1 概述
PE 給水管具有管材穩(wěn)定整體性好、重量輕，易施工，水力條件好、管道綜合性能好、維護(hù)管理量少、地基適應(yīng)能力強(qiáng)，工期保障度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來在給水工程中的應(yīng)用增長迅猛，已成為給水管道工程的主要材料之一。但 PE 管存在不耐高溫、管道縱向伸長率較大、機(jī)械強(qiáng)度低等問題，在設(shè)計(jì)施工時(shí)需要充分考慮，以確保 PE 管道的設(shè)計(jì)施工達(dá)到最佳的水平,減少后續(xù)安全隱患。
筆者近年來在廣州市花都區(qū)完成了多個(gè) PE 給水管道的設(shè)計(jì)施工項(xiàng)目，管道直徑最大達(dá)到 DN 1 400,在廣東省城市供水領(lǐng)域采用如此大口徑 PE 管道的項(xiàng)目較為少見。本文結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工中的經(jīng)驗(yàn)，對 PE 管道的設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)進(jìn)行探討，為以后類似的工程施工提供參考。
2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1)管道參數(shù)。 PE 管材的材料等級分為 PE 32， PE 40， PE 63,PE 80， PE 100,在給水中使用最多的是 PE 80和 PE 100,目前供水領(lǐng)域?qū)λ|(zhì)要求高， PE 管采用混料生產(chǎn)造成管材質(zhì)量難以控制，因此管材要求應(yīng)為 PE 100的純原料，不允許添加混料。 PE 管材及管件的規(guī)格、質(zhì)量等指標(biāo)必須符合 GB/T 13663—2000給水用聚乙烯管( PE )管材的要求。
標(biāo)準(zhǔn)尺寸比（ SDR ) :管材的公稱外徑與公稱壁厚的比值，影響管材的公稱壓力，需要根據(jù)管道設(shè)計(jì)壓力進(jìn)行選擇。
環(huán)剛度:聚乙烯（ PE )給水管材的環(huán)剛度只與其標(biāo)準(zhǔn)尺寸比( SDR )有關(guān)和 PE 料的彈性模量有關(guān),與其管徑無關(guān)。使用同一等級的 PE (例如 PE 100)時(shí)，無論管材的公稱直徑是多少，只要其SDR 值相同，其環(huán)剛度就相同，為確保管道質(zhì)量 ，一 般環(huán)剛度的選擇不低于 10 kN / m 2。
2 ) 管道連接。 PE 管之間連接通常采用熱熔連接， PE 管與鋼管或者鋼管附件之間采用法蘭連接， PE 管道之間連接應(yīng)采用同一品牌、同一批次、規(guī)格參數(shù)相同的管材和管件，確保管材、管件性能一致和熱熔連接可靠。
3) PE 管道與閥門連接。 PE 管與閥門直接連接時(shí)，需設(shè)置伸縮器(伸縮量不小于 200 mm ) ， 一般采用兩端法蘭限位壓盤式伸縮器，其安裝于閥門等設(shè)備管路一側(cè)，以便于安裝，拆卸及維修保養(yǎng)，同時(shí)對于長距離管道因溫差引起的熱脹冷縮起到緩解作用。
4) 警示帶。 PE 管敷設(shè)后必須沿管道走向連續(xù)敷設(shè)警示帶，距管頂不小于〇. 30 m 處 ，警示帶應(yīng)鋪設(shè)在管道的正上方，不得埋人路基和路面里;警示帶的內(nèi)容一般包括:設(shè)備權(quán)屬單位名稱、警示用語、聯(lián)系電話、設(shè)計(jì)壓力等級等。
5) 示蹤線。 PE 管敷設(shè)時(shí)，應(yīng)在管頂同時(shí)隨管道走向敷設(shè)示蹤線，示蹤線宜采用 2 _ x 2.5 _ 雙線單芯銅線，外有絕緣良好的保護(hù)層，在銅線接頭處采用雙線纏繞錫焊工藝，保證導(dǎo)電性能。外絕緣處用膠帶包扎，并用熱收縮套封固，封固長度必須大于膠帶包扎端 20 mm.
3 施工要點(diǎn)
1 ) 安裝流程。安裝工藝流程如圖 1 所示。
2 ) 熱熔連接。熱熔連接過程由熱熔對接焊機(jī)完成，通常分為六個(gè)階段:裝夾校正階段、端頭刨平階段、加熱熔融階段、加熱板取出階段、對接階段、冷卻階段。
裝夾校正階段:根據(jù)所焊制的管材、管件選擇合適的卡瓦夾具 ，夾緊管材，為刨平做好準(zhǔn)備。
端頭刨平階段:刨平所焊管段、管件端面雜質(zhì)和氧化層，保證兩對接端面平整、光潔、無雜質(zhì)。
加熱熔融階段:熔融溫度一般在210丈 ~ 230丈之間為宜，加熱板加熱時(shí)間冬夏有別，以兩端面熔融長度為 1 mm ~ 2 mm 為佳，卷邊寬度以2 mm ~4 mm 為宜，必須始終處于熔融壓力下。接觸面熔融后迅速讓兩熱融端面相粘并加壓，為保證熔融對接質(zhì)量，切換周期越短越好。
對接階段:兩焊管段端面要完全對中，錯(cuò)邊越小越好，錯(cuò)邊不能超過壁厚的 10 % 。否則，將影響對接質(zhì)量。加熱板取出階段:將加熱板拿開，勿碰撞熱熔焊口，防止變形。
冷卻階段:保持對接壓力不變，讓接口緩慢冷卻，冷卻時(shí)間長短以手摸卷邊生硬，感覺不到熱為準(zhǔn)，冷卻好后松開卡瓦，移開對接機(jī)，重新準(zhǔn)備下一接口連接。
3) 管溝開挖及復(fù)測。溝槽開挖寬度必須滿足設(shè)計(jì)要求，開挖寬度一般根據(jù)管道直徑確定， DN 400以上開挖寬度一般不小于管道直徑 Z ) + 1 000 mm ,當(dāng)管材、管件在槽底連接或者管道與附件連接的位置，應(yīng)適當(dāng)加寬。
大口徑 PE 管溝槽開挖較深，應(yīng)分層開挖，人工開挖且地下無水時(shí)，溝底預(yù)留值宜為〇.〇5 m ~0.10 m ;機(jī)械開挖有地下水時(shí)，溝底預(yù)留值不小于〇. 15 m , 土層由人工開挖至設(shè)計(jì)高程,整平;管道地基承載力需要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基處理。
基礎(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，復(fù)測無誤后，可進(jìn)行基底墊層的施工，一般土質(zhì)較好地段，槽 底 只 需 鋪 一 層 中 粗 砂 墊 層 ，其厚度為0.2 m ,壓實(shí)度應(yīng)不小于9 5 % 。
4) 管道安裝。熱熔連接管道應(yīng)分段在槽邊進(jìn)行連接后，以彈性敷管法移人溝槽。
管道安裝前，應(yīng)檢查溝槽內(nèi)是否有積水，如果溝內(nèi)有積水，必須全部排盡后，再放管。
在管道鋪設(shè)過程中，若 PE 管被刮傷,刮傷深度超過 1 cm ,則將其切除。
5) 溝槽回填。 PE 管道的回填質(zhì)量是控制管道豎向變形的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
回填時(shí)應(yīng)先填實(shí)管底，再同時(shí)回填管道兩側(cè)，然后回填至管頂 0.5 m 處。溝內(nèi)有積水時(shí)，必須全部排盡后，再行回填。
回填必須從管兩側(cè)同時(shí)用中粗砂回填，并且逐層人工夯實(shí)，每層厚度約200 mm ,管道胸腔回填密實(shí)度不應(yīng)小于9 5 % 。管頂以上0.5 m 范圍內(nèi)一般采用粗砂、碎石屑，最大粒徑小于 40 mm 的砂礫回填，密實(shí)度不小于9 0 % 。當(dāng)回填土超出管頂0.5 m 時(shí)，可用小型機(jī)械夯實(shí)，每層松土厚度應(yīng)為0.25 m ~0.4 m ,但不得在管道上方行駛。
6 ) 其他注意事項(xiàng)。在施工前管材運(yùn)輸時(shí)，應(yīng) 將 PE 管放置在平地車上，直管應(yīng)設(shè)有支撐，逐層疊放整齊，并用非金屬繩固定牢靠 ，管材、管件在運(yùn)輸途中，應(yīng)有遮蓋物，避免暴哂雨淋。在管材運(yùn)抵工地后，應(yīng)整齊擺放，堆成3 層 ，不得劇烈碰撞，避免接觸尖銳物件。為防止管道熱脹冷縮造成的橫向應(yīng)力，炎熱天氣安裝時(shí)，應(yīng)盡可能在夜間21:00至清晨9:00階段,此時(shí)大氣溫度低 ，使管道適當(dāng)收縮后回填和最后接口碰頭，并且必須分層夯實(shí)。
4 結(jié)論與建議
1 ) PE 管具有獨(dú)特的優(yōu)越性能，城市供水工程中使用 PE 管具有良好經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，值得在供水管網(wǎng)中推廣應(yīng)用。
2) PE 管的選材及設(shè)計(jì)對后續(xù)管道安全運(yùn)行影響較大，需要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)科學(xué)確定設(shè)計(jì)方案，以確保后續(xù)的運(yùn)營安全。
3) PE 管道的施工過程要求較高，需要對施工人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，特別是在溝槽開挖及回填方面的質(zhì)量，是控制管道豎向形變的關(guān)鍵。
