HDPE管材在長距離輸水工程項目中的運用

1簡述

HDPE管材一般指PE80(含鋼架管材)、PE100及極高含量聚乙烯管材。它具備優良的耐高溫、超低溫特性；抗自然環境地應力裂開、耐沖擊、抗老化、抗腐蝕、安裝便捷等優勢，是在我國近年來應用推廣的一種新式管材件。尤其融入在鹽湖、沼澤地、戈壁灘、荒漠等艱苦環境地域的管材道鋪設。

因為HDPE管材在中國應用推廣的時間不長，有關的管材道技術規范尚在定編中，沒有許多 的社會經驗可供效仿，規模性的應用推廣存有一定的艱難。全院從2000年剛開始對長距離HDPE輸水管材在繁雜地質學標準下鋪設開展設計討論。二零零二年在新疆羅布泊(羅中)設計的一條全長57km、DN200(直徑D225)的長距離輸水管材線，全程為HDPE管材，迄今已安全性運作一年多。二零零三年又在青海省那陵格勒西飲用水源地設計了一條全長156km(負責人DN600、立管材DN400)的長距離輸水管材線，在其中長達132km為HDPE管材(含極高含量聚乙烯管材、鋼架塑料復合管材)，迄今已安裝60%，方案04年10月交付使用。之上工程項目均為穿越重生沼澤地、戈壁灘、荒漠、鹽、等無人區，文中為此為例子，淺述長距離HDPE輸水管材線在工程項目運用中多個難題的解決方式。

2管材道設計、施工現場碰到的好多個難題及處理對策

2.1管材道設計及設計水流量

HDPE管材(尤其是極高含量聚乙烯管材)內表層光潔，液體摩擦阻力小。在管材道設計上，一部分權威專家、材料提議選用威廉姆斯公式計算，C值取145~160(極高含量聚乙烯管材取160)；《室外聚乙烯給水管材道工程技術規程(討論稿)》4.3強烈安利公式計算是：I=8.75╳10-4╳Q1.761/Dj4.761。2個計算公式結果相距并不大，選用后面一種更安全性一些。新疆羅布泊長距離輸水管材線經一年的運作，評測的運作工作狀況與數值基礎符合。管材道部分阻力設計按沿程損害的5%~10%。管材經較鐘頭取10%。

設計水流量關鍵根據安全工程較為明確。管材經較小選用較低的水流量，管材經很大時能采較高的設計水流量。從安全性運作的視角考慮到長距離非金屬材料輸水管材道的設計水流量提議不超1.5m/s。全院在長距離輸水工程項目上,DN200管材選用的水流量為0.4m/s,DN600管材水流量則選用了1.23m/s。水流量過大阻力提升較快，管材件的工作壓力級別、工程預算也相對提升 ，另外擴大了水擊產生的概率。比如DN600管材，水流量1.23m/s時，100km阻力已達170M。當輸水管材線不長(二十幾千米之內)，適度提升 設計水流量也是有效的。

2.2水文地質標準繁雜地域的輸水管材料挑選

青海省那陵格勒西飲用水源地長距離輸水工程項目，管材道經過荒漠、沼澤地、鹽湖等無人區。全院在管材件采用計劃方案上開展了詳盡的安全工程較為。對球墨管材、焊接管材、HDPE管材等多種多樣管材件采用的較為結果是，選用HDPE管材的計劃方案在總投資上節約20%上下。該地域土壤層腐蝕劑較強，如采用金屬材料管材件，表面必不可少提升級防腐蝕。且金屬材料管材件在荒漠、沼澤地、鹽湖地域運送、安裝極其艱難，一些地區壓根就沒法工程施工。

在HDPE管材系列產品中PE80、PE100、鋼架塑料復合管材及極高含量聚乙烯管材的挑選還需依據管材道鋪設地區的水文地質狀況明確。在設計中一般采用極高含量聚乙烯管材或PE100管材，緣故是這二種管材高性價比。在穿越重生沼澤地、江河地區，宜采用極高含量聚乙烯管材、鋼架塑料復合管材。

長距離金屬材料管材道一般選用一種壁厚的管材件。同樣直徑的HDPE管材管材件的工作壓力級別不一樣，價錢相距很大。為了更好地節約項目投資，在長距離HDPE輸水管材線設計中可將管材道分成好多個工作壓力段。依據管材段耐壓狀況按段采用不一樣壓級別的管材件。我們在長距離輸水工程項目實踐活動中一般挑選3、4個工作壓力級別的管材，從0.8~1.5MPa。

2.3埋地管材設定伸縮接頭難題的討論

當聚乙烯管材道鋪設在沼澤或湖底土壤層滑動摩擦力較鐘頭，應考慮到由溫度轉變造成的豎向形變測算。按公式計算△L=0.13L(△t)測算，在長距離管材段，基礎理論測算值很大。全院在新疆羅布泊長距離(57km)輸水工程項目中作了一個實驗，管材道在穿越重生長16km的鹽沼地選用鋼架塑料復合管材，未設伸縮接頭，基礎埋深：1.3M。其他地區管材道則設立套筒規格式伸縮接頭。歷經一年多的運作，均未出現難題。工程項目實踐經驗，管材道在穿越重生繁雜地質學標準地區時，應詳細情況深入分析。當管材道鋪設較深時并不考慮到伸縮接頭的設定。

2.4自動排氣閥設定的較大 間隔及獨特閘閥的設定

一般在管材道的凸處設自動排氣閥。但在長距離HDPE輸水管材線設計中，較平整的地區每間距一定的間距還需設定自動排氣閥，立即排氣管材，以保證 系統軟件的平穩。而在沼澤地、鹽堿土自動排氣閥假如設定太密，很有可能因自動排氣閥的滲漏，擴大了安全風險。在自動排氣閥設定的容許較大 間隔上，中國材料詳細介紹很少，從我科研院所設計的好幾條已資金投入運作的天然氣管材道管材道看來，設定較大 間隔為4km，未出現難題。在部分傾斜度很大的地區，設計自動排氣閥的較大 間隔為2km。

操縱管材道過壓是確保系統優化運作的重要。在輸水管材道一部分很有可能出現過壓的管材道設定可調減穩壓閥，操縱不好點很有可能出現的工作壓力起伏也是必需的。

2.5支墩的設定

選用HDPE管材長距離輸水宜按有關的管材道技術規范要求設定止推礅、固定不動礅、地面防滑礅。支礅的混凝土的強度不少于C15，且管材表面須用3毫米厚延展性緩存層包囊。尤其是管材道中的閘閥處務必設固定不動礅，將閘閥鋼筋錨固井底板。在管材道縱向傾斜度超過10度時須做混泥土地面防滑礅。地面防滑礅基本務必鑄造在管材基下基坑開挖的原貌土內。地面防滑礅與上端管材道的鋼筋錨固選用鑄造混泥土裝修全包。

2.6獨特地質學標準下的管材道基本及土壤層回填土

在全院設計的幾個長距離HDPE管材輸水工程項目中，管材道鋪設的標準均較弱。經過的是荒漠、沼澤地、戈壁灘、鹽湖，合乎有關管材道技術規范規定的回填土土壤層在管材道周邊幾十公里都較難尋找。設計規定與管材道觸碰的基本表層無腫塊和其他突顯物就可以。施工現場關鍵操縱管材頂及管材道兩邊回填土區的密實度做到設計規定，管材頂不少于0.85，管材道兩邊不少于0.95。一般在戈壁灘、荒漠中較干的砂礫石是沒法做到所述規定的，必不可少采用澆灌等對策。在鹽湖地域敷管材，應將表面硬實鹽殼(一般為0.2~0.6m)脫離，選用下邊偏細顆粒的鹽漬土回填土。