PE管滑襯技術(shù)是非開挖技術(shù)的一種，國內(nèi)目前尚無指導(dǎo)利用該技術(shù)施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本文結(jié)合我市黃貝路DN400給水管道修復(fù)工程實例，對PE管的選型、流量復(fù)核及其它應(yīng)注意的問題進(jìn)行闡述，希望能與同行探討。
關(guān)鍵詞： PE管 滑襯技術(shù) 修復(fù) 給水管道 探討
引 言
PE管滑襯技術(shù)（slipling）是管道非開挖修復(fù)技術(shù)的一種，它是指利用外力將PE管拉入原有的舊給水管中以修復(fù)原有管道，一般拉入的PE管外徑比原有管道內(nèi)徑略小，在PE管和原有管道間灌注水泥沙漿。拉入的PE管稱為PE內(nèi)襯管。國內(nèi)目前尚無指導(dǎo)利用該技術(shù)施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。我們主要參照、借鑒其他一些城市及國外的成功經(jīng)驗，并結(jié)合深圳實際情況加以改進(jìn)運(yùn)用。截止目前，我司已利用滑襯修復(fù)技術(shù)更新了總長為6.2公里的DN300-DN400供水管道。在應(yīng)用過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些值得關(guān)注的技術(shù)問題.
1 工程概況
黃貝路DN400給水管道位于黃貝路南側(cè)（從沿河路至華麗路）全長1400余米。該供水管道始建于80年代，主管道為鑄鐵管。由于歷史原因管道未進(jìn)行內(nèi)防腐處理，經(jīng)多年運(yùn)行后，管道內(nèi)壁銹蝕嚴(yán)重，影響水量、水壓，并對供水水質(zhì)影響較大，需要予以更新或修復(fù)。由于現(xiàn)場管線復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的大開挖施工法將對周邊環(huán)境與交通影響較大，經(jīng)綜合比較分析，我們選用了非開挖--PE管滑襯技術(shù)對管道進(jìn)行修復(fù)。在應(yīng)用滑襯修復(fù)技術(shù)過程中，PE內(nèi)襯管的選型問題比較關(guān)鍵。
2 PE內(nèi)襯管的選型
PE內(nèi)襯管（簡稱PE管，下同）的選型問題主要為PE管材料的選擇與外行尺寸的確定兩方面內(nèi)容。經(jīng)滑襯修復(fù)的管道結(jié)構(gòu)為鋼-塑復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且在PE管襯入原有管道過程中，PE管外壁不可避免地會出現(xiàn)滑痕，因此滑襯技術(shù)中的PE管選型問題因其自身工藝流程的特點而有所不同。
2.1 PE管材的選擇
從一些成功的工程實踐看，PE80與PE100兩種PE管材均可作為內(nèi)襯管。PE80的管材較PE100易加工，也易焊接，現(xiàn)場施工難度相對較小。但PE100管材的綜合性能尤其抗滑痕能力、抗開裂性能比PE80要好。因此，本工程我們選用樹脂等級為PE100 ，原材料為歐洲料的高密度聚乙烯管材（HDPE）。
2.2 PE管外徑的確定
PE管的外徑要在待修復(fù)管道斷水、清管（將原有管內(nèi)壁的銹瘤清除）后，經(jīng)過CCTV內(nèi)窺檢查后方可確定。一般情況下，PE管的外徑宜小于原有管道內(nèi)徑15-30 mm。本工程經(jīng)內(nèi)窺檢查發(fā)現(xiàn)，清管后的原有管道平均內(nèi)徑為396mm，且管道走向平直、無較大轉(zhuǎn)角，所以PE內(nèi)襯管的外徑確定為382mm。
2.3 PE管壁厚的確定
要確定PE管的壁厚首先必須確定PE管材的公稱壓力（管材、管件在200C時的最大工作壓力為公稱壓力），然后根據(jù)下公式確定PE管壁厚：
PN=2*δ/( SDR-1)
SDR=dn/en
式中， PN：PE管材的公稱壓力(MPa)
δ:管道設(shè)計應(yīng)力(MPa)，對于PE100的HDPE管，δ=10/1.25(安全系數(shù))=8MPa
dn:PE管公稱外徑 （mm）
en：PE管壁厚(mm)
2.3.1 PE管公稱壓力的確定方法
一直以來，我司（華爾樂管業(yè)）利用大開挖法敷設(shè)的HDPE給水管的公稱壓力取PN=1.0MPa。但利用滑襯技術(shù)修復(fù)后的管道結(jié)構(gòu)為PE內(nèi)襯管、原有管道以及兩者之間填充的水泥砂漿所形成的“管中管”三層結(jié)構(gòu)。PE管與原有管道共同承擔(dān)管內(nèi)、外部的荷載，原有管道可看作外支撐骨架。如不考慮原有管道的受力情況，勢必造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費同時增加施工難度。因此，對原有管道的運(yùn)行狀況（如：管道材料、爆管頻率、管壁腐蝕情況等）進(jìn)行綜合評估后確定PE管的PN取值是一個合理的辦法，根據(jù)評估結(jié)果可分為三種情況：
（1） 綜合評估結(jié)論“差”：
原有管道運(yùn)行狀況差、爆管維修次數(shù)多、管道結(jié)構(gòu)存在較大安全隱患，此時不考慮原有管承受內(nèi)部水壓荷載，全部內(nèi)部水壓荷載由PE管內(nèi)襯承擔(dān)， PE內(nèi)襯管采用PN=1.0Mpa。
（2） 綜合評估結(jié)論“一般”：
原有管道運(yùn)行狀況一般、爆管維修次數(shù)少、管道結(jié)構(gòu)存在一定安全隱患，此時可按PE內(nèi)襯管承受最大內(nèi)部水壓荷載的80%考慮， PE內(nèi)襯管采用PN=0.8MPa。
（3） 綜合評估結(jié)論“較好”：
除水質(zhì)不符合要求外，其它均滿足使用要求、管道結(jié)構(gòu)不存在安全隱患，此時可按PE內(nèi)襯管承受最大內(nèi)部水壓荷載的60%考慮， PE內(nèi)襯管采用PN=0.6MPa。
2.3.2 PE管壁厚確定的工程實例
在黃貝路DN400給水管道修復(fù)工程中，因原有管道為鑄鐵管并且管道的爆管發(fā)生率低，并且經(jīng)現(xiàn)場斷管取樣發(fā)現(xiàn)，盡管鑄鐵管內(nèi)壁出現(xiàn)銹瘤，但管壁厚度未發(fā)生明顯的尺寸變化，考慮到施工的擾動對原有管道有影響等因素，最終確定PE的PN值取0.6MPa，在本文的前面已論述了PE管外徑確定為382mm，則計算璧厚為14.69mm，實際可取15mm。
3 修復(fù)后管道流量的復(fù)核
我司采用海登—威廉公式對原有管道修復(fù)前后的流量變化進(jìn)行復(fù)核。
海登—威廉公式：Q＝0.2785CD2.63I0.54
式中：Q——流量（m/s）
D——管內(nèi)徑（m）
I——水力坡降
C——海登—威廉摩阻值
HDPE管C＝150，鑄鐵管C＝100
根據(jù)上述公式，在保證相同的水力坡降的條件下，流量與原有管道的海登—威廉摩阻值及穿插前后的內(nèi)徑有關(guān)。本工程原有DN400鑄鐵管內(nèi)徑為396mm，滑襯修復(fù)后的內(nèi)徑352mm，修復(fù)前后的流量比值為：Q修復(fù)后 /Q修復(fù)前＝（150/100）×（352/396）2.63＝1.10
即修復(fù)后管道流量比原來的過水能力提高了10％，完全滿足使用要求。
4 其他應(yīng)注意的問題
（1）在PE拉入原有管道過程中，其外壁將出現(xiàn)滑痕，因此，我們向PE管生產(chǎn)廠商定貨時明確要求，管壁厚度的尺寸控制為，正公差0-1.5mm，不允許出現(xiàn)負(fù)公差。最終本工程的管材生產(chǎn)廠商向我們提供的PE管壁厚為16mm。
（2）在施工中，PE的滑痕深度不得超過管壁厚度的10% 。為安全起見，可取長度不小于3米PE內(nèi)襯管在清管后的原有管道中進(jìn)行試拖拉，如滑痕深度達(dá)不到要求，必須重新進(jìn)行清管。
（3）原有管道與PE管之間灌注的水泥沙漿一方面起到固定PE管的作用，另一方面水泥沙漿的包覆層對PE管的裂紋擴(kuò)展有一個束縛作用。在施工中應(yīng)予以注意。
5 結(jié)束語
本世紀(jì)初，我司即組織技術(shù)力量進(jìn)行給水管道非開挖修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用。PE管滑襯技術(shù)的應(yīng)用較為成熟。2006年初我公司頒布施行了《深水集團(tuán)PE管滑襯修復(fù)給水管道工程技術(shù)規(guī)定》，作為我集團(tuán)內(nèi)部指導(dǎo)設(shè)計、施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與此同時我們也完成了滑襯技術(shù)施工定額的測算工作，從測算結(jié)果看滑襯修復(fù)技術(shù)的綜合單價比大開挖施工法約便宜10%左右。
隨著城市的發(fā)展，市政道路下敷設(shè)的市政管線越來越多，加之市民對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高等原因，市政給排水管道的更新改造將更多地依靠非開挖修復(fù)技術(shù)。我司雖然對非開挖技術(shù)的應(yīng)用已摸索了一些經(jīng)驗，但相關(guān)技術(shù)參數(shù)的確定是否合理，還需在實際應(yīng)用過程中進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗，如何把非開挖修復(fù)技術(shù)運(yùn)用得更加科學(xué)、經(jīng)濟(jì)，也需要同行提出更多的指導(dǎo)性意見。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ 101-2004 中國建筑工業(yè)出版社
[3]《深圳市水務(wù)集團(tuán)PE管滑襯修復(fù)給水管道工程技術(shù)規(guī)定》
作者簡介：
趙樹林，深圳水務(wù)（集團(tuán)）有限公司管網(wǎng)部，高級工程師。
蔡倩，深圳水務(wù)（集團(tuán)）有限公司管網(wǎng)部，副部長，高級工程師。
