1、貴州(zhou)HDPE管道生產對HDPE管概述

HDPE管通常指PE80 (含鋼(gang)骨架管)、PE100及超高分子量聚乙烯管。它具有良好的(de)耐(nai)高、低溫性能；抗環境應力(li)開(kai)裂、抗沖擊、耐(nai)老化(hua)、耐(nai)腐蝕、安裝(zhuang)方便等(deng)優(you)點，是我國(guo)近(jin)幾年(nian)來推廣應用(yong)的(de)一種新型管材(cai)。特別適應在鹽湖、沼澤(ze)、戈壁、沙漠(mo)等(deng)環境惡劣(lie)地(di)區的(de)管道敷設。

由(you)于HDPE管(guan)在(zai)(zai)我國推(tui)廣應(ying)用(yong)(yong)的(de)時(shi)間不長(chang)，相(xiang)關的(de)管(guan)道技術規(gui)程(cheng)尚在(zai)(zai)編制中(zhong)，沒(mei)有很(hen)多的(de)實踐經驗可供借鑒(jian)，大規(gui)模的(de)推(tui)廣應(ying)用(yong)(yong)存在(zai)(zai)一(yi)定(ding)的(de)困難。我院從2000年開始對長(chang)距(ju)離(li)HDPE輸(shu)水(shui)管(guan)在(zai)(zai)復(fu)雜地質(zhi)條件下敷設(she)(she)進行(xing)設(she)(she)計(ji)(ji)探(tan)討(tao)。2002年在(zai)(zai)新疆羅布泊(羅中(zhong))設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)一(yi)條總(zong)長(chang)57km、DN200(外(wai)徑D225)的(de)長(chang)距(ju)離(li)輸(shu)水(shui)管(guan)線(xian)，全線(xian)為(wei)HDPE管(guan)，至今已安(an)全運(yun)行(xing)1年有余。2003年又在(zai)(zai)青海那陵(ling)格勒西水(shui)源地設(she)(she)計(ji)(ji)了一(yi)條總(zong)長(chang)156km(主管(guan)DN600、支(zhi)管(guan)DN400)的(de)長(chang)距(ju)離(li)輸(shu)水(shui)管(guan)線(xian)，其中(zhong)長(chang)達132km為(wei)HDPE管(guan)(含超高分子量聚乙烯管(guan)、鋼骨架(jia)塑料復(fu)合管(guan))，至今已安(an)裝60% ，計(ji)(ji)劃2004年9月投入使用(yong)(yong)。以(yi)上工程(cheng)均為(wei)穿越沼(zhao)澤、戈壁、沙漠、鹽、等無人(ren)區(qu)，本文以(yi)此為(wei)例，淺(qian)述(shu)長(chang)距(ju)離(li)HDPE輸(shu)水(shui)管(guan)線(xian)在(zai)(zai)工程(cheng)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)若(ruo)干問題的(de)處理(li)方法。

2、管(guan)道(dao)設計、施工中(zhong)遇到的幾個(ge)問題(ti)及解決措施

2.1 水力計算及設(she)計流速

HDPE管(guan)(特別是超(chao)高分子量聚乙烯管(guan))內表面非(fei)常(chang)光滑(hua)，流體阻力小。在水力計(ji)算上(shang)，部分專家、資料建議采用威(wei)廉姆斯公(gong)式(shi)(shi)，C值(zhi)取145~160(超(chao)高分子量聚乙烯管(guan)取160)；《室外聚乙烯給水管(guan)道工程技術規程(討論(lun)稿)》4.3推薦公(gong)式(shi)(shi)是：I=8.75╳10-4╳Q1.761/Dj4.761。兩(liang)個公(gong)式(shi)(shi)計(ji)算結果相差不大，采用后者更安全一(yi)些。新疆羅布泊(bo)長(chang)距(ju)離輸水管(guan)線經一(yi)年的運(yun)行(xing)，實測(ce)的運(yun)行(xing)工況與計(ji)算結果基本吻(wen)合。

管道局部水頭損(sun)失設計按沿(yan)程(cheng)損(sun)失的5%~10%。管徑較小時取10%。

設計流(liu)(liu)速(su)(su)主要通(tong)過技術經濟比較(jiao)確定。管(guan)(guan)(guan)(guan)徑較(jiao)小(xiao)采(cai)用較(jiao)低的流(liu)(liu)速(su)(su)，管(guan)(guan)(guan)(guan)徑較(jiao)大(da)時(shi)(shi)可采(cai)較(jiao)高的設計流(liu)(liu)速(su)(su)。從安(an)全運行(xing)的角度考(kao)慮長(chang)距離(li)非金(jin)屬輸(shu)水管(guan)(guan)(guan)(guan)道的設計流(liu)(liu)速(su)(su)建(jian)議不大(da)于1.5m/s。我院在長(chang)距離(li)輸(shu)水工程上,DN200管(guan)(guan)(guan)(guan)采(cai)用的流(liu)(liu)速(su)(su)為0.7m/s,DN600管(guan)(guan)(guan)(guan)流(liu)(liu)速(su)(su)則采(cai)用了1.23m/s。流(liu)(liu)速(su)(su)過大(da)水頭(tou)損失(shi)增(zeng)加較(jiao)快，管(guan)(guan)(guan)(guan)材的壓力等級、工程造價也(ye)相應提(ti)(ti)高，同時(shi)(shi)增(zeng)大(da)了水錘(chui)發(fa)生(sheng)的機率。例(li)如DN600管(guan)(guan)(guan)(guan)，流(liu)(liu)速(su)(su)1.23m/s時(shi)(shi)，100km水頭(tou)損失(shi)已達(da)170m。當輸(shu)水管(guan)(guan)(guan)(guan)線不長(chang)(二十幾公(gong)里以內(nei))，適當提(ti)(ti)高設計流(liu)(liu)速(su)(su)也(ye)是合(he)理的。

2.2 工程(cheng)地(di)質條件復雜地(di)區的(de)輸水管(guan)材質選擇

青海那陵(ling)格勒西水源地(di)(di)(di)長距離輸水工(gong)程，管(guan)線途經沙(sha)漠、沼(zhao)(zhao)澤(ze)(ze)、鹽(yan)湖(hu)(hu)等無(wu)人(ren)區。我院(yuan)在管(guan)材(cai)(cai)選用方(fang)案(an)(an)上(shang)進行了詳(xiang)細(xi)的(de)技(ji)術(shu)經濟比(bi)較(jiao)。對球墨鑄鐵(tie)管(guan)、焊接鋼(gang)管(guan)、HDPE管(guan)等多(duo)種(zhong)管(guan)材(cai)(cai)選用的(de)比(bi)較(jiao)結果是(shi)，采用HDPE管(guan)的(de)方(fang)案(an)(an)在總投(tou)資上(shang)節省20%左右(you)。該地(di)(di)(di)區土壤腐蝕(shi)劑較(jiao)強，如選用金屬管(guan)材(cai)(cai)，外壁必需加強級防腐。且金屬管(guan)材(cai)(cai)在沙(sha)漠、沼(zhao)(zhao)澤(ze)(ze)、鹽(yan)湖(hu)(hu)地(di)(di)(di)區運輸、安裝極為困難，有些地(di)(di)(di)段根本就無(wu)法施工(gong)。

在(zai)HDPE管(guan)(guan)系(xi)列(lie)中(zhong)(zhong)PE80、PE100、鋼骨架塑(su)料(liao)復合(he)管(guan)(guan)及超(chao)(chao)高(gao)分(fen)子(zi)量聚乙(yi)烯管(guan)(guan)的選擇還需(xu)根據管(guan)(guan)道敷設地(di)段的工程地(di)質(zhi)情況確定。在(zai)設計中(zhong)(zhong)一般(ban)選用超(chao)(chao)高(gao)分(fen)子(zi)量聚乙(yi)烯管(guan)(guan)或PE100管(guan)(guan)，原因是這兩種管(guan)(guan)性價比(bi)高(gao)。在(zai)穿越(yue)沼澤、河流地(di)段，宜選用超(chao)(chao)高(gao)分(fen)子(zi)量聚乙(yi)烯管(guan)(guan)、鋼骨架塑(su)料(liao)復合(he)管(guan)(guan)。

長(chang)距離金屬管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)通(tong)常采用一(yi)種壁厚的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)材。同(tong)(tong)等(deng)(deng)外(wai)徑的(de)(de)HDPE管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)材的(de)(de)壓(ya)力等(deng)(deng)級(ji)不同(tong)(tong)，價格相差較大。為了節(jie)省投資(zi)，在長(chang)距離HDPE輸(shu)水管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)設計(ji)中可將管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)分為幾個壓(ya)力段(duan)。根據管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)承壓(ya)情況分段(duan)選(xuan)用不同(tong)(tong)壓(ya)等(deng)(deng)級(ji)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)材。我們在長(chang)距離輸(shu)水工程實踐中通(tong)常選(xuan)擇3、4個壓(ya)力等(deng)(deng)級(ji)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，從(cong)0.8~1.6MPa。

2.3 埋地管設(she)置伸縮器問題的(de)探討

當聚乙烯(xi)管道敷設在(zai)(zai)沼(zhao)澤(ze)地或河底土壤(rang)摩擦力較小時，應考慮由溫度變化引起的縱(zong)向變形計算。按公式(shi)(shi)△L=0.13L(△t)計算，在(zai)(zai)長(chang)距(ju)離管段(duan)，理論計算值較大。我院在(zai)(zai)新疆羅布泊長(chang)距(ju)離(57km)輸水工程上(shang)作了(le)一個試驗(yan)，管線(xian)在(zai)(zai)穿越長(chang)16km的鹽(yan)沼(zhao)地采用鋼(gang)骨架塑料復合管，未設伸縮(suo)器(qi)，埋(mai)深(shen)：1.3m。其余地段(duan)管道則設有套筒式(shi)(shi)伸縮(suo)器(qi)。經(jing)過1年(nian)多(duo)的運行(xing)，均未出現(xian)問題。工程實踐證(zheng)明，管道在(zai)(zai)穿越復雜地質(zhi)條件(jian)地段(duan)時，應具體(ti)情況具體(ti)分析。當管道埋(mai)設較深(shen)時可(ke)不考慮伸縮(suo)器(qi)的設置。

2.4 排氣閥設置的(de)最大間(jian)距及特殊閥門的(de)設置

通常(chang)在管(guan)線的(de)(de)凸處設(she)排氣(qi)閥(fa)(fa)。但在長(chang)距離(li)HDPE輸(shu)水管(guan)線設(she)計(ji)中，較平(ping)坦的(de)(de)地(di)段(duan)每(mei)間(jian)隔一定(ding)的(de)(de)距離(li)還需設(she)置(zhi)排氣(qi)閥(fa)(fa)，及(ji)時(shi)排氣(qi)，以確保系統(tong)的(de)(de)穩定(ding)。而在沼澤、鹽堿(jian)地(di)排氣(qi)閥(fa)(fa)如果設(she)置(zhi)過密，可能(neng)因排氣(qi)閥(fa)(fa)的(de)(de)滲漏，增(zeng)大了安全隱患(huan)。在排氣(qi)閥(fa)(fa)設(she)置(zhi)的(de)(de)允許最(zui)大間(jian)距上，國(guo)內資料介紹不多，從(cong)我(wo)院所(suo)設(she)計(ji)的(de)(de)多條已(yi)投入(ru)運行的(de)(de)長(chang)輸(shu)管(guan)線來看，設(she)置(zhi)最(zui)大間(jian)距為4km ，未出現問題。在局(ju)部(bu)坡(po)度較大的(de)(de)地(di)段(duan)，設(she)計(ji)排氣(qi)閥(fa)(fa)的(de)(de)最(zui)大間(jian)距為2km。

控(kong)(kong)制管道(dao)超壓(ya)(ya)是(shi)保證系(xi)統安全運行的(de)關(guan)鍵。在輸(shu)水(shui)管道(dao)部分可能(neng)出現超壓(ya)(ya)的(de)管段(duan)設(she)置可調式減(jian)穩壓(ya)(ya)閥，控(kong)(kong)制最(zui)不利點可能(neng)出現的(de)壓(ya)(ya)力(li)波動也(ye)是(shi)必要的(de)。

2.5 支(zhi)墩(dun)的設置

采用(yong)HDPE管(guan)(guan)(guan)(guan)長(chang)距離輸(shu)水宜按相關的管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)技(ji)術規(gui)(gui)程(cheng)規(gui)(gui)定設置止(zhi)推礅(dun)、固(gu)定礅(dun)、防(fang)滑(hua)礅(dun)。支礅(dun)的混凝土強度(du)不(bu)低(di)于C15，且管(guan)(guan)(guan)(guan)外壁(bi)須(xu)用(yong)3mm厚彈性緩沖層包裹。特別是(shi)管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)中的閥(fa)門處必須(xu)設固(gu)定礅(dun)，將閥(fa)門錨固(gu)井底板。在管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)豎向(xiang)坡度(du)大于10度(du)時(shi)宜做混凝土防(fang)滑(hua)礅(dun)。防(fang)滑(hua)礅(dun)基礎必須(xu)澆鑄在管(guan)(guan)(guan)(guan)基下開(kai)挖的原狀土內。防(fang)滑(hua)礅(dun)與上部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)的錨固(gu)采用(yong)澆鑄混凝土全包。

2.6 特殊地質條件下的管道(dao)基礎及土壤回填

在(zai)(zai)我院設計(ji)(ji)的(de)(de)幾(ji)條(tiao)長距離HDPE管(guan)(guan)(guan)輸水(shui)工(gong)(gong)程(cheng)中，管(guan)(guan)(guan)線敷設的(de)(de)條(tiao)件均較差。途(tu)經(jing)的(de)(de)是沙漠、沼澤、戈壁(bi)灘、鹽(yan)湖(hu)，符合相(xiang)關管(guan)(guan)(guan)道(dao)技術規(gui)程(cheng)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)回(hui)填(tian)(tian)(tian)土(tu)壤在(zai)(zai)管(guan)(guan)(guan)線附近幾(ji)十公里都(dou)較難(nan)找到(dao)。設計(ji)(ji)要(yao)(yao)求(qiu)與管(guan)(guan)(guan)道(dao)接(jie)觸的(de)(de)基礎表(biao)面無(wu)硬塊和其它(ta)突出物即可。施工(gong)(gong)中主要(yao)(yao)控制管(guan)(guan)(guan)頂(ding)及(ji)管(guan)(guan)(guan)道(dao)兩側回(hui)填(tian)(tian)(tian)區的(de)(de)壓實系數達到(dao)設計(ji)(ji)要(yao)(yao)求(qiu)，管(guan)(guan)(guan)頂(ding)不(bu)低于(yu)0.85，管(guan)(guan)(guan)道(dao)兩側不(bu)低于(yu)0.95。通常在(zai)(zai)戈壁(bi)、沙漠中較干(gan)的(de)(de)砂礫石是無(wu)法達到(dao)上述要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)，必需(xu)采(cai)取澆水(shui)等措施。在(zai)(zai)鹽(yan)湖(hu)地(di)區敷管(guan)(guan)(guan)，應將表(biao)層(ceng)堅(jian)硬鹽(yan)殼 (一般(ban)為0.2~0.6m)剝離，采(cai)用下部較細顆粒的(de)(de)鹽(yan)漬(zi)土(tu)回(hui)填(tian)(tian)(tian)。 

3、貴州HDPE管道生產的體會 

HDPE管作為(wei)新型管材之一，在(zai)長距離輸水(shui)工程中(zhong)應(ying)用越來越多(duo)。如何保證系統的安(an)全(quan)、經(jing)濟、合理，及時編制、出版相(xiang)應(ying)的工程技術規程是當務之急(ji)。

HDPE管(guan)在長距(ju)離(li)輸(shu)水工程的成功(gong)應用，是(shi)和管(guan)材本身的產品質(zhi)(zhi)量(liang)、設計(ji)質(zhi)(zhi)量(liang)、施(shi)工質(zhi)(zhi)量(liang)及科學(xue)管(guan)理分不開(kai)的。優化的設計(ji)方案是(shi)工程能否實現安全、經濟、合理的關鍵。