《埋地排水用钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管管道工程选用及安装图集》特点和应用.pdf

安徽建筑 2 0 1 4年第2期( 总 1 9 6期) 埋地排水用钢带增强聚乙烯( P E) 螺旋波纹管管道工 F e a t u r e s a n d A p p l i c a t i o n f o r Me t a l R e i n f o r c e d P E S p i r al C o r r u g a t e d P ip e f o r U n d e r g r o u n d S e w e r S e l e c t i o n 程选用及安装图集 特点和应用 a n d I n s t all ati o n o ft h e S t and a r d At l a s 王 志进 ，苑藜 ， 成 国保( 合 肥 市 市 政 设 计院 有限 公司， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 4 1 ) 摘 要： 文章对 埋地排水用钢带增强聚乙烯( P E ) 螺旋波纹管管道工 程 选用及安装 图集 的编 制 目的及 重点 内容 予以介绍 ， 为新 图集在 工 程 中的执行和正确使 用提供 了基本指 南。 关键词 ： 钢带增强； 聚乙烯管道； 图集 中图分类号 ： T U 8 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 1 6 7 0 2 1 编 制背景 近年来， 在我国“ 建设资源节约型、 环境友好型社会” 的发 展方针指导下 ， 各类型新材料、 新工艺得到推广和应用。 由我国 自主研发的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管因具有环刚度高、 抗外 压能力强、 排水流通能力大、 耐腐蚀、 施工安装方便等特点， 在 全国市政管网工程中得到重点推广应用。 为规范新型高强管材在安徽省市政及民用工程中的应用 ， 根据安徽省住房和城乡建设厅“ 建标函【 2 0 1 1 】 7 3 9号” 批文计 划， 由合肥市市政设计院有限公司主持编制了安徽省工程建设 标准设计 埋地排水用钢带增强聚乙烯( P E ) 螺旋波纹管管道工 程选用及安装图集 。 图集于 2 0 1 3年 1 月 1日起在全省颁布实 施， 图集号： 皖 2 0 1 2 S 2 0 8 。 2 编制 目的 通过调研管道应用全阶段的技术人员的工作需求 ， 明确了 图集编制的主要 目的 ： 为管道企业科学生产 ， 合理优化管道材料提供依据； 为设计人员提供安全快捷的产品选用方法； 规范施工操作行为， 确保各项技术要求得到正确实施； 为工程管理人员质量检验提供检测方案及技术参数。 3 编制重点 依据 埋地塑料排水管道工程技术规程 【 l _ ， 要达到安全选 用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管 ， 应计算管道承载能力极限状态 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 3 0 7 作者简介： 王志进( 1 9 7 2 - ) ， 男， 安徽合肥人， 工程师 ， 主要从事水工业 结构设计方 面的工作 。 内外径 比值 O 9S O34 O 璧S O 2 O 91 O O OV暑9 O 88 J L + 行 业 标 准 、 厂 I， 一 一 一 、 一 一 _ 、 L k - r 仝 图 2 管道 内外径 比值 和正常使用极限状态。 这不仅要求使用者对钢带增强聚乙烯螺 旋波纹管的特性有充分了解，而且需要掌握部分材料力学 、 结 构力学及岩土工程学的知识 ，具备专业的判断和计算分析能 力 。 面对这些要求， 给排水工程师往往显得有些无所适从。即 使是结构工程师 ， 也因对管道特性不熟悉、 概念混淆而易出现 参数选取不当， 导致计算偏差。因此， 化繁为简 、 制定一种简单 实用、 安全可靠的选用方法是本次图集编制的重要课题。 另外 ， 钢带螺旋肋作为管道的主要受力材料 ， 在行业标准 埋地排水用钢带增强聚乙烯( P E ) 螺旋波纹管 中并无定量规 定。 在激烈的市场竞争环境中， 生产企业为追求经济利益， 不断 降低材料用量， 危及结构安全。 因此， 建立健全管道用钢带螺旋 肋规格标准是本图集编制的又一项重要内容。 水 、 电 、 暖 通 技 术 与 应 用 安 徽 建 筑 固 量 2 0 1 4年第 2期( 总 1 9 6期 ) 安徽建筑 m ira一I _ 水 、 电 、 暖 通 技 术 与 应 用 安 徽 建 筑 I m 4内容特色 4 1制定管用钢带参数 受环刚度等级的制约， 不同直径的管材在相同综合变形模 量的条件下敷设， 其竖向变形率控制的管道最大覆土厚度是基 本相同的。但受钢带配置截面积因素的影响， 不同直径的管道 钢带压应力差别很大。 管道竖向变形率和钢带配置截面积问不 能合理匹配， 存在一定的工程安全隐患， 也可能造成一定程度 上的材料浪费。 图 1 是根据某生产企业提供的管道原始钢带参 数计算出的最大埋深值。 经与生产企业反复讨论试算， 结合现场检测试验及工程实 际运用情况 ， 我们最终确定 S N 8 、 S N1 0 、 S N 1 2 5 、 S N1 6四个级别 的管道最大埋深分别为 6 5 m、 8 0 m、 1 0 0 m、 1 2 0 m。 这样， 通过调 整钢带配置， 在综合变形模量相同的敷设条件下， 各管径的钢 带最大压应力得到统一。因此， 图集附录一“ 钢带参数表” 是对 生产企业的产品用料进行计算分析后， 在本行业首次对管道用 钢带规格参数提出定量要求， 为产品的质量控制提供了必要的 依据。 4 2明确了管道基础尺寸及沟槽参数 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管属于柔性管材， 自身抵抗外压 的能力有限， 必须依靠管土共同作用形成系统承力结构。 因此， 良好的管道基础、 较密实的管道周边回填土是保证管道正常运 行的前提条件。 为便于控制管道高程， 保证管底与基础的紧密结合 ， 规范 要求管道基础应敷设一层中粗砂或细石作为基础。图集表 2 1 2 “ 管道基础及常用沟槽宽度表” 中， 管底以上土弧基础高度 C 。 应根据结构计算需要的基础计算中心角 2 确定，管底以下 人工土弧基础的厚度 C 按规程给定的公式，计算结果综合考 虑波形钢带尺寸并取整确定。 排水管道的沟槽底部开挖宽度B 值计算是考虑了管道外径、 两侧工作面宽度、 支撑结构厚度等 综合因素并取整确定。 另外，图集选取工程常用的沟槽边坡比m= 0 3 3 1 5 0 ， 给 定管道中心处沟槽宽度值 。由于 与D 的比值是确定计算 参数 、 ， 直接影响管侧填土的综合变形模量的取值， 是钢带 增强聚乙烯螺旋波纹管计算的中间成果， 也是施工现场质量控 制的重要数值。 “ 管道基础及常用沟槽宽度表” 紧密贴合工程 ， 方便技术人 员计算速查， 为结构计算、 工程预算、 现场技术控制等提供了准 确的成果依据。 4 3简化管顶最大允许覆土值的选用 根据 埋地塑料排水管道工程技术规程 1 附录 A中的计算 公式，管侧回填土变形模量 与基槽两侧原状土的变形模量 E在不同组合情况下， 分别计算得出的综合变形模量 值。由 于影响 值的多项计算参数均有较大的近似性 ，出于安全储 备及工程选用简便的考虑， 将计算出的 值结果向下取整数 ， 形成图集的附表二。 根据规程_ l l ， 管道竖向变形量和变形率按下列公式计算： 抽 = 8 ： 1 0 0 5 d 式中： 一管道在组合作用下的最大竖向变形量( m m) 厂一 管道变形系数 D 厂一变形滞后效应系数 ， 可根据管道胸腔回填压实度 取 1 2 01 5 0 可变荷载的准永久值系数 ， 可取 0 5 0 一 管道竖向直径变形率 合并以上两式 ， 导出参数 s = s d D ， 出现了管道内径与外 径的比值关系。 我们将行业标准和某企业产品的管道内外径比 值列表分析， 结果如图2 。 上图显示各直径 d D 均大于或接近 0 9 O ， 偏安全统一取 0 9 0 ， 管道竖向直径变形按参数 控制。 sI_ 8 d ：) 5 X 0 9 0 = 4 5 这样， 由最大竖向直径变形率控制的管道埋深与管径脱离 关系， 并将数据与钢带最大环截面压应力控制条件下的管道最 大埋深值进行比较 ， 取低值汇总形成 “ 管顶最大允许覆土厚度 值表” 。 “ 管侧土综合变形模量近似取值表” 和“ 管顶最大允许覆土 厚度值表”的表格设计在本行业未见类似研究成果。表中数值 结果简单明了， 查找方便， 消减了人工计算误差， 提高了安全保 证率 。 5 应用情况 图集给出了钢带增强聚乙烯 ( P E )螺旋波纹管的材料 、 设 计、 施工安装、 质量检测等工程全过程的选用标准、 工程做法 、 技术要求 、 计算速查表等， 并对管道基础与地基处理 、 管道连 接、 结构计算和水力计算的内容予以重点阐述。 图集实施后， 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管已在多个市政工 程中成功应用， 如合肥市合作化南路工程、 郎溪路工程 、 铜陵路 工程 、 阜阳北路工程； 2 0 6国道( 南岗上派) 改线工程 ； 3 1 2国 道( 小庙 六安) 改造工程等多个大中型市政道路排水及管网 工程 。 实践证明， 依照图集要求生产， 可以安全合理的优化产品 的制造成本。同时， 图集对规范管道设计、 施工 、 验收的各环节 的技术质量控制起到了积极地指导作用 ， 确保了新型管道产品 在我省建设工程中使用的可靠性 、 安全性， 取得了良好的社会 经济效益。 参考文献 1 G J J 1 4 3 2 0 1 0 ， 埋地塑料排水管道工程技术规程【 s 】 北京： 中国建筑 工业 出版社， 2 0 1 0 【 2 】 c J f r 2 2 5 2 O l l ， 埋地排水用钢带增强聚乙烯( P E ) 螺旋波纹管【 s 】 北京： 中国标准出版社 ， 2 0 1 1