承包有明確的安全指標

和包括獎懲辦法在內(nèi)的保證措施。

特種作業(yè)人員必須經(jīng)培訓考試合格后持證上崗。新職工必須進行公司、施工隊和班組

三級教育。建立定期安全檢查制度，查出隱患必須及時整改。進入施工現(xiàn)場必須遵章守紀，

佩戴安全帽。施工現(xiàn)場按規(guī)定懸掛“七牌二圖”與安全標牌。

施工現(xiàn)場設置醒目的安全標志，施工區(qū)域設置彩鋼板隔離，彩鋼板隔離上設置提醒、警

示標語，施工區(qū)域夜間應設紅燈警示。

8.0.2安全用電

施工用電照明、配電箱、架空線、接地接零等部份必須嚴格按規(guī)程操作、布置。電工

必須持證上崗，應編制用電施工組織設計，實行定期檢查制度。

配電箱、開關箱：應使用BD型標準箱，電箱內(nèi)開關電器必須完整無損，接線正確，電

箱內(nèi)應設置漏電保護器，先用合理的額定漏電動作電流進行分級匹配。配電箱應設總?cè)劢z、

11

分開關，接地接零齊全，動力和照明用電設備分別設置。金屬外殼電箱應作接地或者接零保護。

開關箱與用電設備實行一機一閘保險。同一挪移開關箱嚴禁有38V和22V兩種電壓等級。

接地接零：接地體采用角鋼、圓鋼或者鋼管，其截面不小于48平方毫米，一組二根接

地體之間間距不小于2.5米，入土深度不小于2.5米，接地電阻應符合規(guī)定，電桿轉(zhuǎn)角桿，

終端

桿及總箱，分配電箱必須有重復接地。

用電管理：安裝、維修或者拆除暫時用電工程，必須由電工完成，電工必須持證上崗，

實行定期制度，并做好檢查記錄。

8..3機械設備安全

大型機械的保險、限位、防護、指示器等必須齊全可靠，駕駛、指揮人員必須持有效

證件上崗，必須按規(guī)程要求進行操作。

管道焊接熱熔機、挖土機、推土機、限位裝置等必須齊全有效。各類安全（包括制動）

裝置的防護罩、蓋齊全可靠。

駕駛、指揮人員必須持有效證上崗，駕駛員應做好行車記錄。機械與輸電線（垂直、

水平方向）應按規(guī)定保持距離。作業(yè)時，機械停放應盡可能穩(wěn)固，臂桿幅度指示器應靈敏可

靠。

必須嚴格執(zhí)行定期保養(yǎng)制度，做好操作前、操作中和操作后設備的清潔潤滑、緊固、調(diào)

整和防腐工作，嚴禁機械設備超負荷使用，帶病運轉(zhuǎn)和作業(yè)運轉(zhuǎn)中進行維修。機械設備夜間

作業(yè)必須有充足的照明。

9、環(huán)保措施

9..1加強施工道沖洗。即施工主干道每天灑水兩次以上，其它便道每天灑水一次，遇有

四級以上大風天氣或者發(fā)布空氣質(zhì)量預警時，增加灑水次數(shù)。雨后必須盡快用水沖洗面。

加強道清掃工作。

9..2運輸土方等易產(chǎn)生粉塵污染物的車輛須實行密閉或者加篷遮蓋措施。

9..3對施工道上的積土，要及時清運，防治道積土揚塵。

9..4及時清理回填場的多余積土。

9..5開挖時多余土方及安裝多余PE管、殘渣，嚴禁沿堆棄，應統(tǒng)一采集清理，集中堆

放，在指定地點安放。及時做好落手清工作。

9..6雨季施工時，應對出入車輛進行沖洗，嚴禁把粘在運輸車輛上的土帶出施工區(qū)。

9..7施工中應采取有效措施控制施工現(xiàn)場的噪聲、振動等對環(huán)境造成的污染和危害。

1、效益分析

1..1采用本工法施工，由于操作簡，經(jīng)培訓后即可上崗。

1..2由于管材較輕，基本不使用機械吊裝，節(jié)約費用，縮短施工工期。

1.