高密度聚乙烯双壁波纹管技术规程.doc

高密度聚乙烯双壁波纹管管道设计、施工技术规程1 总则1.0.1高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）（以下简称双壁波纹管）是一种新型的排水管材。为了在室外埋地排水管道工程设计、施工及验收中，做到技术先进、经济合理、确保工程质量，特制定本规程。1.0.2本规程适用于新建、扩建、和改建的室外埋地排水高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）工程的设计、施工及验收。1.0.3本规程适用于室外埋地敷设的管径DN800mm以下的高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）。1.0.4应用于本规程，排入管道的水温应不大于40oC；排放管道的水质，应符合污水排入城市下水道水质标准（CJ18-86）的规定。1.0.5本规程可用于埋设在一般地质条件下或酸、碱性等腐蚀性土壤中。1.0.6施工人员应按设计文件和施工图施工。遇本规程未涉及的问题或有特殊要求时，变更设计应经设计单位同意。1.0.7管道工程用的管材、管件、密封圈、等必须符合现行的国家和行业产品标准。1.0.8除执行本规程外，尚应符合国家现行的标准和行业标准及本地区的有关规定。1.0.9执行本规程时，必须遵守国家和地方的有关安全、劳动保护、防火、环保等方面的有关规定。2 引用标准GBJ 14-87（1997年版）室外排水设计规范GBJ 69-84给水排水工程结构设计规范GB 50268-97给水排水管道工程施工及验收规范CJJ 3-90市政排水管渠工程质量检验评定标准3 术语3.0.1双壁波纹管corrugated pipe管壁截面为双层结构，内壁的表面光滑，外壁为等距排列的环形中空波纹结构的管材。3.0.2公称内径（de）norminal inside diameter为便于应用，对热塑性塑料管系统管材以内径标定。注：本规程中公称内径与管材实际内径等同（个别规格以外径定径，公称直径为外径）。3.0.3最小内压强度minimum internal pressure strength指无压重力流排水管道，在50年长期输水条件下，对使用的管道进行内压检验，耐内压强度最低界限的规定。3.0.4环刚度ring stiffness管材试件在两平板压扁至管内径垂直方向的变形为规定值时所施加的单位长度垂直荷载的换算值。用以衡量管材承受外压荷载的能力，而无实际的物理学意义。3.05弹性直径变形率elastic diameter deformation rate管材在外压荷载作用下，管径垂直方向弹性变形的极限值与加载前管材中心直径的比值。4 材料4.1管材质量4.1.1设计所选用的管材，应符合国家标准和行业标准。具有质量检验部门的产品合格证和产品性能说明书，并应标明生产厂家、规格和生产日期。管道的公称内径Di，最小平均内径di，应按表4.1.1-1规定；环刚度等级见表4.1.1-2；压力等级见表4.1.1-3。 HDPE双壁波纹管规格表（mm）表4.1.1-1级别 S1 S2 S3 S4 环刚度 4 8 16 32 环刚度分类（KN/m2） 表4.1.1-2 内压等级分类 （Mpa） 表4.1.1-3 级别 P1 P2 P3 4.1.2管材的物理机械性能应符合下列规定：密度：950kg/m3970kg/m3；弹性模量：800MPa；拉伸屈服强度：20MPa；4.1.3压力排水管道的最小内压强度在23 条件下应不小于0.2MPa。但重力流管道作闭水试验时要求不小于1.5m水头即可。4.1.4管道的环刚度，应根据管道承受外压荷载的受力条件选用。一般情况下管材的环刚度宜大于或等于4KN/m2。设计院或使用单位可向本公司索取HDPE管道选型条件清单。4.1.5管道的截面特征，应根据生产厂提供的截面尺寸计算。4.1.6管道的外观质量应满足下述要求：（1）管道外观结构特征明显，颜色一致，内壁光滑平整。管身不得有裂缝、凹陷及可见的缺损，管口不得有损坏、裂口、变形等缺陷。（2）管道的端面应平整，与管中心轴线垂直，管材长度方向不能有太明显的弯曲现象。（3）管道插口外径、承口内径的尺寸必须准确，符合现行产品标准的规定。4.2弹性密封橡胶圈4.2.1承插接口所用的弹性密封橡胶圈，应由管材生产厂配套供应，为保证密封效果，以采用异型橡胶圈为宜。4.2.2弹性密封橡胶圈的外观应光滑平整，不许有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷。4.2.3管道接口的弹性密封橡胶圈应采用氯丁橡胶或其他具有耐酸、碱、污水腐蚀性能的合成橡胶，其性能应符合下列要求：（1）邵氏硬度：505；（2）伸长率：50；（3）拉断强度：16MPa；（4）永久变形：20；（5）老化系数：0.8（70 ，144h）；5管材、橡胶圈等的运输及贮存5.0.1管道、管件在装卸、运输、堆放时，应小心轻抬轻放，禁止抛落拖滚及相互撞击。5.0.2管材成批运输时，承口、插口应分层交错排放，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。5.0.3管材如长时间存放，应置于棚库内。如露天堆放，必须遮盖防止暴晒，并远离火源（热源）。存放环境温度应不超过60。5.0.4管材存放场地应平整，堆放应整齐，堆放码垛方法，参照图5.0.4所示。管径de300mm以下堆五层，管径de300mmde400mm堆四层，管径de500mmde600mm堆三层。并应注明类型、规格及数量。管件不应叠置过高，应顺向或承插口相应整齐排列。 5.0.5橡胶圈在运输及保存中，不应使其受挤压，以免变形，且防止日晒及高温直接影响。同时应标明相配套的管材规格和厂家。 6管道水力计算6.0.1高密度聚乙烯双壁波纹管排水管道管壁的粗糙系数规定为n=0.009,考虑到接头及管件连接处的水力损失，系统水力损失计算可采用粗糙系数n=0.010。6.0.2双壁波纹管排水管道的流速、流量按下列公式计算： 式中：V-流量（m/s）；n-管壁粗糙系数i-水力坡降；Q-流量（m3/s）；A-水流有效过水断面面积（m2）。6.0.3 排污水时管道在设计充满度下，最小设计流速不低于0.6m/s，排放雨水或合流时，管道在满流时不低于0.75 m/s。7管道结构计算7.1 设计基础规定7.1.1 双壁波纹管道应按柔性管进行计算，设计使用寿命不得低于50年。7.1.2 管道结构设计应进行下列验算：（1） 在外压荷载作用下管道环截面的强度计算。（2） 在外压荷载作用下管道的环向变形计算。（3） 管道的抗浮稳定验算。7.1.3 高密度聚乙烯管道的环向弯曲受拉极限强度采80MPa，允许弯曲强度的安全系数采用5，允许弯曲强度为16 MPa。7.1.4 作用在管道上的设计荷载应包括在管道上的竖向土压力，地面上的车辆荷载及堆积荷载。车辆荷载与堆积荷载不叠加计算，两者取其大值。车辆荷载等级应按实际情况采用。7.1.5 作用在管顶的竖向土压力可按下式计算： 式中：P1-作用在管顶的竖向土压力(KN/m2)；YS-管顶回填土的重力密度(KN/m3)；H-管顶的覆土高度(m)；nS-竖向压力系数(可取11.1)。7.1.6 地面车辆荷载传递到埋地管道上的竖向压力按下列公式计算：（1） 单个轮压传递到管顶的竖向压力（图7.1.6-1）： 式中：P2-地面车辆荷载传递到管道上的竖向土压力(KN/m2)；j-车辆荷载的动力系数，当H0.7m时j=1.0;P0-车辆的单个轮压(KN);a-单个车轮着地长度(m)；b-单个车轮着地宽度(m)。 （2） 两个以上轮压综合影响传递的竖向压力(7.1.6-2): 式中：nc-轮压的数量；dj-地面相邻两个轮压间的净距(m)。 a)顺轮胎着地宽度的传递 b)顺轮胎着地长度的传递 图7.1.6-2 地面两个以上轮压综合影响的传递分布图 7.1.7 地面有堆积荷载时，应按实际情况计算。地面堆积压力P2一般可按10 KN/m2采用。7.1.8 作用在管道上沿纵向单位长度上的总压力按下式计算： 式中：Wc-由管顶覆土深度确定的竖向总土压力(KN/m)；Fc-地面车辆荷载传递到管顶处的总压力(KN/m)；Fs-地面堆积荷载作用在管顶处的总压力(KN/m)；Dro-管公称外径（m）。72强度计算7.2.1 管道在外荷载作用下，管壁最大法向弯曲应力，应小于管材的允许弯曲强度。7.2.2 管壁法向弯曲应力，可按下式计算： 式中： -法向弯曲应力（MPa）;-管壁截面上的弯矩（N.mm）;1-管道在竖向土压力作用下的弯矩系数；2-管道在汽车轮压荷载作用下的弯矩系数；1-管顶覆土的竖向压力（N/mm2）2-地面荷载作用在管道上的竖向压力(N/mm2)r-管壁中心的半径（r=D/2）（mm）；-单位管长的管壁截面系数（mm3/mm）。注：2地面荷载取车辆荷载或地面堆载的大值。7.2.3 弯矩系数1、2与管道基础的有效支承角2有关，（图7.2.3），可参照表7.2.3与表8.3.2。 图7.2.3 73管道环向变形计算7.3.1 埋地高密度聚乙烯排水管道在外荷载作用下，管径垂直方向的直径变形率应小于管材的允许直径变形率的一般情况下，管材允许直径变形率不得大于5%。管子的直径变形率及允许直径变形率按下式计算： 式中：D-管子在组合荷载作用下管径垂直方向的直径变形量（mm)；D0-加荷载前管横截面管壁中心的直径(mm)；0-管材的弹性直径变形率(%)由压扁试验确定；K-安全系数一般可取1.5。7.3.2 管道在组合荷载作用下,垂直方向的变形量,可按下式计算: 式中：D-管道在组合荷载作用下的垂直方向直径变形量（mm）；DL-变形滞后系数，可按管道胸腔回填土密实度压实程度1.2-1.5；K-基础垫层系数，与管道基础设置的支承角有关，支承角90o时一般可取0.1；W0-管顶沿纵向单位长度的总压力，根据管顶覆土深度确定，W0= Wc+ Fc或W0= Wc+ Fs ,取其大值(KN/mm)；r-管壁中心半径(r= D0/2)(mm)；E-管材弹性模量(KN/mm2),可取3 KN/mm2；I-管壁截面上单位长度的惯性矩mm4/mm；E-管侧面回填土的变形模量(KN/mm2)；7.3.3 管侧回填土的变形模量E由试验实测确定，无测定数据时，可按表7.3.3采用。 注：表中Wi为回填土的液限，压实系数指回填土压实时，控制干密度与最大干密度的比值。74 管道的抗浮稳定计算7.4.1 管道抗浮稳定的安全系数不得小于1.10。7.4.2 管道的抗浮稳定可按下式验算： (7.4.2)式中：KB-抗浮安全系数，不小于1.10；Hs1-地下水位以上覆土层的高度(m)；Hs2-管顶至地下水位标高的土层厚度(m)；Z-可能出现的最高地下水位至管底的高度(m)；Ys-管顶回填土的重力密度，一般可取18 KN/m3；Ys-地下水位以下回填土的有效密度，一般可取8 KN/m3；Yw-水的重力密度，取10 KN/m3。8 管道敷设81 一般规定8.1.1 管道应敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的地层上，管道在车行道下管顶覆土厚度不小于0.7米。8.1.2管道应直线敷设，需利用柔性接口折线敷设时，管道每个承接口处相对转角一般情况下不得大于2。8.1.3排水管道工程可同槽施工，但应符合一般排水管同槽敷设设计、施工的有关规定。8.1.4管道穿越铁路、高等级道路路堤及有障碍的构筑物时，应设置钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作的保护套管，套管内径应大于波纹管外径200mm以上，管道与套管之间的端部处空间用填料填塞。8.1.5管道基础的埋深低于建（构）筑物基础底面时，管道不得敷设在建（构）筑物基础下地基扩散角受压区以内。8.1.6地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区，施工时应采取降底地下水位的措施，防止沟槽失稳。地下水位应降至槽底最低点以下0.3m0.5m方可进行管道安装。回填的全部过程中，不得停止降低地下水。8.2沟槽8.2.1沟槽槽底净宽度，宜按管外径加0.6m确定，以便于人工在槽底作业为宜。8.2.2开挖沟槽，应严格控制基底高程，不得扰动基面。基底设计标高以上0.2m0.3m的原状土应予保留，禁止扰动。铺管前用人工清理至设计标高，不得挖至设计标高以下。如果局部超挖或发生扰动，不得回填泥土，可换填10mm15mm天然级配的砂石料或中、粗砂并整平夯实。8.2.3雨季施工，应尽可能缩短开槽长度，做到成槽快，回填快，并做好防泡槽的措施。一旦发生泡槽，应将水排除，把受泡的软化土层清除，换填砂石料或中粗砂，做好基础处理。8.2.4人工开槽时，宜将槽上部混杂土，槽下部良质土分开堆放，以便回填用。堆土不得影响管沟的稳定性。8.2.5槽底埋有不易清除的块石、碎石、砖块等物质时，应铲除至设计标高以上0.2m，然后铺垫天然及配砂石料，面层铺上沙土整平夯实。8.2.6槽底不得受浸泡或受冻。8.3基础8.3.1管道基础设计，采用垫层基础。对一般的土质地段，基底只需铺一层砂垫层，其厚度H0为0.1m；对软土地基，槽底又处在地下水位以下时，宜铺垫一层砂砾或碎石，其厚度不小于0.15m，碎石粒为5mm40mm，上面再砂垫层（中、粗砂）厚度不小于50mm,垫层总厚度Ho不小于20mm，Ho如表8.3.2。8.3.2管道基础型式及管基有效支承角2应依基础地质条件、地下水位、管径及埋深等条件确定，可参照表8.3.2。 8.3.3管道基础垫层应按设计要求铺设，厚度不得小于设计规定。8.3.4基础垫层，应夯实紧密表面平整。管道基础在接口部位，应挖预留凹槽，以便接口操作，参见图8.3.4，长L约为400600mm，深h约为50100mm，宽B约为管外径的1.1倍。凹槽在接口完成后，随即用砂填实。 图8.3.4 8.3.5开槽后，对槽宽、基础垫层厚度、基础表面标高、排水沟畅通情况、沟内是否有污泥、杂物、基层有无扰动等作业项目，分别进行验收，合格后才能进行安排。8.4管道安装8.4.1管道安装一般均可采用人工安装。安装时，由人工抬管道两端传给槽底施工人员。明开槽，槽深大于3m或管径大于400mm的管道，可用非金属绳索溜管，使管道平稳的放在沟槽管位上。严禁用金属绳索勾住两端管口或将管道自槽边翻滚抛入槽中。混合槽或支撑槽，因支撑的影响宜采用从槽的一端集中下管，在槽底将管道运至安装位置进行安装。8.4.2承插口管安装应将插口顺水流方向，承口逆水流方向，由下游向上游依次安排。8.4.3管道长短的调整，可用手据切割，但断面应垂直平整，不应有损坏。8.4.4橡胶圈接口应遵守以下规定：（1）接口前，应先检验胶圈是否配套完好，确认胶圈安放位置及插口应插入承口的深度。接口作业所用的工具，见表8.4.4。胶圈接口作业项目的施工工具表 表8.4.4 （2） 接口作业时，应先将承口的内工作面用棉纱清理干净，不得有泥土等杂物，并涂上润滑剂，然后立即将插口端的中心对准承口的中心轴线就位。（3） 插口就位后插入承口。可在管端部设置木档板，用撬棍使被安装的管道沿着对准的轴线徐徐插入承口内，逐节依次安装。de400mm的管道可用柔性缆绳系住管道用手动葫芦等提力工具，严禁用施工机械强行推顶管道插入承口。（4） 用哈夫件时，先将连体胶圈套上一根管端，翻起外侧的边缘，将另一根管对正靠紧，放下胶圈，套进肋槽，再将哈夫件安好，均匀紧好螺栓，不得缺装。8.4.5雨季，应采取措施防止管材漂浮。可先回填土到管顶一倍管径以上的高度。管道安装完毕尚未还土时，一旦遭到水泡，应进行管中心线和管底高程复测和外观检查，如发生位移、漂浮，拔口现象，应返工处理。8.5管道修补8.5.1管道敷设后，受意外因素发生局部损坏，当损坏部位的长或宽不超过管周长的1/12时，可采取修补措施。修补方法：1、管道的外壁发生局部或较小部位裂缝或孔洞在20mm以内时，可先将管内水排除，用棉纱将损坏部位清理干净，然后用环已酮刷基面后，涂刷耐水性能好的塑料粘合剂。从未使用的管道相应部位取下相似形状大小的板材，进行粘接，用土工布包缠固定，固化24小时后即可还土。2、管道的外壁损坏部位呈现管壁破碎或长100mm以内孔洞时，用刮刀将破碎的管壁或孔洞完全剔除，剔除部位周围50mm以内用环已酮清理干净，刷耐水性能好的塑料粘合剂；再从相同管材相应部位取下相当损坏面积2倍的弧形板，内壁涂粘接剂扣贴在损坏部位，用铅丝包扎固定，如图所示。如果管外壁有助，将损坏部位周围50mm以内的波纹去除、刮平，采取上述相同方法补救。 图8.5.1 管道损坏修补示意图 8.5.2管道铺设完后，发生超出8.5.1限定的损坏范围时，应将损坏的管段或整根管道更换，重新铺设。8.6管道与检查井连接8.6.1管道与检查井的连接，宜采用柔性接口，也可采用承插管件连接。8.6.2要求不高时可直接砌进检查井壁中。8.6.3管道与检查井的衔接，为保证管材或管件与检查井壁结合良好不漏水，可采用中介层作法。在管道与检查井相接部位的外表面预先做好用聚乙烯粘接剂、粗砂做成的中阶层，然后用水泥砂浆砌入检查井的井壁内，如图8.6.3所示。中阶层的作法：先用毛刷或棉纱将管壁的外表面清理干净，然后均匀地涂一层塑料粘接剂，紧接着再上面甩撒一层干燥的粗砂，固化10-20分钟，即形成表面粗糙的中介层。中介层的长度视管道砌入检查井内的长度而定。通常可用240mm。 图8.6.3 8.6.4管道与检查井的衔接亦可采用预制混凝土外套环，加橡胶圈的结构形成。如图8.6.4所示。混凝土外套环应在管道安装前预制好，外套环的内径应根据管材的外径尺寸确定。外套环的混凝土强度不低于C15级，壁厚不小于50mm，厚度不小于240mm。先将管道插口部位套上胶圈，并将管材此端插进混凝土外套环，混凝土外套环与井壁间用水泥砂浆砌筑。 图8.6.4 8.6.5检查井底板基础，应与管道基础层平缓顺接。8.6.6管道位于软土地基或低洼、沼泽、地下水位高的地段时，为适应基础不均匀沉降，检查井与管道的连接，宜先采用长500mm的短管按8.6.3条或8.6.4条的方法与检查井连接，后接2.0m长短管，以下再与整根管道连接如图8.6.6所示。 图8.6.6 9 回填土9.1一般规定9.1.1管道安装验收合格后应立即回填，至少应先回填到管顶上一倍管径高度。9.1.2沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上0.7m范围内，必须用人工回填。严禁用机械推土回填。9.1.3管顶0.7m以上部位的回填，可采用机械从管道轴线两侧同时回填、夯实或碾压。9.1.4回填土过程中沟槽内应无积水，不允许带水回填，不得回填积泥、有机物，回填土中不应含有石块、砖头、冻土块及其他杂硬物件。9.1.5沟槽回填，应从管线、检查井等构筑物两侧同时对称回填，确保管线及构筑物不产生位移，必要时可采取限位措施。9.2回填材料及回填要求9.2.1从管底到管顶以上0.4m范围内的沟槽回填材料应严格控制，可采用碎石屑、砂砾、中砂、粗砂或开挖出的良质土。9.2.2槽底在设计的管基有效支承角2范围内必须用中砂或粗砂填充密实，与管壁紧密接触，不得用土或其他材料填充。9.2.3管道位于车行道下，铺设后即修筑路面或管道位于软土地层以及低洼、沼泽、地下水位高地段时，沟槽回填应先用中、粗砂将管底腋角部位填充密实后，用中、粗砂或石屑分层回填到管顶以上0.4m，在往上可回填良质土。9.2.4沟槽回填，应分层对称回填、夯实，每层回填高度应不大于0.2m，对中管顶0.4m范围内不得用夯实机具夯实。9.2.5回填土的密实度管底到管顶范围应不小于95%，对中管顶以上0.4m范围内应不小于80%，其他部位不小于90%，管顶0.4m以上按地面或道路要求执行。详见表9.2.5及9.2.5。 图9.2.5沟槽回填土要求示意图 10管道工程的竣工验收10.1.1聚乙烯排水管道工程验收的技术规定，适用于一般地质条件，新建、扩建、改建的排水工程。工业厂区内的排水工程，除特殊要求部分外，可参照本规程执行。10.1.2聚乙烯排水管道部位工程，应按路段或长度划分。工序划分为沟槽、降低地下水、砂石基础、下管安装、接口、检查井、闭气或闭水检验、回填。10.1.3聚乙烯排水管道工程质量检验及评定，应按工序、部位及单位工程验收，其评定标准的主要依据为合格率。工序、部位及单位工程评定为合格、优良的标准要求，应遵守市政排水管渠工程质量检验评定标准中的有关规定。10.1.4工序、部位的工程质量，均应符合设计要求和本技术规程。单位工程的竣工，应在工序、部位工程验收基础上进行。单位工程验收，应由建设单位组织，在设计、施工、质量监理和其他有关单位参加的条件下验收。10.1.5单位工程竣工验收时，应具备下列条件：（1）施工图、竣工图及设计变更文件；（2）管材出厂合格证及使用说明书；（3）工程施工记录和隐蔽工程验收记录；（4）闭气或闭水检验记录；（5）工程质量事故处理记录；（6）工序、部位（分部）单位工程质量检验评定记录或工程质量评定表。10.1.6工序的质量如不符合本技术规程，应及时进行处理，返工重做的工程，应重新评定其质量等级。施工中人为造成管线损伤，经补救后不影响使用效果的情况，一律不得评为优良。10.2沟槽质量检验标准10.2.1严禁扰动槽底土壤，如发生超挖，应用中、粗砂后碎石回填并夯实，严禁用土回填。10.2.2槽底不得受水浸泡或受冻。10.2.3地下水位高于槽底时，应设置排水沟，必须保证排水畅通，达到施工降水要求。10.2.4严格控制槽底高程，管沟开挖及管道基础。沟槽允许偏差应符合表10.2.4的规定。 10.3砂石基础检验标准10.3.1沟槽自清底铺砂石垫层起，直至回填全过程中，不得泡水。10.3.2平基、管座的允许偏差，应符合表10.3.2的规定。 10.3.3砂垫层应做到密实平整，砂石垫层底层的砾石或碎石及上面的砂层厚度，应符合设计要求，石子不得露出