埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程(讨论稿)7.27 - 图文
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CECS XXX :200X
中国工程建设标准化协会标准
埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程
技 术 规 程
Technical specification of buried spirally wound corrugated
polyethylene with ribbed steel reinforced pipes for sewer engineering
(征求意见稿2006)
(完成时间:2006-08-10)
2006 成 都
中国工程建设标准化协会标准
埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程
技 术 规 程
Technical specification of buried spirally wound corrugated
polyethylene with ribbed steel reinforced pipes for sewer engineering
(讨论稿2006) CECS XXX:200X
主编单位: 中国市政工程西南设计研究院
四川森普管材股份有限公司
批准单位:中国工程建设标准化协会 实施日期:2006年X月X日
2006 成都
释。在使用中如发现需要修改或补充之处,请将意见和资料寄往解释单位。
主编单位: 中国市政工程西南设计研究院
四川森普管材股份有限公司
前 言
根据中国工程建设标准化协会(2005)建标协字第38号《关于印发中国工程建设标准化协会2005年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求,制定本规程。
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是一种把钢和聚乙烯的优势整合为一体的钢塑复合管。这种钢塑复合管在日本广泛使用,由于它具有口径大、环刚度高、防腐省料等突出优势,在仅仅一年多的时间里,国内己有二十余条生产线投入生产。己在广东、福建、浙江、辽宁、新疆、云南、重庆、天津、四川等省市形成生产能力,并己应用在全国近10多个省(市)的排水工程中,用户反映良好。 为了避免无统一的工程技术规程而可能造成工程失误,各方面迫切需要尽快制定《埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程技术规程》,作为工程应用的依据。
本规程是在各地对钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的试验研究及工程应用成果基础上,主要参照CECS164:2004《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》和国内外有关标准、规程、资料编制的。
根据国家计委[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》要求,现批准《埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程技术规程》编号为CECSXXXX:200X,推荐给工程设计、施工、使用单位采用。
本规程第xxx条建议列入《工程建设标准强制性条文》。
本规程由中国工程建设标准化协会管道结构委员会CECS/TC17归口管理,由中国市政工程西南设计研究院(成都市星辉中路11号,邮编610081)负责解
II
参编单位:
本标准主要起草人:xxx、xxx
2006年X月X日
中国工程建设标准化协会 目 次
1 总则 2 术语、符号
2.1 术语 2.2 主要符号
3 材料
3.1 管材 3.2 管道连接材料
4 水力计算 5 管道结构设计
5.1 一般规定 5.2 管道结构上的作用 5.3 管道环截面变形验算 5.4 管道环截面强度计算 5.5 管道环截面压屈失稳计算 5.6 管道抗浮稳定计算 5.7 管道埋设深度的确定 5.8 管道每米最小钢带面积的确定
6 管道施工与敷设
6.1 一般规定 6.2 沟槽 6.3 管道基础 6.4 管道连接及安装 6.5 管道的修补
7 管道与检查井的连接
8 回填
8.1 一般规定
8.2 回填材料及回填要求
9 质量检验
9.1 管道密封性检验 9.2 管道变形检验
9.3 沟槽回填土密实度检验
10 管材的运输及贮存 11 管道工程的竣工验收
附录A 满流条件下聚乙烯管道水力计算图 附录B 聚乙烯管道不同充满度的流水断面系数表附录C 管侧土的综合变形模量 附录D 闭水法试验 本规程的用词说明 附:条文说明
III
1 总 则
1.0.1 为了在埋地排水管管道工程的设计、施工及验收中,合理地应用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管材,做到技术先进、经济合理、安全适用、便于施工、确保质量,特制定本规程。
1.0.2 本规程适用于新建、扩建和改建的无内压作用的埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程的设计、施工及验收;钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的公称直径应符合现行产品标准。
1.0.3 执行本规程时,排入管道的水温及水质应符合现行行业标准《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082的规定。
1.0.4 本规程是依据《室外排水设计规范》GB50014、《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332和《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268规定的原则进行编制的。
1.0.5 管道工程所用的管材、管道连接材料等必须符合国家现行的有关产品标准的规定,并具有产品出厂合格证等有效证明文件。
1.0.6 对于兴建在地震区、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土地区的排水管道工程,尚应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.7 执行本规程时,尚应符合国家现行的有关标准及本地区的有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管 metal reinforced Polyethylene (PE) spirally corrugated pipe
以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,用表面涂敷粘接树脂的钢带成型为波形作为主要支撑结构,并与聚乙烯材料缠绕复合成整体的双壁螺旋波纹管。 2.1.2 公称直径 (DN)nominal diameter
公称直径是管材的标定直径,以管道公称内径(DN/ID)表示,单位为㎜。 2.1.3 环向弯曲刚度(简称环刚度) ringbending stiffness
管道抵抗环向变形能力的量度。可采用测试方法或计算方法定值,单位为kN/m2。
2.1.4 管道连接 pipeline connection
将管道上相邻的两个管端连接成一体,在工作状态下达到不出现渗漏的接头。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管有热熔挤出焊接连接、电熔带连接、热收缩管(带)连接、卡箍(哈夫套)连接、承插式电熔或密封圈连接等方法。 2.1.5 管侧土的综合变形模量 soil modulus
管侧回填土和沟槽两侧原状土共同抵抗变形能力的量度,单位为kN/m。 2.1.6 土弧基础 arc shapped soil bedding,shapped subgrade
圆形管道敷设在用砂砾回填成弧形基础上的管道结构支承形式。土弧基础由砂砾回填的管底基础层和管下腋角两部分组成。 2.1.7 基础层 bedding
在沟槽底原状地基或经处理回填密实的地基上,用回填材料均匀铺设并压实的砂砾层。基础层用以敷设管道,也是管道的持力层。 2.1.8 管下腋角 haunches under pipe(haunching)
2
1
在基础层以上和管道水平直径以下的圆弧形空隙部位,在设计要求的土弧基础支承角范围内用砂砾材料回填密实,形成土弧基础的弧形支承。 2.1.9 基础支承角 bedding angle
与回填密实的砂砾料紧密接触的管下腋角圆弧相对应的管截面圆心角。用2α表示。在此范围内作用有土弧基础的支承反力。管道结构的支承强度与基础支承角大小成正比。
Ffw,k——浮托力标准值;
Wd,max——管道在组合作用下的最大竖向变形量;
?——管道竖向直径变形率。
2.2.3 几何参数:
a——单个车轮着地长度;
b——单个车轮着地宽度;
2.2 主 要 符 号
2.2.1 管材和土的性能:
EP——管材聚乙烯短期弹性模量;
ES——管材钢带弹性模量;
ftk——管材聚乙烯抗拉强度标准值; ft——管材聚乙烯抗拉强度设计值;
fy——管材钢带抗拉、抗压强度设计值;
dj——相邻两个轮压间的净距; D1——管道外径; di——管道内径;
Hs——管顶至设计地面的覆土高度; Ds——钢带外径;
Dr——钢带回转轴直径; rs——钢带回转半径;
As——每米管材钢带的面积;
2.2.4 计算系数:
?p——管材聚乙烯质量密度;
Sp ——管材环刚度;
Ed——管侧土的综合变形模量。
2.2.2 管道上的作用:
qvk ——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压力
标准值;
DL——变形滞后效应系数;
Kd——管道变形系数,应按管道的敷设基础中心角确定; Kf——管道的抗浮稳定性抗力系数; Ks——管道的环向稳定性抗力系数; K0——荷载系数
Qvk——车辆的单个轮压标准值;
qsv,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值;
?——管道钢带最大环截面压应力设计值;
Fsv,k——管壁失稳的临界压力标准值;
Fvk——管顶竖向作用的不利组合标准值; ?FGk——各种抗浮作用标准值之和;
2
?s——回填土的重力密度; ?G——永久荷载的分项系数; ?Q——可变荷载的分项系数; ?0——管道重要性系数;
?d——车辆荷载的动力系数; ?q——可变荷载的准永久值系数。
2.2.5 水力计算参数:
A——水流有效断面面积;
I——水力坡度;
n——管壁粗糙系数; Q——流量;
Qs——允许渗水量;
R——水力半径;
?——流速。
3 材 料
3.1 管 材
3.1.1 设计所选用的管材,应符合《埋地用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管》CJ/T225-2006产品标准的规定。
3.1.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管材主要由聚乙烯、钢带、粘接树脂组成。
聚乙烯材料的物理性能应符合下列要求:
质量密度: ?3
p≥0.93 g/cm; 短期弹性模量: Ep≥758 MPa; 抗拉强度标准值:ftk≥20.7 MPa; 抗拉强度设计值:ft≥16.0 MPa; 钢带的物理力学性能应符合下列要求:
屈服强度: σs≥160 MPa;
抗拉强度:
?b≥270 MPa;
伸长率: ?5≥38%;
粘接树脂的性能应符合下列要求:
密度: 0.91-0.95g/cm3
熔体质量流动速率(2.16kg,190℃):≤5g/10min 剥离强度: ≥70N/cm
3.1.3 管材的环刚度有SN8、SN12.5和SN16三个等级,应根据管材承受外部荷载情况计算选用。
3.1.4 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管缝能承受的最小拉力值为1460N。 3.1.5 管材截面特性,可按生产厂提供的管材截面尺寸确定管材的外径D1、钢带外径Ds、钢带回转半径rs和每米钢带截面积As采用。
3
3.2 管道连接材料
3.2.1 热熔挤出焊接连接所采用的焊丝为聚乙烯材料,其材质应与管道用聚乙烯材料相同,保证焊接接头性能与管材性能一致。
3.2.2 电熔带连接采用的电熔带应由管材生产厂配套供应。电熔带的外观应平整,电热网嵌入应平顺、均匀、无褶皱、无影响使用的严重翘曲;电熔带的基材为聚乙烯,其材质应符合3.1中对聚乙烯材料的性能要求;中间的电热元件应采用以镍铬为主要成分的电热网,电热网应无短路、断路,电阻值不大于20Ω。电熔带的强度应按国家现行相应产品标准采用,对尚无标准的产品,可按制造厂提供的经有关标准化主管机构备案的企业标准采用。
3.2.3 热收缩管(带)的外观应平整、无气泡、夹渣或裂口,基材可由聚乙烯或聚烯烃和增强纤维并经交联后制成,外表面喷涂有示温涂料,内表面涂有热熔胶。热收缩管(带)的各项性能指标应符合表3.2.1-1和3.2.1-2的要求。
表3.2.1-1 热收缩管(带)基材性能
9 脆化温度 ≤-65℃
表3.2.1-2 热收缩管(带)热熔胶性能 序号 1 2 3 4 项 目 胶软化点 剥离强度PE/PE 剪切强度PE/PE 吸水率 试验条件 环球法 (23±2) ℃ (23±2) ℃ (23±2) ℃水中, 48h 要 求 ≥90℃ ≥70N/cm ≥1.0Mpa ≤1% 3.2.4 卡箍(哈夫套)连接采用的金属材料,应做防腐、防锈处理,其材质要求应符合相应的国家标准。
3.2.5 承插式密封圈连接所用的弹性橡胶圈,应由管材生产厂配套供应,并应符合下列要求:
1 弹性密封圈的外观应光滑平整,不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷;
2 弹性密封圈应采用耐油的合成橡胶,其性能应符合现行行业标准《橡胶密封件 给排水管及污水管道用接口密封圈 材料规范》HG/T3091的规定。橡胶密封圈的邵氏硬度宜采用50±5;伸长率应大于400%;拉断强度应不小于16MPa。
3.2.6 承插式电熔连接采用的电热元件应由管材生产厂配套供应,并在管材出厂前预装在管体上。电热元件宜由黄铜线材制成,表面应光滑、无裂缝、起皮及断裂;呈折叠状的电热元件宜预装在承口端内面,并应安装牢固。电热元件的强度应按国家现行相应的产品标准采用,对尚无标准的产品,可按制造厂提供的经有关标准化主管机构备案的企业标准采用。
序 号 1 2 3 4 5 6 7 项 目 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率 耐环境应力开裂 周向收缩率 轴向长度变化率 热色转换 拉割裂性 试验条件(方法) GB/T1040 GB/T1040 GB/T1842 (200±2) ℃,15min (200±2) ℃,15min 300℃,5min (200±2) ℃,15min 10%HCI,168h 10%NaCI,168h 10%NaOH,168h 要 求 ≥17 ≥400% ≥1000h ≥15% ±10% 完全转换 割裂不扩展 8 抗化学溶剂 破裂强度≥1350N 4
4 水 力 计 算
4.0.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管排水管道的流速、流量可按下列公式计算:
5 管 道 结 构 设 计
5.1 一般规定
5.1.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以可靠指标度量管道结构的可靠度,除对管道验算整体稳定外,均采用含分项系数的设计表达式进行计算。
5.1.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管应按无内压重力流设计。
5.1.3 城镇永久性排水管道设计使用年限不得低于50年,农田排灌和其他用途的管道设计使用年限应按相应规定确定。
5.1.4 在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道结构设计时,应按下列两种极限状态进行计算和验算:
1 承载能力极限状态:包括管道结构环截面强度计算;环截面压屈失稳计算;管道抗浮稳定计算;
2 正常使用极限状态:包括管道环截面变形验算。
5.1.5 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管应按埋地柔性管道理论计算,各项作用均由钢带承担。
5.1.6 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道结构设计应提出埋设条件和对运行工况的要求,包括管体、管道基础、管道连接、沟槽回填土的类别与密实度等。 5.1.7 施工时采用的土弧基础中心角(2?)应在结构计算采用的土弧基础支承角的基础上增加30o。
5.1.8 当管道采用刚性连接时,宜采取对管道及时覆土等措施降低管道的纵向收缩量。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的线膨胀系数可采用0.2mm/m℃。 5.1.9 承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算均应符合《给水排水工程管道结构设计规范》(GB50332)的各项规定。
Q?A? (4.0.1-1)
1??R2/3I1/2 (4.0.1-2)
n3
式中: Q——流量(m/s);
A——水流有效断面面积(㎡);
; ?——流速(m/s)
n——管壁粗糙系数;
R——水力半径(m);
I——水力坡度(?)
4.0.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管排水管道的粗糙系数,应根据试验综合分析定。当无试验资料时,可采用n=0.010~0.011。
4.0.3 按公式4.0.1-1、4.0.1-2计算时,在满流条件下,钢带增强聚乙烯螺旋波纹管排水管道不同管内径的水力坡降、流速、流量在n=0.010时的关系见附录A。(当n≠0.010时,应根据实际n值进行修正)。在不同充满度时,应按附录B进行换算。
4.0.4 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管排水管道的最大设计流速宜为5.0m/s;污水管道的最小设计流速,在设计充满度下宜为0.6m/s;雨水管道和合流管道的最小设计流速,在满流时宜为0.75m/s。
5
5.2 管道结构上的作用
5.2.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管所受作用分类和作用代表值应按《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332采用。
5.2.2 管道上的永久作用为管顶覆土压力,其管顶单位面积上的覆土压力标准值,可按下列公式计算:
qvk?
n?dQvk??a?1.4Hs???nb??dj?1.4Hs??in?1 (5.2.4-2)
?Qvk地面QvkQvkQvk地面qsv,k??s?Hs (5.2.2)
Hs式中 qsv,k———单位面积上管顶竖向土压力标准值(kN/m)
2
?s———回填土的重力密度,可取18 kN/m3;
。 Hs———管顶至设计地面的覆土高度(m)
5.2.3 管道上的可变作用应包括作用在管道上的地面车辆荷载或堆积荷载。车辆荷载与堆积荷载不应同时考虑,而应选用荷载效应较大者。车辆荷载等级应按实际行车情况采用。
5.2.4 作用在管道上的地面车辆荷载标准值,可按下列公式计算,其准永久值系数可取?q=0.5:
1 单个轮压传递到管顶处的竖向压力(图5.2.4-1): qvk?Qvk地面qvkHsqvk0.7Hsbd1bd2b0.7Hs0.7Hsa0.7Hs
(a)顺轮胎着地宽度方向的压力分布 (b)顺轮胎着地长度方向的压力分布
图5.2.4-2 地面车辆两个以上单排轮压综合影响的传递分布
式中 qvk——地面车辆荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值
(kN/m);
2
?d——车辆荷载的动力系数,可按表5.2.4选用;
; Qvk——车辆的单个轮压标准值(kN); a——单个车轮着地长度(m)
?a?1.4Hs??b?1.4Hs? ?dQvk (5.2.4-1) Qvk地面b——单个车轮着地宽度(m);
n——轮压数量;
。 dj——相邻两个轮压间的净距(m)
表5.2.4 动力系数
覆土厚度(m) ≤0.25 1.30 0.30 1.25 0.40 1.20 2
qvkqvk?d
0.60 1.05 ≥0.70 1.00 HsHs0.50 1.15 0.7Hsb0.7Hs0.7Hsa0.7Hs(a)顺轮胎着地宽度方向的压力分布 (b)顺轮胎着地长度方向的压力分布 图5.2.4-1 地面车辆单个轮胎的传递分布 动力系数?d 5.2.5 地面堆积荷截标准值qvk可按10 kN/m计算;其准永久值系数可取
2 两个以上单排轮压综合影响传递到管顶处的竖向压力(图5.2.4-2): ?q=0.5。
6
5.3 管道环截面变形验算
5.3.1 管道环截面变形验算的荷载组合应按准永久组合计算。
5.3.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在外压作用下,其竖向直径的变形量可按下列公式计算:
应不大于管道直径允许变形率5%。
管道竖向直径变形率可按下列公式计算:
??Wd,maxdi ?100% (5.3.3)
式中 ?——管道竖向直径变形率,?≤5%; di——管道内径(mm)。
Wd,max?DLKd(qsv,k??qqvk)D18Sp?0.061Ed (5.3.2)
5.4 管道环截面强度计算
5.4.1 管道环截面强度计算应按荷载基本组合进行。
5.4.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在外压荷载作用下,其钢带最大环截面压应力设计值应不大于钢带抗压强度设计值。管道环截面强度计算应采用下列极限状态表达式:
式中 Wd,max——管道在组合作用下最大竖向变形量(mm);
Kd——管道变形系数,应根据管道的敷设基础中心角2α按表5.3.2选
用;
,按(5.2.2)qsv,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值(kN/m2)
式计算;
qvk——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压
力标准值(kN/m),按5.2.3条~5.2.5条确定;
可根据管道胸腔回填密实度取1.20~1.50; DL——变形滞后效应系数,
2
?0?≤fy (5.4.2)
式中 ?——钢带最大环截面压应力设计值(MPa);
?q——可变荷载的准永久值系数,取0.5;
; Sp——管环刚度(kN/m)
,应由试验确定,如无试验资Ed——管侧土的综合变形模量(kN/m2)
2
?0——管道重要性系数,污水管取1.0,雨水管取0.9,雨污合流管取
1.0;
,按表(5.4.2)取用。 fy——钢带抗压强度设计值(MPa)
表5.4.2 钢带抗压强度设计值fy(MPa) 钢带型号 强度设计值SC1 210 SC2 180 SC3 180 08Al-F 210 08A-HF 210 料时,可按附录C采用。
。 D1——管道外径(mm)
表5.3.2 管道变形系数Kd
敷设基础 中心角2α 变形系数 20o 0.109 45o 0.105 60o 0.102 90o 0.096 120o 0.089 150o 0.0853 fy 注:其它牌号的钢带按钢材的屈服极限范围160—210MPa选用。
5.4.3 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管钢带最大环截面压应力设计值可按下列
公式计算:
??0.72
K0??G.svqsv,k??Qqvk?D1As (5.4.3-1)
5.3.3 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在外压荷载作用下,其竖向直径的变形率
7
式中 K0——荷载系数,当管顶覆土高度Hs<D1时,K0=1.0;当Hs
≥D1时,按表(5.4.3)采用。
?G,sv——管顶覆土荷载分项系数,取1.27; ?Q——管顶地面荷载分项系数,取1.40;
qsv,k——管顶单位面积上的竖向土压力标准值(kN/m),按
(5.2.2)式计算;
2
数不低于2.0的要求。
5.5.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在外压力作用下,管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求:
Fcr,kFvk≥Ks (5.5.2)
2
式中 Fcr,k——管壁失稳的临界压力标准值(kN/m);
2
qvk——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的
竖向压力标准值(kN/m),按5.2.3条~5.2.5条确定;
; As——单位管道长度的钢带面积(mm2/m)。 D1——管道外径(mm)
表5.4.3 荷载系数K0 土的压实系数 85% 90% 95% 荷载系数 0.86 0.75 0.65 ; Fvk——管顶在各项作用下的竖向压力标准值(kN/m2)
Ks——管道的环向稳定性抗力系数,Ks≥2.0。
5.5.3 管顶竖向作用不利组合标准值可按下列公式计算:
Fvk?qsv,k?qvk (5.5.3)
式中 qsv,k、qvk同公式5.4.3。
5.5.4 管壁失稳的临界压力标准值可按下列公式计算:
Fcr,k?42EdSp (5.5.4)
式中 Ed、Sp同公式5.3.2。
公式5.4.3-1的适用条件是
Dr?294 (5.4.3-2) rs5.6 管道抗浮稳定计算
5.6.1 对埋设在地表水或地下水以下的管道,应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定,计算时各项作用均应取标准值。
5.6.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹排水管道的抗浮稳定性计算应符合下列要求:
D1?Di; 2D?Di rs——钢带回转半径(mm),rs?1。
4 式中 Dr ——钢带回转轴直径(mm),Dr?
?F式中
Gk≥KfFfw,k (5.6.2)
?FGk——各项抗浮永久作用标准值之和(kN);
5.5 管道环截面压屈失稳计算
5.5.1 管道环截面压屈失稳计算时,应根据各项作用的不利组合,计算管壁截面的环向稳定性。计算时各项作用均取标准值,并应满足环向稳定性抗力系
8
Ffw,k——浮托力标准值(kN);
Kf ——管道的抗浮稳定性抗力系数,取1.10。
5.7 管道管顶的最大覆土深度
5.7.1 根据管道环截面强度验算,确定管道管顶的最大覆土深度。管道管顶的最大覆土深度取决于下列条件:
2
1 管材自身的环刚度Sp(kN/m); 2 管道基础中心角2?(度);
2
3 管侧土的综合变形模量Ed(kN/m); 4 管道竖向直径的允许变形率,取5%。
5.7.2 管道竖向直径变形率为5%时,不同等级环刚度的管道,在不同敷计条件下(管侧土的综合变形模量Ed)的允许埋设深度,见表5.7.2。
表5.7.2 管道管顶的最大覆土深度Hsmax
1 管道外径D1(㎜); 2 管道的荷载系数K;
3 按变形条件确定的管道最大允许埋设深度Hs(m); 4 钢带的抗压缩强度设计值fy(MPa)。
5.8.2 管道竖向直径变形率为5%,覆上压实系数不小于85%,荷载系数K≤0.86时,不同直径、不同等级环刚度的管道,不同钢材的每米最小钢带面积见表5.8.2。
表5.8.2 单位管道长度钢带截面面积最小值Asmin(mm2/m)
管环刚度Sp 管顶的最大覆土深度Hsmax 8.0(kN/㎡) 10.47m 12.5(kN/㎡) 11.26m 16.0(kN/㎡) 11.87m Ed 2α S 8.0 12.5 16.0 1000 60° 1.97 2.62 3.11 90° 2.11 2.79 3.32 120° 150° 2.30 3.03 3.60 2.49 3.27 3.88 60° 4.14 4.78 5.28 90° 4.42 5.10 5.63 3000 120° 4.78 5.51 6.09 150° 4.80 5.93 6.54 DN/ID 800 900 D1 fy 875 978 1096 1214 1328 1434 1540 1648 1752 1974 2186 180 210 180210180210(MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) 763 852 955 1058 1157 1250 1342 1436 1527 1720 1905 654 731 819 907 992 1071 1150 1231 1309 1475 1633 817 913 1023 1133 1240 1339 1438 1539 1636 1843 2041 700 779 877 972 1063 1148 1232 1319 1402 1580 1749 859 960 1076 1192 1304 1408 1512 1618 1720 1938 2146 736 823 922 1021 1117 1207 1296 1387 1474 1661 1839 1000 1100 1200 Ed 2α S 8.0 12.5 16.0 5000 60° 6.31 6.95 7.44 90° 6.72 7.46 7.92 120° 150° 7.27 8.00 8.57 7.81 8.59 9.20 60° 8.48 9.11 9.61 90° 9.02 9.70 10.23 7000 120° 9.75 10.48 11.06 150° 10.47 11.26 11.87 1300 1400 1500 1600 1800 2000 5.8 管道每米最小钢带面积的确定
5.8.1 根据管道环截面强度计算,确定管道的每米最小钢带面积。管道每
米最小钢带面积取决于下列条件:
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6 管道施工和敷设
6.1 一般规定
6.1.1 管道敷设前,施工单位应编制施工组织设计。
6.1.2 管道应敷设在原状土地基或开槽后处理回填密实的地基上。当管道在车行道下时,管顶覆土不宜小于0.7m。
6.1.3 施工时,管顶的最大允许覆土,应按设计规定对管材环刚度、沟槽及其两侧原状土的情况进行核对,当发现与设计要求不符时,可要求改变设计或采取相应的保证管道承载能力的技术措施。
6.1.4 当钢带增强聚乙烯螺旋波纹管穿越铁路时,应设置钢筋混凝土、钢、球墨铸铁等材料制作的保护套管,套管内径应大于排水管外径300mm,套管设计应按铁路等有关规定执行。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道不得在建筑物和各类构筑物的基础下面穿越。
6.1.5 在地下水位高于开挖沟槽槽底时,地下水位应降至槽底最低点以下。管道在敷设、回填的全部过程中,槽底不得积水或受冻,必须在工程不受地下水影响,基础达到强度和管道达到抗浮要求时才可停止降低地下水。 6.1.6 当钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道作为管道交叉倒虹管使用时,其工作压力除应符合管材的产品标准外,还应小于0.05MPa。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管不宜用于穿越河道的倒虹管。
6.1.7 管道应直线敷设。当遇到特殊情况需利用柔性接口转角或利用管材柔性进行折线或弧线敷设时,其偏转角度和弯曲弧度应符合生产厂规定的允许值。
6.1.8 管道施工的测量、降水、开槽、沟槽支撑和管道交叉处理、管道合槽施工等技术要求,应按现行国家标准《给水排水管道施工及验收规范》GB50268及本地区排水管道技术规程有关规定执行。
6.1.9 对采用承插式接头的管道,插口插入的方向应与水流方向一致。
6.2 沟 槽
6.2.1 沟槽槽底净宽度,可视各地区的具体情况并根据管径大小、埋设深度、施工工艺等确定。当管径不大于450mm时,管道每边净宽不宜小于300mm;当管径大于450mm时,管道每边净宽不宜小于500 mm。
6.2.2 沟槽形式应根据施工现场环境、槽深、地下水位、土质情况、施工设备及季节影响等因素确定。
6.2.3 开挖沟槽应严格控制基底高程,不得扰动基底原状土层。基底设计标高以上0.2~0.3m的原状土,应在铺管前人工清理至设计标高。如遇超挖或发生扰动,可换填10~15mm天然级配砂石料或最大粒径小于40mm的碎石,并整平夯实,其密实度应达到基础层密实度要求。槽底如有尖硬物体必须清除,用砂石回填处理。
6.2.4 槽底不得受水浸泡,若采用人工降水,应待地下水位稳定降至沟槽底以下时方可开挖。
6.3 管道基础
6.3.1 管道基础应采用土弧基础。对一般土质,应在管底以下原状土地基或经回填夯实的地基上铺设一层厚度为100mm的中粗砂基础层;当地基土质较差时,可采用铺垫厚度不小于200mm的砂砾基础层,也可分二层铺设,下层用粒径为5~32mm的碎石,厚度100~150mm,上层铺中粗砂,厚度不小于50mm。基础密实度应符合本规程表8.2.5的规定。对软土地基,当地基承载能力小于设计要求或由于施工降水等原因,地基原状土被扰动而影响地基承载能力时,必须先对地基进行加固处理,在达到规定的地基承载能力后,再铺设中粗砂基础层。
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6.3.2 在管道设计土弧基础支承角范围内的腋角部位,必须采用中粗砂或砂砾回填密实。回填范围不得小于支承角2?加30o,回填密实度应符合本规程表8.2.5的规定。
6.3.3 管道基础中在机械连接、承插式接口等部位的凹槽,宜在铺设管道时随铺随挖,详见图6.3.3,凹槽长度、宽度和深度可按管道接头尺寸确定,在接头完成后,立即用中粗砂回填密实。 6.4.3 管道连接一般有热熔挤出焊接连接、电熔带连接、热收缩管(带)连接、卡箍(哈夫套)连接和承插式电熔或密封圈连接等形式。
6.4.4 热熔挤出焊接连接是通过专用挤出焊接工具及挤出焊条将相邻管端加热,使其聚乙烯材料熔融成整体的连接方法,属刚性连接。焊接时一般要求金属断开部位尽可能对齐,减少接口间隙,便于焊接。焊接所用的焊条一般由管材生产厂提供,要求与生产管材所用的聚乙烯材料相同。对于管径大于800mm的管材,一般应进行内外双面焊接;特别是在波峰(钢带断开处)部位均应进行内外双面焊接。采用焊接连接时,必须使用带热风装置的挤出焊机。焊接时热风装置必须将待焊管材的聚乙烯预热,使挤出的熔融聚乙烯能够与管材融为一体。所有焊接断面必须饱满,不能有漏焊和断口。所有焊接工艺及操作要求应按管材生产厂提供的焊接工艺及操作要求进行。 l原状土地基中粗砂基础层l槽长凹槽b槽宽焊丝熔接 图6.3.3 管道接口处的凹槽 6.3.4 对由于管道荷载、地层土质变化等因素可能产生管道纵向不均匀沉降的地段,应在管道敷设前对地基进行加固处理。 6.3.5 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道地基处理宜采用砂桩、块石灌注桩等复合地基处理方法。不得采用打入桩、混凝土垫块、混凝土条基等刚性地基处理措施。 图6.4.4热熔挤出焊接连接 6.4.5 电熔带连接是通过对镶嵌在聚乙烯带内表面的电热丝加热,使钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的波谷间、聚乙烯带间熔融成为整体的连接方法,属刚性连接。 电熔带连接宜在环境温度较低或接近最低时进行。连接时,必须严格按接头要求的技术指标和设备规定的操作程序进行。为保证安全,严禁带水作业。电熔带长度应大于管材波谷周长的1.25倍,两个电极应对称放置在波峰断开处的两边。电熔带连接仅对管材波谷的聚乙烯进行热熔连接,因此必须对管材波峰钢带断开处进行焊接连接,焊接时应符合热熔挤出焊接连接要求。采用的电熔带必须由生产厂配套供应。
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6.4 管道连接及安装 6.4.1 管材下管前,必须按产品标准逐节进行外观检验,管材断口处必须进行密封,不符合标准者,严禁下管敷设。
6.4.2 根据管径大小、沟槽和施工机具装备情况,确定用人或机械将管材放入沟槽,下管时须采用可靠的吊具,平稳下沟,不得与沟壁、沟底激烈碰撞,吊装应有两个支撑吊点,严禁穿心吊。
6.4.6 热收缩管(带)连接是通过对用交联材料制成的热收缩管(带)进行火焰加热,使热收缩管(带)内表面的热熔胶与管材外表面粘接成一体,热收缩管(带)冷却固化形成恒定的包紧力的管道连接方法,属刚性连接。热收缩管(带)用于1000mm以上的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管连接时,一般应与热熔挤出焊连接结合使用。连接时应将管材外壁打磨干净,将热收缩管套于需连接的两管端,必要时在需连接的两管端口增加热收缩带,然后按照热收缩管的工艺要求进行加热,使热收缩管的内壁与管材外壁粘合,待冷却后形成恒定的包紧力达到管材连接要求。采用热收缩管(带)连接时,应将待连接管端对齐,尽可能不留间隙,先用加强带对间隙进行粘接。对热收缩管时,应注意火焰温度,必须从热收缩管中部往两边逐渐加热,使热收缩管与管材间的气体全部排完,保证热收缩管与管材全部结合,同时应保证热熔胶从热收缩端口析出。 挤出焊缝电热熔带导线
6.4.7 卡箍(哈夫套)连接是通过相邻管端用螺栓紧固两半外套筒,使套筒和管外壁间的橡胶密封圈压密的连接方式,属刚性连接。采用卡箍(哈夫套)连接时,由于管外壁呈螺旋波纹状,因此必须在待连接管材端的波谷内加填遇水膨胀橡胶塞。哈夫套应有防腐能力和限位装置,保证哈夫套长期性能和不能在管材外壁有位移或滑动。 上卡箍弹性密封塞阻水泡沫下卡箍图6.4.7 卡箍(哈夫套)连接
图6.4.5 电熔带连接 热收缩套热收缩套加强带 6.4.8 承插式电熔或密封圈连接 承插式电熔连接是在生产管材时,在管子的承口端预先埋入电热元件,在工地施工时,将两根管子承插连接好,给电热元件通电,使材料熔化将两根管子连接在一起的一种连接方式。连接前应先清除承插口工作面的污垢,检查电热网焊接线是否完好,并确认插口应插入承口的深度,通电前先用锁紧扣带在承口外扣紧,然后根据不同型号的管道设定电流及通电时间。接通电源期间,不得移动管道或在连接件上施加任何外力。通电时,要特别注意连接电缆线不能受力,以防短路。通电完成后,适当收紧扣带并保持一定的冷却时间,在自然冷却期间,不得移动管道。
承插式密封圈连接是在承口与插口的间隙间设置橡胶密封圈,依靠橡胶密
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图6.4.6 热收缩管(带)连接
封圈的弹性变形达到密封的连接方式,属柔性连接。承插式密封圈连接宜在环境温度较高时进行,插口端不得插到承口底部,应留出不小于10mm的伸缩空隙。在插入前,应在插口端外壁做出插入深度标记。插入完毕后,插入长度和承插口圆周间空缝应均匀,并保持连接管道轴线平直。
到水泡时,应进行管中心和管底高程的复测和外观检测,如发现位移、漂浮、拔口等现象,应及时返工处理。
6.5 管道的修补
6.5.1 管道在安装过程中,因意外造成的管壁局部损坏,当损坏处直径不大于60mm或环向裂缝不超过管周长的1/12时,也可以用与管材同样材质的聚乙烯片材进行热熔修补。
6.5.2 管道损坏面积大于6.5.1条的规定或管道的管身破坏,应切除全部损坏管段,插人相同长度的短管,再用管道连接方法将插入管段连接起来;或采用砌筑检查井、连接井等措施。
6.5.3 管道外表面的聚乙烯防腐层损坏,应将损坏周围打磨干净,先将热熔胶
承插口电熔熔接 图6.4.8-1 承插式电熔连接
涂在钢带表面,再用挤出焊接或用与管材同样材质的聚乙烯片材进行热熔修补。
6.5.4 管道切断后,在波峰的钢带断口部位,应采用挤出焊接或用与管材同样材质的聚乙烯片材进行防腐处理。
橡胶密封圈连接插口连接承口
图6.4.8-2 承插式密封圈连接
6.4.9 以上连接方法可以组合使用,以达到设计要求。
6.4.10 雨期施工时应采取防止管材上浮的措施。当管道安装完毕尚未覆土遭
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7 管道与检查井连接
7.0.1 管道与混凝土或砖砌检查井连接时,宜采用刚性连接,连接部位的宽度不小于2个螺距。
7.0.2 当管道已敷设到位,在砌筑砖砌检查井井壁时,宜采用现浇混凝土包封插入井壁的管端。混凝土包封的厚度不宜小于100mm,强度等级不得低于C20(图7.0.2)。
检查井井壁膨胀橡胶密封圈现浇混凝土包封检查井井壁局部加厚砖拱圈水泥砂浆填实7.0.6 管道与检查井连接完毕后,必须在管端连接部位的内外井壁做防水层,并符合检查井整体抗渗漏的要求。
7.0.7 当管道敷设在软土地基或不均匀地层上时,检查井与管道连接可采用过渡段。过渡段由不少于2节短管柔性连接而成,每节短管长600~800㎜。过渡段总长度根据地质条件确定,可取1500~2000㎜。过渡段与检查井宜采用刚性连接。
注:过渡段也适用于管道与构筑物进出水管道的连接。
7.0.8 检查井与上下游管道连接段的管底超挖(挖空)部分,在管道连接完成后必须立即用砂石回填,并按设计土弧基础支承角根据本规程第6.2.3条的规定回填密实。
管材管材图7.0.2 现浇混凝土包封连接 图7.0.3 管道与检查井预留洞的连接
7.0.3 当管道未敷设,在砌筑检查井时,应在井壁上按管道轴线标高和管径开预留洞口。预留洞口内径不宜小于管材外径加100mm。连接时用水泥砂浆填实插入管端与洞口之间的缝隙。水泥砂浆的配合比不得低于1﹕2,且砂浆内宜掺入微膨胀剂。砖砌井壁上的预留洞口应沿圆周砌筑砖拱圈(图7.0.3) 7.0.4 对现浇混凝土包封连接,宜采用自膨胀橡胶密封条,可在浇筑混凝土前,将橡胶条嵌在插入井壁管端中间部位的波谷内,橡胶条的长度应大于管材波谷周长的1.25倍。
7.0.5 在检查井井壁与插入管端的连接处,浇筑混凝土或填实水泥砂浆时管端圆截面不得出现扭曲变形。管径较大时,施工时可在管端内部设置临时支撑。采用专用管件与检查井连接时,专用管件应由管材生产厂家配套供应。
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8 回 填
8.2.2 管底基础层必须铺设在符合承载能力要求的地基土层上。
8.2.3 管道的土弧基础中心角2?加30°范围内的管底腋角部位必须用中砂或粗砂填充密实,并与管壁紧密接触,不得用土或其他材料填充。
8.2.4 沟槽应分层对称回填、夯实,每层回填高度应不大于0.2m。在管顶以上0.5m范围内夯实时,不宜采用夯实机具。
8.2.5 回填土的密实度应符合设计要求。当无设计要求时,应按表8.2.5和图8.2.5的规定执行。
槽内部份 超挖部份 管底基础层 土弧基础中心角 2?加30° 管道两侧 管顶以上0.5m范围 管道两侧 管道上部 表8.2.5 沟槽回填土密实度要求 最佳密实度(%) 回填土质 砂石料或最大粒径小于40mm级配95 碎石 85~90 95 95 90 85 按地面或道路要求,但≦80 中砂、粗砂,软土地基按本规程6.3.1的规定 中砂、粗砂 中砂、粗砂、碎石屑、最大粒径小于40mm级配砂砾或符合要求的原土 原土 8.1 一般规定
8.1.1 管道敷设完成后应立即进行沟槽回填。在密闭性检验前,除接头部位可外露外,管道两侧和管顶以上的回填高度不宜小于0.5m;密闭性检验合格后,应及时回填其余部分。
8.1.2 沟槽回填应从管道、检查井等构筑物两侧同时对称进行,确保管道和构筑物不产生位移,必要时宜采取临时限位措施,防止上浮。
8.1.3 从管底基础至管顶以上0.5m范围内,必须采用人工回填,严禁用机械推土回填。
8.1.4 管顶0.5m以上沟槽采用机械回填时应从管轴线两侧同时进行,并夯实、碾压。
8.1.5 回填时沟槽内应无积水,不得带水回填,不得回填淤泥、有机物及冻土,回填土中不得含有石块、砖及其它杂硬物体。
8.1.6 当沟槽采用钢板桩支护时,在回填高度达到规定高度后,方可拔除钢板桩,钢板桩拔除后应及时回填桩孔,并应采取措施填实,当采用砂灌填时,可冲水密实;当对地面沉降有控制要求时,宜采取边拔桩边注浆的措施。 8.1.7 沟槽回填时应严格控制管道的竖向变形,当管径较大、管顶覆土较高时,可在管内设置临时支撑或采取预变形等措施。回填时,可利用管道胸腔部分回填压实过程中出现的管道竖向反向变形来抵消一部分垂直荷载引起的管道竖向变形,但必须将其控制在设计的管道竖向变形范围内。
管道 基础 管顶0.5m以上 注:当管道沟槽位于城市道路或公路路基范围内时,管顶0.5m以上应分别按城市道路和公 路路基密实要求填实。 8.2 回填材料及回填要求
8.2.1 从管底基础层至管顶以上0.5m范围内的沟槽回填材料,可按表8.2.5的规定采用。
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地面分层回填,密实度按地面或路面要求90???% 90%~85%层厚不小于500mm分层回填密实,夯实后每层厚100~200mm土弧基础中心角2α加30°(管底腋角部位) 原土回填中砂、粗砂、碎石屑、最大粒径小于40mm级配砂砾或符合要求的原沟槽土中砂、粗砂中砂、粗砂,软土地基按本规程第6.3.1条规定9 质 量 检 验
9.1 管道密闭性检验
9.1.1 管道敷设完毕且经检验合格后,应进行管道密闭性检验。
9.1.2 管道密闭性检验可按8.1.1规定的沟槽回填条件进行,接头部位宜外露观察。 9.1.3 管道密闭性检验应按井距分隔,长度不宜大于1km,带井试验。 9.1.4 一般可采用闭水试验法检验管道的密闭性。操作可按本规程附录D的规定进行。 9.1.5 管道密闭性检验时,经外观检查,不得有漏水现象。管道24h的渗水量应满足下式计算结果: Qs?0.0046di (9.1.5)
D12α+30°Ed一般层厚≥100mm软土地基≥200mm (管底基础层)槽底原状土或经处理回填密实土层图8.2.5 沟槽回填土要求 8.2.6 在地下水位高的软土地基上敷设管道时,可在管道基础层和沟槽回填土内铺设土工布对管道的横向和纵向进行加固。在地基不均匀的地段, 宜在管底基础层及两侧回填土内铺设土工布;在高地下水位的管段,可在管顶和两侧的回填土内铺设土工布;在地下水流动区段内可能发生细颗粒土流动与转移时,宜沿沟槽底和两侧边坡上铺设土工布。
式中 Qs———每1km管道长度24h的允许渗水量(m);
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di——管道内径(mm)。
9.2 管道变形检验
9.2.1 当回填至设计高程后,在12h至24h内应测量管道竖向直径的初始变形量,并计算管道竖向直径初始变形率,其值不得超过管道直径允许变形率的2/3。
9.2.2 管道的变形量可采用圆形心轴或闭路电视等方法进行检测,测量偏差不得大于1mm。
9.2.3 当管道竖向直径初始变形率大于管道直径允许变形率的2/3,但管道本身尚未损坏时,可按下列程序进行纠正,直至满足要求为止:
1 挖出回填土至露出85%管道高度处,管顶以上0.5m范围内必须采用人工
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挖掘;
2 检查管道,如有损伤,可以进行修补或更换;
3 采用能达到密实度要求的回填材料,按要求的密实度重新回填密实; 4 复测竖向管道直径的初始变形率。
10 管材的运输及贮存
10.0.1 管材、管件在装卸、运输、堆放时,应轻抬轻放,严禁抛落、拖滚和相互撞击。
10.0.2 管材成批运输时,用缆绳捆扎成整体,并固定牢固,缆绳固定处及管端宜用软质材料妥加保护。当管材有承插口时,承口、插口应分层交错排放。 10.0.3 管材、管件如需长时间存放,应置于库房内;当露天堆放时,必须加以遮盖,防止曝晒;存放地点必须远离热源,并有防水、防火措施。 10.0.4 管材、管件自生产之日起,存放时间不宜大于12个月。超过12个月的管材需重新作出厂检验。
10.0.5 运输、贮存过程,管材、管件应保持清洁。
10.0.6 管材存放场地应平整,堆放应整齐;管材堆放时两侧应用木楔和木板挡住,防止滑动;并应注明类型、规格及数量。
10.0.7 管材叠放高度不宜过高,叠放层数应根据不同管径按照制管厂家企业标准执行。
9.3 沟槽回填土密实度检验
9.3.1 沟槽回填土的密实度应符合第8.2.5条的规定。
9.3.2 除9.3.1规定外,沟槽内本规程未规定的其它部位回填土密实度可按《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的规定。 9.3.3 沟槽覆土的密实度可采用环刀法检验。
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11 管道工程的竣工验收
11.0.1 管道工程竣工后必须进行竣工验收,合格后方可交付使用。 11.0.2 管道工程的竣工验收必须在各工序、部位和单位工程验收合格的基础上进行。
11.0.3 竣工验收时,应核实竣工验收资料,进行必要的复验和外观检查。对管道的位置、高程、管材规格和整体外观等,应填写竣工验收记录。 11.0.4 施工单位在管道工程完成后,应提交下列文件和资料:
1 竣工图和设计变更文件;
2 管材和管件的出厂合格证明和检验记录; 3 工程施工记录、隐蔽工程验收记录和有关资料; 4 管道的密闭性检验记录; 5 管道变形检验记录; 6 工程质量事故处理记录。
11.0.5 验收隐蔽工程应具备下列施工记录和中间验收记录:
1 管道及其附属构筑物的地基和基础验收记录; 2 管道穿越铁路、公路、河流等障碍的工程情况; 3 沟槽回填土材料使用记录; 4 沟槽回填土密实度的检验记录。
11.0.6 管道工程的验收应由建设主管单位组织施工、设计、监理和其它有关单位共同进行。验收合格后,建设单位应将有关设计、施工及验收的文件资料立卷归档。
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附录A 满流条件下钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道
水力计算图 满流条件下钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道水力计算图(内径150~1200)
满流条件下钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道水力计算图(内径1300~3000)
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附录B 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道不同充满度
的流水断面系数表
表B.0.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道不同充满度
的流水断面系数表
h/di 1.000 0.983 0.950 0.933 0.900 0.854 0.810 0.750 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.250 0.200 0.150 0.147 0.100 θ (°) 360.0 333.0 308.3 300.0 286.3 270.0 256.6 240.0 227.2 203.1 180.0 156.9 132.8 120.0 106.2 91.1 90.0 73.7 θ (rad) 6.2832 5.7695 5.3808 5.2359 4.9968 4.7124 4.4784 4.1887 3.9653 3.5447 3.1416 2.7384 2.3178 2.0944 1.8535 1.5900 1.5708 1.2863 sinθ 0.0000 -0.5000 -0.7848 -0.8660 -0.9598 -1.000 -0.9728 -0.8660 -0.7337 -0.3923 0.000 0.3923 0.7337 0.8660 0.9603 0.9998 1.0000 0.9598 α 0.7854 0.7824 0.7707 0.7627 0.7446 0.7141 0.6814 0.6318 0.5874 0.4921 0.3927 0.2933 0.1980 0.1536 0.1117 0.0738 0.0714 0.0408 α比 (断面比) 1.0000 0.9962 0.9813 0.9711 0.9481 0.9092 0.8676 0.8044 0.7479 0.6266 0.5000 0.3734 0.2521 0.1956 0.1422 0.0940 0.0909 0.0520 β 0.2500 0.2717 0.2865 0.2913 0.2980 0.3031 0.3043 0.3017 0.2963 0.2777 0.2500 0.2142 0.1709 0.1466 0.1205 0.0928 0.0908 0.0635 β0.667 1. 符号:
h——管内水深(m)
; di——管道内径(m)
h——管道水流充满度; diβ比 (流速比) 1.0000 1.0570 1.0590 1.1071 1.1243 1.1369 1.1399 1.1336 1.1200 1.0726 1.0000 0.9019 0.7759 0.7005 0.6146 0.5163 0.5090 0.4008 0.667α2β比(流量比) 1.0000 1.0530 1.0745 1.0751 1.0659 1.0337 0.9890 0.9119 0.8376 0.6721 0.5000 0.3368 0.1956 0.1370 0.08740 0.04853 0.04627 0.02084 0.6670.3967 0.4193 0.4344 0.4392 0.4460 0.4510 0.4522 0.4497 0.4443 0.4255 0.3967 0.3578 0.3078 0.2779 0.2438 0.2048 0.2019 0.1590
?——管道断面水深圆心角;
1?????sin??;
8hh?比(断面比)——不同时的?值与?1时的?值的比值;
didi1??????1??;
4?sin??0.6670.667
?0.667比(流速比)——不同h时的?值与h?1时的?值的比值;
didi值的比值; 2. 说明:
?0.667比?0.667值与h?1时的?2?0.667(流量比)——不同h时的?2?2
didi附录A为钢带增强聚乙烯螺旋波纹管(n=0.01)在满流条件下,不同管径、不同水力坡降的流速、流量关系。附录B是管内水流在不同充满度时的水流有效断面面积、流速、流量与管内满流状态的水流有效断面面积、流速、流量的比值关系。设计时,可按充满度查出相应的流速比(?(?2?0.667
0.667
比)和流量比
比),乘以附录A中满流时不同管径、不同水力坡降的流速、流量,
即可得出不同管径、不同水力坡降在不同充满度时的流速、流量。当管道内径与附录A中管道内径不同时,则应按本规程(4.0.1-1)式和(4.0.1-2)式重新计算满流时的流速、流量。
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附录C 管侧土的综合变形模量
C.0.1 管侧土的综合变形模量应根据管侧回填土的土质、压实密度和沟槽两侧原状土的土质,综合评价确定。
C.0.2 管侧土的综合变形模量Ed,可按下列公式计算: Ed???Ee (C.0.2-1) ??
表C.0.2-1 管侧回填土和槽侧原状土变形模量(kN/m) 数 ( %% ) 原 状 土 标 准 贯 入 锤 土 击 数 的 N63.5 类 N别 回 填 土 压 实 系 2
85 90 95 100 4<N≤14 14<N≤24 24<N≤50 >50 1E?1??2eEn (C.0.2-2)
式中 Ee——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(kN/m),
2
应根据试验确定;当缺乏试验数据时,可按表C.0.2-1采用;
En——沟槽两侧原状土的变形模量(kN/m),应根据试验确定;
2
当缺乏试验数据时,可按表C.0.2-1采用;
?——综合修正系数;
?1、?2——与Br(管中心处沟槽宽度)和D1(管外径)的比值有关的计算参数,可按表C.0.2-2确定。 C.0.3 对于填埋式敷设的管道,当
砂砾、砂卵石 5000 7000 10000 20000 砂砾、砂卵石 3000 5000 7000 14000 细粒土含量不大于12% 砂砾、砂卵石 1000 3000 5000 10000 细粒土含量大于12% 黏性土或粉土(WL<50%) 1000 3000 5000 10000 砂粒含量大于25% 黏性土或粉土(WL<50%) 1000 3000 7000 砂粒含量小于25% 注:1 表中数值适用于10m以内覆土;当覆土超过10m时,表中数值偏低; 2 回填土的变形模量Ee可按要求的压实系数采用;表中的压实系数(%)系指设计要求回填土压实后的干密与该土在相同压实能量下的最大干密度的比值;
3 基槽两侧原状土的变形模量En可按标准贯入度试验的锤击数确定; 4 WL为黏性土的液限;
5 细粒土系指粒径小于0.075mm的土; 6 砂粒系指粒径为0.075~2.0mm的土。
Br应为管中心处按设计要求达到的压实密度的填土宽度。
Br>5时,可取?=1.0计算。此时,D1
表C.0.2-2 计算参数?1及?2
Br/D1 1.5 0.252 0.748 2.0 0.435 0.565 2.5 0.572 0.428 3.0 0.680 0.320 4.0 0.838 0.162 5.0 0.948 0.052 ?1 ?2 21
附录D 闭水法试验
D.0.1 闭水试验时水头应满足下列要求:
1 当试验段上游设计水头不超过管顶内壁时,试验水头应以试验
段上游管顶内壁加2m计。
2 当试验段上游设计水头超过管顶内壁时,试验水头应以试验段
上游设计水头加2m计。
3 当计算出的试验水头超过上游检查井井口时,试验水头应以上
游检查井井口高度为准。
D.0.2 试验中,试验管段注满水后的浸泡时间不应少于24h。 D.0.3 当试验水头达到规定水头时开始计时,观测管道的渗水量,直到
观测结束时应不断地向试验管段内补水,保持试验水头恒定。渗水量的观测时间不得小于30min。
D.0.4 在试验过程中应做记录。记录表格可参照表D.0.4。
渗水量测定记录
表D.0.4 管道闭水试验记录表
工程名称 管段位置 管径(mm) 试验段上游设计水头(m) 次数 1 2 2 观测起始时间T1 观测结束时间T2 3 试验日期 年 月 日 管材种类 接口种类 试验长度(m) 允许渗水量(m/24h2km) 3试验水头(m) 恒定时间 T(min) 恒定时间内的补水量W(L) 实测渗水量 q(L/min/m) 折合平均实际渗水量(m/24h2km) 外观记录 评 语
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施工单位: 试验负责人: 监理单位: 设计单位: 使用单位: 记 录 员:
本规程用词说明
一、 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下:
1 表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。
2 表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。
二、 条文中指明应按其他有关标准执行时,写法为“应按??执行”或“应符合??的要求(或规定)”。
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中国工程建设标准化协会标准
埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程
技术规程
CECS XXX:200X
条文说明
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目 次
1 总则 2 术语、符号
2.1 术语 2.2 主要符号
3 材料
3.1 管材
3.2 管道连接材料
4 水力计算 5 管道结构设计
5.1 一般规定 5.2 管道结构上的作用 5.3 管道环载面变形验算 5.4 管道环载面强度计算 5.5 管道环载面压屈失稳计算 5.6 管道抗浮稳定计算 5.7 管道埋设深度的确定
5.8 管道每米最小钢带面积的确定
6 管道施工与敷设
6.1 一般规定 6.2 沟槽 6.3 管道基础
6.4 管道安装及连接 6.5 管道的修补
7 管道与检查井的连接 8 回填
8.1 一般规定
8.2 回填材料及回填要求
9 质量检验
9.1 管道密封性检验 9.2 管道变形检验
9.3 沟槽回填土密实度检验
10 管材的运输及贮存 11 管道工程的竣工验收
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1 总 则
1.0.1 埋地排水用聚乙烯螺旋波纹管属于化学管材,它将钢材的高强度、高刚性与聚乙烯材料的耐腐蚀、耐磨损有机的结合起来,具有高环刚度,耐腐蚀,管壁光滑、过流能力大、密封性能好,使用寿命长、运输安装方便和施工速度快等特点。用作埋地排水管道时,具有良好的使用性能,但在设计、施工上有不同于其他排水管材(包括纯塑料的化学建材)的特殊要求。本规程只适用于埋地敷设的排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道。这种管材在国内已经推广使用,需要制定相应的技术规程。
1.0.2 本条明确了本规程适用范围。根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268第10章的有关规定,工作压力小于0.1MPa的管道为无压管道。条文中提出的管材,可用于承受外压力的埋地排水管道工程。从目前国内外的使用情况看,钢带增强聚乙烯螺旋波纹管直径可达2500mm。
1.0.3~1.0.7 明确了本规程与其他技术标准关系,便于工程技术人员掌握应用。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1~2.1.5 列出了本规程中采用的管材专用名词,与其对应的英文名称是参照中国工程建设标准协会标准《埋地聚乙烯排水管道工程技术规程》CECS164:2004制定的。
2.1.6~2.1.9 为土弧基础专用术语。土弧基础是埋地塑料排水管管道工程结构的组成部分。术语明确了土弧基础各部位的含义、功能及技术要求。
2.2 主要符号
主要符号参照现行国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号》GBJ 132-90和《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083-97确定的。
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3 材 料 3.1 管 材 3.1.1 本条为钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在工程建设中的产品标准。该标准为中华人民共和国城镇建设行业标准。管材的形式、规格尺寸如下: 1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的形式如下: AA放大外层聚乙烯钢带8 9 10 11 12 13 14 15 粘接树脂1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1800 2000 985 1085 1185 1285 1385 1485 1585 1785 1985 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 8.0 150 165 180 190 200 210 210 210 210 0.7 0.7 0.7 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 16 dim内层聚乙烯e1注:管材长度为6000、8000、9000、10000,12000,也可根据供需双方合同约定,管材的长度不允许有超过二分之一螺距的负偏差” ep2 规格尺寸 表E3.1.1-1管材规格系列(mm) 序 号 1 2 3 4 5 6 7 公称内径 DN/ID 300 400 500 600 700 800 900 最小平均内径 最小内层壁厚 最小层压壁厚 最大螺距 最小钢带厚度 最小防腐层厚度 3.1.2 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的主要材料由聚乙烯、钢带、粘接树脂组成。聚乙烯材料的性能依据CJ/T225-2006的规定,相当于PE80级材料的要求。钢材的性能也是产品标准的要求,在生产中要求采用冲压级材料,其牌号为ST14,在结构设计中选用钢带的抗压强度设计值最大为210MPa。 2 3.1.3 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的环刚度最小为8kN/m,环刚度的分类为: 表E3.1.1-2 管材的环刚度分类(kN/㎡) 级别 环刚度 SN8 ≥8 SN12.5 ≥12.5 SN16 ≥16 dim.min 294 392 490 588 673 785 885 e1.min 2.5 3.0 3.5 4.0 4.0 4.5 5.0 emin 4.0 4.5 5.0 6.0 6.0 6.5 7.0 pmax 55 65 75 85 110 120 135 tmin 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.7 0.7 e2min 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.1.4 缝的抗拉强度标准值来源CJ/T225-2006,是根据GB/T8804测定的力值,单位为N。 3.2 管道连接材料 3.2.1~3.2.2 本条规定了对热熔挤出焊接连接、电熔带连接所用的焊丝和电 27
熔带的质量要求。目前尚无国家标准,本条的规定是参照专门生产管件厂的企业标准制定的。厂家在提供产品时,应提供可靠的技术鉴定材料。本条有待在应用中逐步完善。如本条的规定与将来发布的国家标准矛盾,应以国家标准为准。
3.2.3 本条规定了对热收缩管(带)连接所用的热收缩材料和热收缩管(带)的质量要求。
3.2.4~3.2.5 本条规定了对卡箍(哈夫套)连接、承插式密封圈连接所用的材料的质量要求。
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4 水力计算
4.0.1 计算公式与国家标准《室外排水设计规范》GB50014的规定相一致。 4.0.2 PE排水管管壁粗糙系数n值并非常数,应由试验确定。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管因制管工艺原因,其内壁不很光滑,粗糙系数从外观看,要比双壁波纹管大一些,但从国外生产厂提供的资料,n值都不大于0.01,因目前无国内试验资料,故采用了n=0.010~0.011。当制管工艺可使管材内表面较光滑时,可取小值;如有试验资料,可按试验值采用。
4.0.3 最小设计流速是为了防止管内淤积,本规程的取值系按国家标准《室外排水设计规范》GB50014的规定确定。
5 管道结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道结构设计是按照国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153-92的规定,采用了以概率理论为基础的极限状态设计方法。
5.1.2~5.1.7 均按照国家标准《给排水工程管道结构设计规范》GB50332-2003的相关条款制定。
5.1.8 PE排水管的线膨胀系数为0.2mm/m℃,亦即每100m长管道每升降1℃时,其纵向伸缩量为±20mm。当温差达±10℃时,伸缩量达±200mm。排水管道在沟槽回填土完成后长期使用过程中,管道内外介质的环境温差比较小;但在施工敷设过程中经常出现较大的温差,如北方地区的日差可达到15℃以上,因此在施工敷设时,对刚性连接的管道,要尽可能减小管道的温差影响。当检查井与管道为刚性连接时,尤其要尽可能防止降温使管道纵向回缩而产生拉应力的影响。本规程第6.4.5、6.4.8条对管道连接时闭合温度的要求和本规程第8.1节对回填土的要求等,都是为了尽可能在管道敷设过程中减小温度影响的措施。
5.2 管道结构上的作用
5.2.1~5.2.5 条文是按照国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002的相关条款制定的。
5.3 管道环截面变形验算
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5.3.1 本条是按照国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002第4.3.8条制定的。
5.3.2 本规程的变形公式采用了美国spangler氏公式,符合GB50332-2002的规定。公式中的变形滞后效应系数可依沟槽管道胸腔部位回填土的密实度取值,密实度大取大值,密实度小取小值。
5.3.3 PE排水管管道的允许直径变形率,在美国及欧洲的有关资料中都规定不大于7.5%;本规程是按GB50332-2002中小于5%的规定确定的。由于排水管外径不统一,而管道内径相对统一和便于实际中测量,因此钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的允许直径变形率选用管道内径di;另一方面,相对外径而言,采用内径对钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的允许直径变形率控制加严。
式中:?——管道环向应力;
P——管顶单位面积的土柱压力; D——波纹钢管直径;
A——单位管长的管壁面积;
fb——管壁材料的极限强度,当
?s——管壁材料的屈服强度;
r——管壁波纹的回转半径,可近似地取波纹高度的一半;
N——安全系数。
由此,可得出以下表达式:
D<294时,fb??s; r??
NPD??s 2A5.4 管道环截面强度计算
5.4.1~5.4.2 条按《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002规定制定。
5.4.3 本条是参照美国钢铁协会(AISI)出版的《排水和高速公路用钢结构产品手册》(1994)中有关波纹钢管的内容制定的。
美国犹他州立大学曾对聚乙烯钢肋螺旋管埋地后的受力和变形情况作了大量的试验研究。试验成果表明,聚乙烯钢肋螺旋管的工作性状和荷载-变形曲线与低刚度的波纹钢管相类似。美国钢铁协会(AISI)在《排水和高速公路用钢结构产品手册》(1994)中载有波纹钢管的设计内容,其中给出了对圆形波纹钢管按圆拱压力理论进行强度设计的计算方法。该《手册》认为,强度设计应按下式进行
我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中规定钢的屈服强度和强度设计值间有如下换算关系:
fy?
?s ?R式中:fy——钢材的设计强度;
?R——钢材的抗力分项系数。对Q235钢,?R=1.087;对Q345钢、
Q390钢、Q420钢,?R=1.111。
由此,得出下列公式:
??
NPD?fy
2A?R??
PDfb? 2AN根据美国犹他州立大学对螺旋波纹管的试验成果,管顶垂直土压力与管周填土的密实度有关。据此,美国AISI在其手册中给出了压实系数与荷载系数
30
的关系,本规程表5.4.3采纳了这一关系。
美国AISI建议安全系数取2.0,认为该值是适当的,并偏于安全。考虑到我国土压力采用计算值,有一分项系数1.27,而美国AISI中土压力采用标准值。这样,综合考虑公式中采用系数0.72。
5.4.4 本条按《给水排水工程管道结构设计规范》GB-50332-2002规定确定。
5.7 管道埋设深度的确定
5.7.1~5.7.2 为便于设计单位在工程设计中对《埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程技术规程》的使用,根据本规程第5.3节制定了管道的允许埋设深度表(表5.7.2)。
本表制定中按《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002规定的最大管道直径变形率5%和按本规程附录C选取了常用的土质条件,回填土的压实系数及常用的管道敷设基础中心角(2α)编制的,使用中如不符合这些条件,应根据工程情况进行复核验算。
5.5 管道环截面压屈失稳计算
5.5.1~5.5.3 本条是按照国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002第4.2.11条规定的。
5.5.4 本条是参照美国聚乙烯波纹管协会资料《聚乙烯波纹管的结构设计方法》的有关内容制定的。管道环截面的压屈失稳取决于管侧回填土的弹性模量和管材的环刚度。美国公式为:
5.8 管道每米最小钢带面积的确定
5.8.1~5.8.2 管道每米最小钢带面积是当管道埋设后,竖向直径变形率达到5%时每米管道所需的最小钢带面积,它是管道覆土能够达到表5.7.2的允许埋设深度的必要条件。因此,生产企业在生产不同直径、不同环刚度的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管时,都必须满足每米管道最小钢带面积的要求。
当工程中遇到超过表5.7.2允许埋深的情况,则应根据管道埋设的土质条件,通过调整钢带螺距、厚度等措施增加每米管道钢带面积进行埋深的复核验算。
0.772?EdPS?2 Pcr?2?SF?1?V??式中SF为安全系数,取值2.0,现压屈稳定系数也取2.0;式中PS为美国ASTM标准中定义的管刚度,它与ISO标准中的环刚度的关系是:S=0.0186PS=1/53.7PS,故0.772PS=42S。
又根据5.1.5条各项作用均由钢带承担的规定,即不考虑PE的作用,而钢带在其正交方向不连续,故取其泊松比为0。
5.6 管道抗浮稳定计算
5.6.1~5.6.2 条文是按照国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002第4.2.10条制定的。
1 31
6 管道施工敷设
条文内容重复过多,对测量、沟槽开挖、排水降水、支撑等共性内容,可参照相应的现行国家标准及地方标准的规定施工。
6.1 一般规定
6.1.1 制定施工组织设计是保证排水管道工程质量的重要措施。
6.1.2 管顶覆土厚度包括路面结构层厚度、管顶最小覆土厚度的确定,要考虑各方面的因素。首先是管道变形量,其次是外部荷载,其中要考虑筑路时的临时荷载,另外冰冻地区还应考虑冰冻深度的影响。综合各方面因素及施工实际情况,规定管道在车行道下覆土厚度不宜小于0.7m。当埋深不满足最小覆土厚度时,需对管道采用相应的加固措施。
6.1.3 管顶最大覆土厚度是按第5章“管道结构设计”的规定,根据埋管地质条件,通过对管道加强和变形计算确定的,因此在敷设前要对沟槽土质进行核对。
6.1.4 本条是为不开挖所穿越的铁路,保证铁路安全,便于检查和更换管道的常规做法。
6.1.5 本条是排水管道工程施工时为确保质量的常规做法。聚乙烯管在施工中有抗浮和稳管等要求,需格外注意,并采取适当的措施。
6.1.6 压力管道不属于本规程的范围,但管道交叉需做倒虹管,必然产生一定的内压,因此要规定最大内压,如倒虹管内压超过0.05MPa时,宜采用PE给水压力管。目前在水下铺设排水PE结构壁管缺乏实践经验,故不宜将其用于水下管道。
6.1.7 根据《室外排水设计规范》GB50014要求,埋地排水管应直线敷设, 当管道发生转角时,设置检查井。
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管为柔性管材,其柔性接口对角变位有一定的适应性,由制管厂提供管道的允许偏转角度及弯曲弧度。
6.1.8 本规程是针对钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道的特点编写的,为了避免
6.2 沟 槽
6.2.1 聚乙烯管材具有安装方便、施工快速等特点,它对沟槽宽度的要求也比较小,但沟槽宽度过小,影响管道接头施工质量及沟槽回填密实度,故本条款作出了相应限制。
6.2.2~6.2.4 条文是排水管道工程施工时为确保质量的常规做法。
6.3 管道基础
6.3.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管属柔性管材,对应的管道基础应采用土弧基础。国内外通常的做法都是采用砂砾石基础。为了便于控制管道高程,保证管底与基础的紧密结合,对于一般地基应敷设一层砂砾石基础层;在地质条件极差的软土地区,管道基础应按地质条件进行专门的设计,对地基进行改良和处理,当达到承载能力要求后方可铺设基础层。
6.3.2 本条是参照协会标准《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》CECS 164:2004的规定制定的,也是为了保证施工实际支承角不小于设计支承角。这与混凝土管土弧基础的规定相同。
6.3.3~6.3.5 条文是排水管道工程施工时为确保质量的常规做法。地基处理方法宜由设计、施工单位根据土质条件制定。
6.4 管道连接及安装
6.4.1~6.4.2 条文是为保证管道工程所用管材的质量而制定。
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6.4.3 本条的管道连接方法,是参考国内外钢带增强聚乙烯螺旋波纹管施工的有关规程、规定,并结合我国目前的施工实际情况作出了规定。对热熔挤出焊接连接、电熔带连接、热收缩管(带)连接、承插式电熔或密封圈连接采用的设施及工具,以及操作技术,均要求由管材生产厂提供并指导。
6.4.4 热熔挤出焊接连接是钢带增强聚乙烯螺旋波纹管目前常用的连接方式。该方式必须使用带热风装置的挤出焊机和与管材材质相同的聚乙烯焊条。 6.4.5 电熔带连接是钢带增强聚乙烯螺旋波纹管常用的连接方式。它采用镶嵌在聚乙烯带内表面的电热丝为加热元件,将波谷的聚乙烯熔为一体。连接前,应先清除承连接表面的污垢,检查电热丝焊线是否完好,并确认待焊面已对齐。通电前先用锁紧扣带将电热带扣紧,然后根据不同型号的管道设定电流及通电时间。接通电源期间,不得移动管道或在连接件上施加任何外力,通电时要特别注意连接电缆线不能受力,以防短路。通电完成后,适当收紧扣带,并保持一定的冷却时间。在自然冷却期间,不得移动管道。
6.4.6 热收缩管(带)连接所采用的热收缩管(带)由制管厂配套供应。套管的施工环境温度应为1~60℃。若环境温度低于0℃,应对套管采用保温措施。管材连接处表面的灰尘和赃物应清理干净,并使之对接无缝。应用液化石油气喷枪火焰从热收缩管中间沿圆周方向均匀加热,并使加强纤维热收缩管完全收缩后再分别向两端延伸加热。加热时,套管允许受热不得超过250℃。在局部收缩完后再重新加热表面凹凸不平的其他部分,直至使其完全平整。最后应对收缩管的两端各50mm处再加热一遍,以使两端热熔胶充分熔化。 6.4.7 卡箍(哈夫套)连接的连接件应有防腐、防锈要求。
6.4.8 承插式电熔连接是近年来发展的管道连接方法。它是通过对预制在承口内的电热丝加热,使插口外表面和承口内表面聚乙烯熔为一体的连接方法,操作时需要专用的焊接设备,必须按生产厂提供的操作规程进行。
承插式密封圈连接是目前常用的管道连接方式。由于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的成型特点,需要单独生产承插口。管材的一端为承口,另一端为插口,
在厂内完成承插口短管的连接。安装前应先检查橡胶圈是否配套完好,确认胶圈安放位置及插入承口的深度。接口作业时,应先将承口和插口的工作面用棉纱清理干净,不得留由泥沙等杂物,并在承口工作面上涂上润滑剂,然后立即将插口端的中心对准承口端的中心就位,润滑剂一般由制管厂配套供应。 6.4.9 在要求较高和特殊地质条件下,采用两种以上的连接方法是有必要的。 6.4.10 本条是雨期施工时为保证施工质量而采取的措施。
6.5 管道的修补
6.5.1~6.5.3 由于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管可用焊接连接和热收缩管(带)连接,故当管道出现较小面积的局部损坏时,可采用焊枪和热收缩管(带)进行修补;但当破损超过一定范围时,应切除破损管段,采取换管措施,以确保管道质量。
6.5.4 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的钢带外表面的热熔胶和聚乙烯为防腐层,当防腐层破坏时,需要进行修补。
6.5.5 钢带断口已暴露在外,需要进行防腐处理。
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7 管道与检查井连接
7.0.1 目前国内排水管道检查井还是以砖砌井室为多,有些城市已开始采用混凝土井室。砖砌与混凝土井室与钢带增强聚乙烯螺旋波纹管连接一般均为刚性接头。如井室与管道连接要作成柔性接头,则须开发各种专用连接管件。
检查井井壁膨胀橡胶密封圈橡胶密封垫圈现浇混凝土包封8 回 填
8.1 一般规定
8.1.1 本条是为了尽可能减小管道敷设后温度升降对管道纵向伸缩的影响。 8.1.2~8.1.5 条文参照了GB 50268中对管道沟槽回填土的常规要求。 8.1.6 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管为柔性管,当采用钢板桩支护沟槽时,在拔桩时必须将桩孔回填密实,以保证管道两侧回填土具有要求的弹性模量。为此,国外资料指出,当不能保证钢板桩拔出后桩孔回填的密实度时,应考虑是否拔出钢板桩的问题。
8.1.7 本条是敷设柔性管道时控制管道竖向变位的一种施工技术措施。
8.2 回填材料和回填要求
管材预埋管接头8.2.5 柔性管道是按管土共同作用理论设计计算的,因此必须严格按设计要求的回填土进行沟槽回填。当设计未规定时,可按本条的表8.2.5和图8.2.5中沟槽各部位的最佳密实度及要求回填。本条对沟槽各部位回填土密实度的要求是按GB50332-2002第5.0.16条的规定制定的,该条文属于强制性条文,必须严格执行。
8.2.6 条文用土工布(土工织物)对敷设在高地下水位的软土地层中的管道进行纵向及横向加固,这是近年来一种比较有效的埋地管道加固措施。国内在这方面的实践和经验还不多,但欧洲预期标准EVN1046:2000中已将土工布加固措施列入标准条文中。现简介如下:
1.在地基土层变动部位防止或减少管道纵向不均匀沉降的敷设方法。土工布包覆后能起到地基梁的作用。可根据土质变化情况及范围采用图E8.2.6-1中(a)、(b)、(c)的不同包覆方式。
2.防止高地下水位管道上浮的土工布包覆方法,见图E8.2.6-2。
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图E7.0.1
7.0.2 本条是对先敷设管道后砌井的施工要求。
7.0.3 本条是对先砌筑井室,再接入管的施工要求。亦即是对井墙上预留洞接入管端的施工要求。
7.0.4~7.0.6 条文是管端与井室连接接头的质量和抗渗要求。
7.0.7~7.0.8 条文是管道构筑物与管道连接是处理管道不均匀沉降和保证管理基础支承要求的常规做法。
3.防止土壤中细颗粒土因地下水流动而转移的土工布包覆方法,见图E8.2.6-3。 注:土工布的搭接,当采用熔接搭接时搭接长度不小于0.3m;当非熔接搭接时,不小于0.5m。 土工布(a) 土工布土工布 (b) (c)
图E8.2.6-1 软土地层中管道的土工布加固方法
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土工布 图E8.2.6-2 防管道上浮的土工布包覆方法 基础层 土工布 图E8.2.6-3 防细颗粒土流失的土工布包覆方法 9 质量检验
9.1 管道密闭性检验
9.1.1~9.1.4 管道密闭性检验采用闭水法试验,其检验方法参照国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268中有关规定。 管道密闭性检验也可采用完备气法检验,可按闭气标准执行。
9.1.5 管道密闭性检验中的允许漏水量,我国目前还没有关于聚乙烯排水管管道的允许渗水量标准和试验研究资料。
在GB50268中,对压力管道和无压力管道的允许渗水量分别作出了规定,其中无压力管道系指混凝土、钢筋混凝土管及管渠,其允许渗水量规定为: Qs?1.25di
式中 Qs——每1km管道长度24h的渗水量(m)
3
管道内径 (mm) 700 800 900 1000 1100 1200 1500 1800 2000 表E9.1.5 各标准规定的允许渗水量(m/24h/km)比较
美国 PrEN13476-3 EN1610 GB50268-97 QS≤0.0046di QS≤0.006032di QS≤0.02262di 3.22 4.222 15.834 33.00 3.68 4.826 18.096 35.35 4.14 5.429 20.358 37.35 4.60 6.032 22.620 39.52 5.06 6.635 24.881 41.45 5.52 7.238 27.143 43.30 6.90 9.048 33.930 48.40 8.28 10.858 40.716 53.03 9.20 12.064 45.240 55.90 3
从上表可以看出,按不同标准计算的管道允许渗水量,其结果相差很大。为了确保埋地聚乙烯排水管道及路基的施工质量,本规程选择了最严格的美国《PVC管设计施工手册》1991年第3版的相关标准,作为管道的允许渗水量标准。
di——管道内径(mm)
在协会标准《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》CECS122:2001中,管道的允许渗水量是按照美国《PVC管设计施工手册》执行的,其允许渗水量规定为:
Qs?0.0046di
在欧洲EN16109(1997年)标准中,管道允许渗水量为每m润湿面积每30min的渗水量不大于0.15L,折算成每1km管道长度24h允许渗水量为: Qs?0.02262di
在欧洲prEN13476-3(2000年7月)标准中,管道允许渗水量为每m润湿面积每30min的渗水量不大于0.04L,折算成每1km管道长度24h允许渗水量为:
Qs?0.006032di
按照上述各标准,对管道的允许渗水量比较如表E9.1.5。
36
2
2
9.2 管道变形检验
9.2.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管为柔性管,在实际使用过程中允许存在一定的变形,但这种变形必须不影响管道的使用寿命。当埋地柔性管的变形量超过5% 时,管材间的接口及管材与检查井间的接口可能出现渗水,从而造成沟槽回填砂土流失,甚至影响路基安全,因此管道的长期变形必须加以控制。埋地柔性管的变形量随时间增加而增加,但几乎所有的变形增加量都产生在敷设后的第一到第二年,以后变形量就稳定下来,因此控制管道的长期变形量,首先应控制管道的初始变形量。在埋地柔性管允许的变形范围内,竖向管道直径的减少和横向管道直径的增加大致相等,因此在检验过程中通常比较注意竖向管道直径的变形量。
我国目前还没有关于埋地聚乙烯管道变形率的控制标准和监测资料。欧洲
标准ENV1046:2001中规定,柔性管的平均初始变形率应控制在2%~4%的范围内。欧洲标准prEN13476-3(2000年7月)中规定,当环刚度为2.0N/m时,柔性管的平均初始变形率应控制在5%;当环刚度增大时,柔性管的平均初始变形率可以控制在8%。澳大利亚/新西兰标准AS/NZS2566.1(增补1:1998)中规定,柔性管的短期变形率不应超过4%。考虑柔性管变形量与时间的关系,欲控制埋地聚乙烯管道的长期变形量,其初始变形率不宜过大,结合本规程5.3.2及欧洲标准EVN1046:2001、澳大利亚/新西兰标准AS/NZS2566.1(增补1:1998)确定埋地聚乙烯竖向管道直径初始变形率不得超过管道直径允许变形率的2/3。
9.2.2 控制测量偏差是保证测量精确度的前提,但欧洲标准、澳大利亚、新西兰标准、德国标准、美国聚乙烯波纹管协会CPPA等资料中均没有这方面的详细说明。本条是参照上海市《玻璃纤维增强塑料夹砂排水管道施工及验收规程》DGJ 08-234-2001制定的。
9.2.3 当竖向管道直径初始变形率较小时,短时间内管道仍然完好,挖出后可以恢复原状,对敷设过程进行纠正后,该管道的施工质量仍能得到保证。
2
9.3 沟槽回填土密实度检验
9.3.1 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管为柔性管,沟槽回填密实度对控制管道的变形有很大影响。为保护管道结构,故作此项规定。
9.3.2 排水管道敷设完成后,沟槽部分或者恢复为原地貌,或者修筑道路,故必须对管顶0.5m以上部分沟槽覆土的密度作出规定。特别是在修筑道路时,保证路基的施工质量非常重要。
37
10 管材运输和贮存
根据钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的特性,为保证管材、管件的质量不受损害,制定本章。
10.0.4 对于存放时间长于一年的管材,应按其产品质量标准重新检测,检测合格者方可使用或降级使用。使用时应附有重新检测报告,重新检测不合格者不得使用。
38
11 管道工程竣工验收
本章为管道工程验收必须遵守的程序,系根据国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97及行业标准《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90制定。
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