PE給水管道在城市管網中的應用

（浙江緯脈科技有限公司，浙江富陽 311400）

隨著近年來我國對于城市網絡建設的重視，用于城市官網建設的塑料管材也隨之發(fā)展得越來越多，質量不斷改善，PE管道應運而生。PE作為一種以聚乙烯為主要材質的輸送系統 PE管路，它由高密度或中密度的聚乙烯材料制成，成為了城市給水管道領域的一種新產品，是城市供水系統領域使用塑料代替鋼制成的首選。它具有耐腐蝕、質量輕、連接管體牢固、使用壽命長易于回收等優(yōu)點。經過十幾年時間城市管網鋪設實踐表明，以聚乙烯基材為主要原料的建筑管材不僅質量可靠、操作安全，而且維護方便、成本經濟。尤其是PE管材的直接熱熔化掩埋工藝，它比PE管材更好地進行直接掩埋，有效解決了傳統鍍鋅管、鑄鐵接頭容易滲漏的問題。本文就PE給水管道在城市官網中的應用環(huán)節(jié)進行分析和研討。

1.PE給水管道的優(yōu)越性

（1）耐腐蝕：PE給水管道材料是由高分子材料構成，其本身就具有良好的耐化學性。它可以免疫化學物質并且不與其發(fā)生化學反應。也因為這個特性，使得 PE給水管道具有耐酸堿腐蝕、不易生銹、不結垢、耐老化、微生物難以滋生，管內水體無異味等特點。并且它符合國家產品標準，衛(wèi)生性好，是理想的飲用水傳遞管道。

（2）柔韌性強：PE給水管道系統的柔韌性使得它在城市管道施工建設中保有巨大的技術和經濟價值。良好的柔韌性使得聚乙烯管道可以卷成更長的長度，減少接頭和配件的使用。同時，聚乙烯強大的應力松弛特性可以幫助城市管道有效地通過變形和應力，足以較好地應對地震臺風的風險。它作為一種高韌性材料，基礎不均勻沉降的適應能力很強，這些特性使其成為抗地震、地基沉降膨脹和溫差變化最優(yōu)的管道[1]。

（3）耐低溫：聚乙烯具有優(yōu)異的耐低溫。即使是在-70℃的極端天氣條件下，PE管材依舊可以保持完整而不發(fā)生斷裂，對比其他管材，其耐低溫性能可以高出70%～80%。由于其自身的耐低溫優(yōu)勢即使是在冬天低溫的條件下依舊可以施工。

（4）質量輕：它的質量僅為鋼材的1/10，可以減輕施工工作者的工作強度、提高施工效率、縮短工期。

（5）使用壽命長：傳統的給水管材料大多以鍍鋅構成，使用壽命較短，僅為10～15年。但是在實際情況中，受制于各種不可抗拒因素，它的使用壽命遠遠達不到理想中的要求。對比之下，PE管的使用壽命可以長達50年之久，可以減少后期維護、更換管道的頻率。

2.PE給水管在供水工程中的應用

2.1 PE給水管道的施工

（1）溝槽斷面：在斷面選擇的因素方面，考慮以下部分：管道直徑、埋設深度、土壤類型、地下水狀況、施工季節(jié)，溝槽是否使用支撐、土方工程的運輸和排水方法。根據上述因素和浙江省的工程地質條件來看，該施工區(qū)域地下水位較低，以往多年在此區(qū)域的施工建設，該市DN300以下管道施工均未未發(fā)現有地下水區(qū)域。再加之，浙江處于東南沿海，為亞熱帶氣候區(qū)，氣溫適宜，省內多年凍土埋深僅為0.1m，所以根據深入的研究和細致考量，在此區(qū)域的施工建議采用直墻與邊坡相結合的斷面形式[2]。

（2）基礎處理：如果開挖的基礎是完好溝底的原狀土，則可直接鋪管，如果是一般土主要采用砂墊層來進行鋪墊，厚度在190mm～210mm最佳。而在管路上面則應使用砂墊層，應在墊層前碾壓，確保其密度不得小于90%。對于在施工過程中遭遇的砂流、淤泥層、厚土層等極端地質情況則應采取分層處理的方法，采取換土、打樁等措施，確保工程質量。

（3）PE管材、管件之間的連接：PE管材和管件的連接方式就目前的施工方式而言，主要有以下3種，分別是熱熔連接、電熔連接和機械連接。某公司在長期的施工經驗積累下發(fā)現熱熔連接才是適合該區(qū)域的最安全、簡便的方式，故采用熱熔連接。熱熔連接根據管道的直徑大小又可以分為熱熔承插連接和熱熔對接連接，二者并無優(yōu)劣之分，視情況而定。一般而言，對于DN63管道以下(含DN63)采用熱熔承插連接，與此對應的是DN100以上則采用熱熔對接連接。在開始進行熱熔連接前，我們應該確保所有熱熔連接頭是一個完全相同類型和配件，避免后期的配件匹配而影響施工進度。對于各種使用性能相近的不同品牌、材料PE管及其他管材和管件之間的聯系應該進行檢查，以確認其連接的質量只有在取得了保證之后才可以實施。并且在進行熱熔連接時所有連接部位都應該拉直，使他們處于同一軸上[3]。

（4）熱熔連接過程中經常出現的操作失誤及相應的處理措施：給水管道的材料性質構成和管道接頭的質量直接決定了其所能接受的焊縫強度，在一般的施工過程中，焊接溫度普遍要保持在控制在230℃（可以上下波動10°左右）。而材料結構變化和焊縫形狀大小反過來又影響著溫度的變化。溫度太高或者太低都會影響最終的熱熔連接結果，因此必須嚴格控制熱熔連接過程的溫度，使其保持在合理的范圍。

2.2 熱熔連接過程出現其他的問題和預防措施

（1）接頭或靠近接頭的管道中出現裂紋：這是由于設定的溫度過高，使管子表面碳化，兩端熔融物質的熔體流動速度不同。（2）焊縫切割：造成此現象的原因主要是因為焊接壓力不足。此外吸熱時間或冷卻時間短、噴嘴切割線不均勻也會導致焊縫切割現象的出現。（3）管端不對中：由于機床和夾具不在同一軸線上，管段沒有水平設置。（4）卷取不規(guī)范：太窄說明焊接壓力太大，太寬說明吸熱時間需要重新計劃。（5）焊接不足造成的假焊：連接管端面污染，轉換時間過長。熱板溫度過低。（6）角變形：由于焊機與管道安裝不當，導致管端受力不均勻。（7）接頭表面出現孔和砂孔：焊接壓力不夠，冷卻時間不夠。

3.結語

PE管作為一種新型的管材，在目前的城市管道施工建設中具有其得天獨厚的優(yōu)勢，但為了保證施工建設的安全，我們還是應該注意以下方面：第一，與傳統的以金屬材料制作而成的管道相比，PE管的優(yōu)點是輕便、耐腐蝕，也使PE管的儲存和運輸更方便，減少儲存和運輸過程中的花費。第二，PE管的存放地點必須要做到遠離火源，存放倉庫應時刻保持干燥、清潔的環(huán)境，禁止混入任何雜質，禁止日曬、雨淋。運輸時，應存放在清潔、干燥的車箱內，不得有鐵釘等尖銳物品，避免被尖銳物品刺破影響使用效果，還應禁止與易燃芳香烴、鹵代烴等溶劑混合使用。第三，由于其良好的靈活性，使用PE管道不需要特殊的操作工具。但是城市管道連接前，施工技術人員還是必須要按工程設計要求對管道及管件進行檢查，并進行外觀鑒定，看是否符合要求。檢測項目主要是以下幾個方面：壓力等級、外表面質量、匹配質量、材料一致性等。第四，PE管道及管件在連接前應在施工現場放置一定時間，使PE水管及管件溫度一致。在寒冷天氣(特指低于-5℃)和多風條件下進行連接時，應采取必要的防護措施或調整連接工藝以此來確保管材連接的效果。第五，連接管道時，應保持管端清潔，每次施工作業(yè)結束時應暫時堵塞管口，防止雜物進入管道，影響后續(xù)的使用。第六，PE給水管材在使用時應根據不同的界面形式使用專用加熱工具，但值得注意的是PE給水管道及管件不得使用明火加熱，避免對管材造成損壞，影響施工效果。第七，焊接管應采用聚乙烯給水管及類似材料的管件，管道連接后應檢查是否合格，對于檢查不合格的管道部分必須立即返工，這樣才可以獲得PE水管的最佳使用效果[4]。

雖然聚乙烯管有一些缺點，但作為一種新型管材，具有優(yōu)異的性能使得該材料應用廣泛，環(huán)境適應性強，連接良好，施工性能好，并與之配套。隨著PE管生產技術的日益成熟，PE管件的價格將逐步下降，供水管道將得到更廣泛的應用。