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1、水是生命之源，人的生存离不开水，社会的运转和发展也离不开水，利 用好和减少水资源的浪费至关重要。PVC-U管道因其重量轻、耐腐蚀、价 格低、安装方便快捷、使用寿命长、流体阻力小等优点，在输水领域得以广 泛使用。在室外塑料管道的施工过程中，因环境、地 形不断变化，需进行局 部特殊处理，否则即使质量合格的管材也会出现各种事故。本文将对室外 PVC-U管道施工中几种特殊情况的处理做一探讨。一、非正常工作温度下PVC-U管道施工温度对塑料管道的影响较大，埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规 程CECS17:2000中规定PVC-U管材适用工作温度为OC-45C。如管线 工作温度不在正常温度内，必须根据实际
2、温度对PVC-U的设计、施工进行 调整。1 PVC-U管材的机械性能随温度变化主要表现在以下几个方面：1.1 弹性模量PVC-U管材的弹性模量一般取3000MPa,是铸铁管的3%左右，随着温 度的升高而下降，特别是温度超过50 C，其弹性模量会有明显下降。例如在60C时其弹性模量不足2700 MPa。1.2 弯曲强度PVC-U管材的弯曲强度比金属管道小得多，且随温度升高下降 较多。（随温度变化如下：20C 107Mpa、40c82.8Mpa、50C69Mpa、60C 60.1 Mpa 、 70C 48.7Mpa）1.3 冲击强度PVC-U管材冲击强度随温度变化波动较大（随温度下降而急剧下降，且
3、横向及纵向的冲击强度也不一致）。20C时的冲击强度与- 20C时的冲击强度相差5倍，特别是在切口、裂口处，冲击强度会急剧下降。冲击强度与温度的关系如下：温度/C-20-10-5051020冲击强度/（KJ/m2）303440424858)1501.4拉伸强度温度不同，PVC-U管材的拉伸强度变化较大。如下:由于PVC-U管材的弹性模量、弯曲强度和拉伸强度随温度的升高而降低，冲击强度随温度的升高而升高，为了保证PVC-U管材的机械性能及使用条件，一般规定使用温度为o45c。2、冬季施工（温度较低）注意事项2.1 严格按要求运输、搬运或储存管材管件在北方或东北地区经常在冬季施工，因气温较低，PVC
4、-U管材的冲击 强度低，不恰当装卸、运输（PVC-U管材的弹性模量、硬度比钢铁、砂砾 等小得多。当PVC-U管材与钢铁、砂砾等较硬的物体接处时，容易造成 PVC-U管材磨损，因此，当PVC-U管材在铁皮箱内与金属、砂砾等直接接 触时，车辆剧烈震荡及野蛮装卸时，都会使 管材表面产生划痕，甚至裂 纹），易使管材产生裂缝、划痕、裂纹，使用时管材划痕、裂逢处产生应力 集中，而使管材爆裂（裂缝产生的应力集中取决于裂缝的锐度，锐度越大， 应力越集中）。因此，在运输、搬运、施工过程中，一定要文明操作，按要求操 作，避 免抛、摔、滚、拖，不得剧烈撞击，不得与坚硬物碰撞，堆放 高度不宜超过 1.5m。2.2 管
5、沟开挖应符合标准，回填土要保证质量2.2.1 管沟开挖应符合标准为了防止管道铺设在冻土层内，必须对当地的资料汇总后确定沟槽开挖 深度。为了保证回填土时能按要求操作、夯实，避免管道及接口承受弯曲应 力而破裂，还必须做到：（1 ）管沟必须平直，开槽的底部宽度不宜小于管外 径加0.5m,且总宽度不得小于0.7m; （2）严格控制槽底深度，既不能过 深，也不过浅。过深时必须用沙砾回填密实到规定深度。在土质坚硬的地方 及遇到障碍物的地方，例如挖沟碰到石头等硬物时，施工者为了降低施工难度，或将沟挖成弯曲的、或弯曲半径较小、或不能保证沟槽的深度，这样易 造成管道铺设后成弯曲状，使管材、管件及接头承插口受弯曲
6、应力。送水升压时极易引起接头漏水或管材、管件破裂。2.2. 2预防冻土地基，避免管沟沉降冬季施工，要确保管道沟底位于末扰动的原状土上，或开槽后经回填 密实地层上。如土壤含水量高、地基不密实来年温度升高，冻土融化，管沟 地基下沉，导致管道下沉，引起管道弯曲和接头处受拉，产生额外应力，轻 者使接头拔开漏水（漏水导致地基进一步下沉），重者使管材爆裂。所以， 冬季管沟尤其是含水量高或松软处的特殊地层，要参考给排水管道工程施工验收规范执行，切不可认为管道地基无 关紧要而忽视之。2.2.3回填土按规定进行埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程CECS17 ： 2000规定，“回填土时先将管下支撑角范围内的肋角
7、部分用砂砾土回填密实，其高度不 得小于0.2dn。然后用砂土或符合要求的原土回填管道两则，每次回填密实 后的厚度不宜小于100mm,不得大于200mm,且必须从管两则同时回填，夯 实后再回填一层，直到回填至管顶0.3m处”如果不按规程进行，随便 将土尤其是冻土一次性填于管沟中，既不在支撑角内填砂料或填符合规定的 原土，也不分层夯实，有如下 后果：一是无法保证地基平实，造成管道局部弯 曲，如2.2.2所述。如果地基上有硬物，在管道送水或运行中因流速变化或气 体存在而使 管道产生振动，硬物（如石块等）会与管子发生撞击，使管子破裂 或 逐渐磨穿。二是无法保证管道两则土壤密实，在管道振动或有热膨胀时,
8、 易发生侧移,造成管道弯曲，接头受力,导致管材或管件因承受 巨大应力而破 裂。因此，对管道回填土工作应予以高度重视,严格按 规程要求进行，防止管道 局部集中受力（管道接头是管材较薄弱部位，如回填质量不高，极易造成土 荷载、水的重力荷载及其它荷载集中作用于承口部位，导致接口开裂，建议 大口径管材接口部位挖工作坑如图2 ）。还应注意管沟两侧外负荷的不均匀（车辆、堆置物等）而引起地基下沉,必要时予以适当处理。111 1 1 1 L 1 1 LL_ CD:-1 0 5酬金十辆超恒心2.3 冬季管道的粘接应按规程进行PVC-U管材粘接剂，主要成分是聚氯乙烯的溶剂，其粘接原理是先将 粘接剂涂抹在承口内表面
9、和插口外表面，将PVC-U管表面溶胀或溶解，借 助承插时的挤压力，将两个溶胀的表面挤压成一体。粘接剂中的溶剂极易挥 发，挥发后使溶解的浅层表面重新成为硬质固体，基本不影响母体的强度， 而又使粘接强度达到承压要求。胶粘剂的用量不宜过多或过少，少了不能保 证严密或强度，多了则在承插后顺管材内壁或外壁流淌，腐蚀管材，使管材 外壁或内壁变软，送水或 升压时易从该处破裂。温度较低施工更易造成事 故，因气温低时，粘 接剂的挥发速度明显减慢，渗出相同量的粘接剂可造成 更深的管壁浸渍深度，明显降低了该处强度。所以粘接管道时应严格按照规 范要求 进行施工，粘接剂的用量以承插到位后，接口边缘有少许粘接剂溢出 为度
10、，且要将溢出的粘接剂用布擦拭干净。在承口里涂胶时，要由里向外 涂，以免胶粘剂流入管材或管件内壁。2.4 管道的热胀冷缩PVC-U管材的热膨胀系数为0.07mm/(mC)，比传统管材大。因 此要注意因温差而引起的纵向变形，尤其是地表水作水源的输水系统。由于 橡胶圈连接管道接口具有可伸缩性，可不考虑此问题，但是对于粘接连接的 管材，特别是明敷管道，因为粘接后的接口是刚性的，无法胀缩，如不设 置伸缩接头，膨胀或收缩所产生的巨大应力将作用 在管材本身或管件上。经 计算，对75200mm 口径的水管，1215c的负温差使管材受到纵向拉应 力相当于管内承受着1.183.04Mpa的内水压力，这是非常大的应
11、力，极易 引起爆管，正确做法是在设计中加设活套接头。伸缩节数目应按照管线运行 中的闭合温差，用以下公式计算。 L= 0.07 L At式中：AL因温差产生的纵向变形，mm0.07- PVC-U管材的线膨胀系数(mm/m)L -管线长度，mA t 敷设与使用中内外介质的温度差，C一般来说，伸缩节的距离不宜大于150米，伸缩量不宜小于12 cm,当 活套管的伸缩量小时，应增设伸缩节的数目。值得注意的是，与法兰短管的 连接，应采用柔性连接，这是因为在众多的PVC-U管件中，PVC-U法兰是 最容易因纵向拉力而破坏的。二、管道穿越河流、铁路、公路1 管道穿过河流时可采用管桥或河底穿越等形式，有条件尽量
12、利用已 有或新建桥梁进行架设。穿越河底的管道应避开锚地，一般宜 设两条，管道 内流速应大于不淤流速。管道距河底的埋设深度应根据水流冲刷条件确定， 并均应有检修和防止冲刷的设计，安装完毕马上按设计要求回填，防止管道 浮出管沟，对于地下水位较浅处必要时要进行浮力计算；对于管桥施工必须 考虑温差引起的PVC-U管道的热胀冷缩及紫外线照射问题。2、PVC-U管穿越主要公路、铁路时应采用设防护套管的穿越方案，一 般采用顶管法施工套管，但新建公路亦可采用明埋法施工套管。防护套管内 的给水PVC-U管材拉入套管和运行时必须作相应的保护 和固定，以防止塑 料管与套管接触摩擦遭到损坏O三、与传统管道连接塑料管材
13、规格一般以管材的公称外径表示，与传统管材表示方法不一 样，因此塑料管材与传统管材或阀门通过法兰或螺纹连接时，要对两者的法 兰或螺纹进行对照，否则造成法兰中心孔距或螺纹不一致，无法对接。例如DN50mm钢管对应dn63mmpVC-U管材。公称压力IQMpa单位：mm塑料管道（mm）金属管道（mm）英制单位（英寸）法兰盘尺寸1 DD1bNXDN螺栓dn20DN15怙9565144X14M12dn25DN203/4”10575164X14M12dn32DN251 /11585164X14M12dn40DN321 1/4 ”140100184X18M16dn 50DN40142?150110184X1
14、8M16dn63DN502?165125204X18M16dn75DN65242?185145228X18M16dn90DN803?200160248X18M16dn 110DN1004?220180228X18M16dn 125DN1255?250210228X18M16dn140 dn160DN1506?285240248X22M20dn 180 dn200、 dn225DN2008?340295248X22M20dn 250DN25010?3953502612 22M20dn280、315DN30012?4454002812 22M20dn 355DN35014?5054603216 22M20dn 400DN40016?5655153216 26M24dn 450DN45018?6155653520 26M24dn 500DN50020?6706203820 26M24dn560、630DN60024?7807254220 30M27dn710DN7008958404524 30M27dn 800DN800I10159504524 33M30注：D法兰外径；D1法兰孔距；b法兰片厚度；NXDN法兰孔数
