某小区给水管网改造工程施工设计方案

./1、概述

PE给水管作为一种新型管材,具有耐腐蚀、无毒性、内壁光滑阻力小、抗老化使用寿命长〔50年、重量轻〔密度只有钢管的1/8、安装劳动强度低、施工费用少、抗震性能强、材质柔韧性好等特点。而HDPE管高密度

通常情况下,PE管要求埋地敷设,覆土深度大于0.7m,若确需局部地面敷设时,须使用抗紫外线的黑色PE管并采取保护措施。

2、材料的进场和检验

为保证工程质量,每批材料进场前都要求施工单位填报进场申报表,监理根据规范〔GB50242--2002对进场材料的品种、规格、外观等进行验收,包装应完好,表面无划痕及外力冲击破损,整根管的外观应光滑,无色泽不均现象,检查管道的壁厚和圆度。查验生产厂商出具的产品合格证、质量验收报告及政府主管部门颁发的使用许可证等质量证明文件,符合要求后予以签认。材料进场后,按规定的批量及频率对进场的材料和配件进行见证抽样、送检,在未获得检验合格的证明文件之前,不应准许承包商开始启用。监理在见证抽样的时候,尤其要注意生产批号,由于生产过程的某些不可预见因素,同一生产厂家、同一原料、同一配方和工艺,不同生产批次的产品质量会有差异。

3、施工顺序：

挖沟槽→管道安装→部分回填→试压→敷设标志桩→全部回填。

4、管沟槽断面及管道基础

管沟开挖断面大小对施工进度及成本有较大影响。通常于地面上预制较长管线以减少管沟的开挖宽度B,一般按B=D+0.3m<D—管道外径>确定管沟宽度即可满足要求。

管道基础要求平整并有足够的强度,开挖管沟须防止扰动基底原状土壤。基底处于地下水位以下的较软土层时,可采用先垫15cm厚、粒径小于50mm厚碎石,再铺5cm厚砂垫层的处理方法,使管道获得长期稳定的支撑。本工程采用C15砼固定墩的方式稳固。

人工开挖管槽时,要求沟槽底部平整、密实,无尖锐物体。沟底可以有起伏,但必须平滑地支撑管材,若有超挖时,必须回填夯实。

5、管道连接

<1>、选择连接方式

PE管的连接主要有热熔连接、机械连接、电熔连接等方式。

热熔连接法有成本低、管道接口质量好、不需管件等优点而被大量使用。由于存在需配备熔焊设备、接口热熔操作耗时长、技术要求高等不利因素,

热熔连接的主要步骤有：

①、材料准备：将管道或管件置于平坦位置,放于对接机上,留足10-20mm的切削余量。

②、夹紧：根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具,夹紧管材,为切削做好准备。

③、切削：切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层,保证两对接端面平整、光洁、无杂质。

④、对中：两焊管段端面要完全对中,错边越小越好,错边不能超过壁厚的10%。否则,将影响对接质量。

⑤、加热：对接温度一般在210-230℃之间为宜,加热板加热时间冬夏有别,以两端面熔融长度为1-2mm为佳。

⑥、切换：将加热板拿开,迅速让两热融端面相粘并加压,为保证熔融对接质量,切换周期越短越好。

⑦、熔融对接：是焊接的关键,对接过程应始终处于熔融压力下进行,卷边宽度以2-4mm为宜。

⑧、冷却：保持对接压力不变,让接口缓慢冷却,冷却时间长短以手摸卷边生硬,感觉不到热为准。

⑨、对接完成：冷却好后松开卡瓦,移开对接机,重新准备下一接口连接。

<2>、热熔连接质量控制要点

热熔连接对操作者技术要求较高,应注意对接口质量进行外观检查,要求接口处形成均匀的凸缘。造成连接质量问题常见有以下方面的原因,施工中应注意防范：

①、不同材质、品牌、壁厚的管材和管件混用；

②、连接件的端面未保持清洁,对粘有的水或泥土应及时清理；

③、操作人员技能不高,对热熔连接的工艺参数〔加热时间,加热温度、连接压力、冷却时间未按规定要求严格控制；

④、未完全冷却就移动连接件或对连接件施加外力；

⑤、熔接设备要定期维护保养,保证设备良好的使用状态。

PE管材热熔对接参数参考值

公称壁厚

〔mm

对接工艺

第一步：预热

第二步：熔融

第三步：切换

第四步：对接

预热压力：0.15Mpa

预热温度：210C

预热时的卷边高度h〔mm

压力:0.1Mpa

预热温度：210C

预热时间〔秒

允许最大切换时间〔秒

焊接压力

0.15Mpa

冷却时间〔分

2~3.9

0.5

30~40

4

4~5

4.3~6.9

0.5

40~70

5

6~10

7.0~11.4

1.0

70~120

6

10~16

12.2~18.2

1.0

120~170

8

17~24

20.1~25.5

1.5

170~210

10

25~32

28.3~32.2

1.5

210~2250

12

33~40

采用不同型号的焊机时,上述参数应做相应的调整

③鞍形对接连接

PE管道在应用过程中经常会遇到根据实际需要,进行主管分接的问题,传统的管材必须先切除一段主管然后安装一个三通来完成分接。

鞍形三通可采用鞍形对接方式连接,即采用鞍形对接焊机,直接在主管上连接一个鞍形三通,然后采用配备的切刀切割主管,这样就完成了主管的分接,施工非常快速。

钢管法兰连接

PE管道和钢管及阀门连接时宜采用钢塑法兰连接：PE管道与相应的塑料支撑环之间可采用热熔对接方式进行连接,钢管端与金属法兰的连接,应符合相应钢管焊接的规定：然后采用法兰片即可完成PE管道与钢管的连接。

法兰连接也适用于PE管与PE管之间的相互连接。一般而言,PE支撑环之间与PE支撑环之间不需要密封圈,但在大尺寸,高压力工作条件下仍需要添加密封圈。当PE支撑环与其它材质〔钢管,镀锌管等的管道进行法兰连时,必须使用密封圈。

〔二管沟内管道的敷设

1、管道敷设

管道改变方向时,可利用管材良好的柔性进行弯曲敷设,弯曲半径须符合下表要求,否则须使用弯头。

管道公称外径D〔mm

允许弯曲半径R〔mm

D≤50

30D

50＜D≤160

50D

160＜D≤250

75D

D﹥250

100D

管道穿过井室时,将比PE管大一到二级管径的钢管或钢圈砌在井壁中作为套管,中间填充橡胶或粘土以形成柔性连接。

2、管道回填

管道安装完毕应尽快回填,试压应保证管顶填土高度不小于0.5m。从管底到管顶以上0.3m范围内的回填材料必须严格控制,可采用碎石屑、砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土。当管道位于车行道下且铺设后立即修筑路面时,须用中、粗砂分层回填夯实,每层不大于0.2m。对管顶以上0.5m范围内应轻夯压实,达到规定的压实度。夯实从管沟壁开始逐渐向管道靠近,两侧对称进行。雨季施工要及时排除沟槽积水,防止管道漂浮。

管道回填土中不能夹有石块、砖块、草皮、树根等杂物。

3、管道防护

现在常用的地下管线探测设备以探测金属管线为主〔非金属管线探测设备价格昂贵,无法探测到非金属管道的具体位置,PE管道被不慎挖伤事故时有发生。因此本工程采用钢筋混凝土标志桩沿着管线方向敷设,距管顶高度不小于0.3m。

〔三管道水压试验

1、管道安装合格后,管道两侧按设计要求回填<接口处不得回填>后,分两段试压。

2、系统注水时,应打开管道各高处的排气阀,将空气排尽。待水灌满后,关闭排阀,用电动试压泵加压,压力应逐渐升高,加压到一定数值时,应停下来对管道进行检查,无问题时继续加压,一般分2~3次升到试验压力。当压力达到试验压力时停止加压,保持恒压10分钟,对接口管身检查无破损及漏水现象,认为管道强度试验合格。在试验压力下,10分钟压力下降不大于0．02MPa,可以认为严密性试验合格,试压质量优良。班组质安员应及时做好试压记录。

〔四给水管道消毒、清洗

1、按照《给水排水管道工程施工及验收规范》执行,本工程分段进行冲洗,冲洗水由泄水阀排向附近河流及市政设施。

2、冲洗水源为原供水管引出,新装供水管冲洗流速1m竹子林四、五建小区给水管网改造工程特殊过程PE管热熔对接施工方案编制人：编制日期：审核人：审核日期：批准人：批准日期：PE管热熔对接施工方案竹子林四、五建小区给水管网改造工程为XX市水务集团福田分公司二00四年管网改造〔竹子林四、五建住宅小区工程。本工程位于深南大道北侧金众集团以北,竹子林四、五建住宅小区〔金众小区内,共需埋设PE给水管道5578米,管径dn63至dn315不等。本工程把对PE管的热熔对接作为特殊施工过程,为保证PE管道施工质量和进度特指定本施工方案。热熔对接机设备简介：本工程PE管热熔对接设备采用XX先创电控设备厂生产的DRJ—315热熔焊机,DRJ—315热熔焊机由夹具、铣刀、加热板、电动控制部分和液压系统组成。其采用电动铣削,液压驱动,整体结构为"分体"式,加热板由温度表直接显示温度,加热板表面有不粘涂层,电动机带动液压泵,系统的各种压力直接由调压阀手动调节。主要技术参数：焊接温度调节范围〔°C0—300工作电压〔V220加热板功率〔W2500油泵电动功率〔W750铣刀电动功率〔W1000PE管热熔对接的要求：需用专用的热熔对接机具。应检查有无产品出厂合格证,并索要出厂检验报告；一般适用于OD≥90mm管；管壁厚度>6mm。适用于同种牌号、材质的管材与管材,管材与管件连接。性能相似,不同牌号材质的连接需试验验证。不使用明火。在寒冷气候〔-5度以下和大风环境下进行连接操作时,应采取保护措施,或调整连接工艺。热熔对接连接〔对接焊工艺焊接工艺曲线和参数聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段,加热段、切换段、对接段,根据管子的不同规格和截面积制定其焊接参数。焊接工艺三个重要参数：温度、压力、时间。温度的确定聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～230℃,一般生产厂家确定为210±10℃；是聚乙烯材料的加工温度,在材料粘流态转化温度之上,只有在这种条件下,聚乙烯产生熔融流动,聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕,得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明,温度低于180℃,即使加热时间长,也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高,将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应,使材料降解,聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体,材料结构发生变化,生成不饱和烃,出现杂质,从而使焊接质量降低。时间的确定加热时间的确定：焊接端面平整后10×壁厚〔mm秒。加热时间的长短,决定焊接的质量；是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度,在转换的阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间,是随着需要加热的面积增大而增大的,更重要的是对流和辐射传播的能量,会随着管壁厚度的增加而减小。管端面的不平度,造成热量的传递不均匀,窝藏空气,产生气孔,最终影响焊接质量,所以需要和压力密切的配合,在加热的同时施加一定的压力,平整焊接面,促进塑化,形成理想的焊接面进行热传递,然后降压吸热。切换时间的确定：10秒内尽可能地缩短,其端面冷却非常快,对接速度慢直接影响焊接质量。冷却时间的确定：见表1；1.15～1.33×壁厚〔mm分钟。聚合物材料的导热性差,只有金属的几十分之一,冷却速度相应的缓慢,在冷却的时间内需要进行结晶,收缩,所以需要有充分的时间降到结晶温度,进行充分的晶粒生长,消除内应力,在一定的压力下冷却,避免焊接端面有缩孔。压力的确定焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2；在210±10℃的温度下,焊接时间、压力的取值,可以参照德国焊接协会DVS2207－95的标准。焊接工艺曲线压力时间tP0拖动P2<接缝>P1<焊接>端面平整吸热取板调压冷却总焊接时间加热段切换段对接段压力时间tP0拖动P2<接缝>P1<焊接>端面平整吸热取板调压冷却总焊接时间加热段切换段对接段表1聚乙烯管材热熔对接焊参数值〔环境温度20℃壁厚度mm端面平整凸起高度〔压力P＝0.15N/mm2〔温度210±10℃mm吸热时间〔压力P≈0.01N/mm2〔温度210±10℃S〔秒切换时间取出热板对接S〔秒冷却时间〔压力P＝0.15N/mm2保压状态下min〔分<4.50.545<564.5…7.01.040…70<5…66…107.0…12.01.570…120<6…810…1612.0…19.02.0120…190<8…1017…2419.0…26.02.5190…260<10…1224…3226.0…37.03.0260…370<12…1632…4537.0…50.03.5370…500<16…2045…6050.0…70.04.0500…700<20…2560…80PE焊接操作：焊接前的准备检查清洁热板；聚四氟乙烯〔PTEF涂层损坏需更换。其最大粗糙度为2.5μm。1清洁油路接头后接通油路。2检查电源、电压、接地后接通电路,空转排气。3热板升温,红灯亮后预热10分钟,热板表面温度为210±10℃4安装与管材规格相符的卡具〔卡具的要求：卡具与管子的焊接部位不同心度小于2％。管子的不圆度<5%。焊接操作打开机架,按工艺要求设置吸热时间和冷却时间。卡管〔管件；调整同心度,必要时调整浮动悬挂装置或用辊杠支架将管垫平减小摩擦力。放置铣刀锁安全锁。启动铣刀,闭合机架,调整压力,端面进行铣削,形成连续屑后,降压力。打开机架,开安全锁,取出铣刀。闭合机架,a.记录拖动压力<P0>。b.检查间隙<0.3mm。C.错位量<管壁厚10％。加压到焊接压力,查管子是否卡紧。如果未卡紧或调整管子位置,需重复〔3的过程。打开机架,放加热板〔焊接端面有灰尘需清洁。闭合机