九曲灣水利樞紐工程聚乙烯（PE）給水管施工技術(shù)

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1、工程概況

    九曲灣水利樞紐工程位于江西省尋烏縣縣城北部，距縣城9km，壩址位于東江上游尋烏水馬蹄河中游，是一座以供水為主，兼有防洪、發(fā)電等綜合利用效益的小(一)型水庫(kù)。壩址控制流域集雨面積為71km²，總庫(kù)容415萬(wàn)m³。設(shè)計(jì)日供水能力近期為1.5萬(wàn)m³，中遠(yuǎn)期為3.0萬(wàn)m³；設(shè)計(jì)灌溉面積0.48萬(wàn)畝。     九曲灣水利樞紐工程由大壩、輸水管道、廠房等建筑物組成。     輸水管道布置在左岸，全長(zhǎng)8km，管道主要用PE管，工程量有聚乙烯（PE）供水管敷設(shè)7.9km，土石方開(kāi)挖2.4萬(wàn)m³，土方回填1.1萬(wàn)m³。     2、PE管材料的特性     聚乙烯（PE）管材是一種新型材料,它具有柔韌性好,耐腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)輕、抗沖擊性能優(yōu)良等特點(diǎn)，管材、管件連接可采用熱熔對(duì)接及電熔等連接方式，使管材、管件熔為一體，系統(tǒng)安全可靠，施工成本低，在工程應(yīng)用中發(fā)展迅速。     本工程采用PE100管材，公稱外徑為500mm。     3、管道施工     聚乙烯（PE）管道按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T98-2003《建筑給水聚乙烯類管道工程技術(shù)規(guī)程》要求施工。     3.1.管材、管件運(yùn)輸及貯存     先將倉(cāng)庫(kù)附近的一塊空?qǐng)龅仄秸鰜?lái),管材、和管件到貨后，小心搬運(yùn)至空?qǐng)龅?，整齊擺放,堆成三層,不得劇烈碰撞，避免接觸尖銳物件。若PE管被刮傷,刮傷深度超過(guò)1cm,則將其切除。管材堆放好后，面上蓋一層油毛氈，避免日曬雨淋。PE管受溫度影響較大，值班人員經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)未防護(hù)好的及時(shí)處理。     由于管線較長(zhǎng)，為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，新羅段不必運(yùn)至倉(cāng)庫(kù)，直接運(yùn)輸至工作面，在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。     3.2.管道連接     管道的連接方式主要有：     1. d_n（公稱外徑）≤63mm時(shí)，采用熱熔承插連接或電熔連接；     2. d_n ≥75mm時(shí)，采用熱熔對(duì)接或電熔連接；     3.  與金屬管及管路附件的連接，采用法蘭連接或過(guò)渡管件連接等方法。     3.2.1.熱熔對(duì)接     PE管相互連接本工程選用熱熔對(duì)接方式。使用該方法連接時(shí)，采用熱熔對(duì)接焊機(jī)，具體步驟如下：     ⑴把待接管材置于焊機(jī)夾具上并夾緊；     ⑵將管材待連接端清潔干凈，然后銑削連接面，若連接端不干凈，則易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。     ⑶校直兩對(duì)接件，使其錯(cuò)位量不大于2mm；     ⑷放入加熱板；     ⑸加熱完畢，取出加熱板；     ⑹迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力30Pa并保壓冷卻；     ⑺熱熔完成。     熱熔焊機(jī)操作人員應(yīng)遵循以下焊接參數(shù)。  焊接參數(shù)表 壁厚（mm） 預(yù)熱時(shí)的卷邊高度（mm）。（預(yù)熱溫度210±10℃） 加熱時(shí)間（s）。（溫度210±10℃） 允許最大切換時(shí)間（s） 焊縫在保壓狀態(tài)下的冷卻時(shí)間（min） 12.2-18.2 1.0 120-170 8 17-24 20.1-25.5 1.5 210-250 10 25-32 3.2.2.過(guò)渡連接 在與金屬管及管路附件（如閥門、水表等）的接口連接處采用絲扣或法蘭等過(guò)渡管件進(jìn)行連接。          PE管法蘭連接示意圖     3.3.管道安裝     溝槽開(kāi)挖后，在溝底鋪上20cm沙土或合乎可要求的原土整平夯實(shí)，回填就地取材?；A(chǔ)通過(guò)隱蔽驗(yàn)收后方可進(jìn)行管道安裝。     若溝槽周邊沒(méi)位置，則在溝槽中進(jìn)行連接和安裝，若溝槽周邊有場(chǎng)地，則預(yù)先在地面上接成一定長(zhǎng)度的管路，等到每個(gè)焊口都充分冷卻后，再整體安裝。整體安裝可拖拉的最大安全距離為50m。     3.4.管道回填     管道安裝完畢，經(jīng)驗(yàn)收合格后再進(jìn)行管道回填。在管道安裝與鋪設(shè)完畢后應(yīng)盡快回填。     管道回填分兩步：     （a）用沙土或符合要求的原土回填管道兩肋，一次回填高度為100~150 mm,搗實(shí)后再回填第二層直到回填到管頂以上至少100mm處。在回填過(guò)程中，管道下部與管底的空隙處易被忽略，要注意夯實(shí)。管道接口前后200mm范圍內(nèi)不回填，以便試壓時(shí)觀察各接頭質(zhì)量。     （b）管道試壓合格后的大面積回填（500mm厚），管頂300mm以上部分回填原土并填實(shí)，采用機(jī)械回填時(shí)，要從管的兩側(cè)同時(shí)回填，機(jī)械不得在管上行駛。     管頂以上300mm回填后，在進(jìn)行管道試壓，以防試壓時(shí)管道系統(tǒng)產(chǎn)生推移。     管周圍200mm以內(nèi)的回填土不得含粒徑大于10mm的堅(jiān)硬石塊。     3.5.試壓與清洗     為檢驗(yàn)供水管的駁接止水質(zhì)量和供水管的安裝質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求，在供水管安裝后，需做壓水試驗(yàn)。 壓水試驗(yàn)共分兩類，其一為施工過(guò)程中的分段試驗(yàn)，其二為全線駁接完成后的竣工試驗(yàn)。     3.5.1.試驗(yàn)壓力的確定     本工程選用的PE管材有兩個(gè)公稱壓力等級(jí)：0.6MPa、0.8MPa。     1. 管材適溫性能。PE管道的公稱壓力（PN）是指在20^?C時(shí)的內(nèi)水壓力指標(biāo)。本工程介質(zhì)溫度在20~40^?C之間時(shí)，按下表溫度對(duì)壓力折減系數(shù)（f_t）修正工作壓力（F_w）。   溫度對(duì)壓力折減系數(shù) 水溫t(^?C) 20 30 40 壓力折減系數(shù)(f_t) 1.0 0.87 0.74     2. 確定試驗(yàn)壓力。試驗(yàn)壓力為管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力的1.5倍，但不得小于0.8MPa。 F_w= F_wd f_t /1.5     其中F_wd為系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，選用的管材最大設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力。     f_t由每次壓水試驗(yàn)所測(cè)水溫值確定，若沒(méi)有對(duì)應(yīng)的水溫采用插值法計(jì)算。本工程介質(zhì)溫度在20~40^?C之間，試驗(yàn)壓力見(jiàn)下表。 水溫t(^?C) 20 30 40 壓力折減系數(shù)(f_t) 1.0 0.87 0.74 0.6MPa管 工作壓力（MPa） 0.4 0.35 0.3 試驗(yàn)壓力（MPa） 0.8 0.8 0.8 0.8MPa管 工作壓力（MPa） 0.53 0.46 0.39 試驗(yàn)壓力（MPa） 0.8 0.8 0.8     3.5.2.試驗(yàn)準(zhǔn)備工作     （1）試驗(yàn)段選擇     竣工試驗(yàn)的管段為全管道系統(tǒng)；     分段試驗(yàn)的管段根據(jù)實(shí)際施工的分段情況確定。不同材質(zhì)管段分別試驗(yàn)，或按較高標(biāo)準(zhǔn)段的參數(shù)試驗(yàn)。竣工試驗(yàn)的管段為全管道系統(tǒng)；     實(shí)際施工共分六段（大壩至新水廠約1200m、新水廠至官下峽約1100m、官下峽至云蓋崠水廠約1600 m、云蓋崠水廠至新羅陂頭約1500m、新羅陂頭至新羅大橋約2000m、新羅大橋至老水廠500m）。不同材質(zhì)管段分別試驗(yàn)，或按較高標(biāo)準(zhǔn)段的參數(shù)試驗(yàn)。     （2）試驗(yàn)準(zhǔn)備     在試驗(yàn)前，先進(jìn)行管路外觀質(zhì)量檢查，規(guī)劃供排水路線，檢查電源和供電線路，準(zhǔn)備儀表設(shè)備及零部件。     （3）試驗(yàn)機(jī)械設(shè)備     供水泵1臺(tái)，試壓泵1臺(tái)，壓力表1個(gè)，帶堵板法蘭2個(gè)，以及進(jìn)出水管路和配套閥門。     3.5.3.試驗(yàn)步驟     （1） 將試壓管段各配水點(diǎn)封堵，緩慢注水，同時(shí)將管內(nèi)空氣排出；     （2） 管道充滿水后，進(jìn)行水密封性檢查；     （3） 對(duì)系統(tǒng)加壓，應(yīng)緩慢升壓，升壓時(shí)間不應(yīng)小于10min；     （4） 升壓至規(guī)定的試驗(yàn)壓力后，停止加壓，穩(wěn)壓1h，壓力降不得超過(guò)0.05MPa;否則卸壓后進(jìn)行檢查處理。     （5） 在工作壓力的1.15倍狀態(tài)下穩(wěn)壓2h，壓力降不得超過(guò)0.03 MPa，同時(shí)檢查各連接處，不得滲漏。否則卸壓后進(jìn)行檢查處理，重復(fù)以上步驟，直至符合要求為止。     （6） 試驗(yàn)合格后，填寫試驗(yàn)記錄并簽字。     3.5.4.管道清洗     若為竣工試驗(yàn)，在壓水試驗(yàn)合格后需進(jìn)行管道清洗消毒。方法如下：     A、將管道系統(tǒng)內(nèi)存水放空，再灌注氯溶液（濃度≮20mg/L），讓其在系統(tǒng)內(nèi)靜置不小于24小時(shí)進(jìn)行消毒；     B、放空消毒液，再用生活飲用水沖洗管道；     由衛(wèi)生部門檢測(cè)，符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749，則清洗合格，可交付使用。否則應(yīng)重復(fù)消毒和清洗，直至符合要求為止。     4、施工中應(yīng)注意的問(wèn)題     1.PE管的彈性模量（600 MPa～900MPa）較大，易受溫度影響，應(yīng)貯存 在室內(nèi)或棚內(nèi)通風(fēng)良好的地方，不應(yīng)露天堆放，避免陽(yáng)光曝曬。材料存放處與施工現(xiàn)場(chǎng)溫差比較大時(shí)，要先將管材在現(xiàn)場(chǎng)放置一段時(shí)間后才安裝，并且先購(gòu)回來(lái)的先使用。     2.PE管屬柔性材料，防止硬碰刮傷。     3. 熱熔連接要掌握好加熱時(shí)間和連接插入的力度和深度。插入太深，造成管道斷面減少，插入太淺，令接口處強(qiáng)度降低。因此應(yīng)嚴(yán)格按焊接參數(shù)表及規(guī)范要求操作。     4. PE管連接的質(zhì)量關(guān)鍵在于管與管的接頭部分、與金屬管及管路附件（如閥門、水表等）的接口連接處。在本工程中壓水試驗(yàn)中出現(xiàn)過(guò)一次漏水返工現(xiàn)象，主要原因就是管與管的接頭部分污物較多，接管質(zhì)量不高。     5.回填時(shí)嚴(yán)格控制管周不得有石塊等硬物。     6. 做壓水試驗(yàn)時(shí)，不宜加壓過(guò)快、過(guò)高，否則會(huì)產(chǎn)生微量膨脹，導(dǎo)致壓水試驗(yàn)的誤差，因此必須嚴(yán)格按規(guī)范要求操作。     聚乙烯（PE）管材在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)施工中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，還需大家互相交流、不斷總結(jié)、不斷進(jìn)步。