U－PVC管在供水管道中的应用 U－PVC管在供水管道中的应用 2008-8-26 13:38 摘要：介绍了U－PVC管在供水管道中的应用，结合施工实践，介绍了U－PVC管应用的一些体会。 关键词：供水管道 U—PVC管 一、引言 随着城市建设的发展，人民生活水平的提高对饮用水水质提出了更高的要求。同时，为保证供水管网水质，国家建设部、化学工业部、中国轻工业总会、国家建材局、中国石化总公司联合发文给水管道严禁使用镀锌钢管，淘汰灰口铸铁管的规定。 我司通过调查分析供水水质，结合我司的管网实际情况，灰口铸铁管特别是镀锌钢管已是影响供水水质、管网损漏的主要原因之一，同时因灰口铸铁管、镀锌钢管管壁结垢使管网输水能力减小，增加了输水阻力，严重威胁输水的安全可靠性。 二、推广应用U-PVC管 目前市场上用于给水的塑料管种类繁多，各种塑料管各有优缺点，因此，必须结合实际选用合适的塑料管材。为此我司经过调研及反复论证，确定了选用新型管材的基本原则： 1、技术法规完整，产品
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及设计、施工及验收规范齐全； 2、管材规格齐全，配套管件规格、类别齐全； 3、便于施工，操作便利，不需要特殊工具，快速可靠； 4、便于接支管，不停水可开三通接支管 5、维修方便，维修方法简单，维修管件齐全； 6、管材不受污水、工业废水和各种有害气体等的腐蚀； 结合上述几条基本原则，认真对市场上众多生产厂家的产品进行分析，并参照其它水司成功经验及使用中的问
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，根据企业自身实际，确定将U—PVC管作为灰铸管及镀锌管的替代产品。U－PVC管具有重量轻，不生锈，不结垢，内壁光滑，水力条件优越，不会产生管道二次污染，而且U－PVC管相比对其它塑料管材，技术成熟，管材、管件规格齐全，便于维修等，并有成功使用的实践，我司确定推广使用U—PVC管。考虑到目前生产U—PVC管厂家众多，管件通用不很好。我司确定选用总公司下属企业生产的瑞洁塑料PVC管。 另外，结合U－PVC各种连接方式，施工人员实际操作习惯，明确DN300、DN200、DN150、DN100管材选用 U－PVC承插橡胶圈连接。 三、应用中的几点体会 U－PVC管作为埋地给水管材，在全国应用已有几年，相比而言，我司使用较晚，通过一段时间的使用后，现提出应用中的一些体会： 1、沟槽开挖及回填。 与球墨铸铁管及钢管相比，U—PVC管重量轻，装管方便，用人工较少，对施工机具要求不高。正是基于以上特点，施工时，施工单位为节约费用，沟槽开挖宽度有时达不到规范要求，如有时DN200管沟槽宽度为0.6－0.7M.虽不致影响管道安装，但回填质量很难保证，其土壤压实度无法保证。特别是与新建道路工程同时施工时，一般多为修路单位做好二灰结石层后，管道工程才开挖沟槽，一般管道设计埋深为1.5M左右，实际只需挖0.8-1M左右，沟槽又窄又浅，回填很难达到要求，路面层压实时，很容易造成管道破裂，亦会影响道路工程质量。 另外，沟底应保证不小于100MM的砂垫层厚度，特别在老城区，沟底建筑垃圾较多，必须严格执行规范，保证回填质量，使管道能安全运行。由于U—PVC自身管材的限制，管沟开挖应尽量选择在人行道或绿化带下进行，避免埋设在快车道下。 2、管道安装 U－PVC管较金属管材比重要小。安装时需人工少，安装成本较低，其连接方式采用胶圈接口，大大提高了安装效率，管径愈大，优越性愈明显。其不足是管道端口无顶进深度标志线，不便于安装时掌握顶进深度，特别是夜间安装时，其影响更大，容易造成漏水或试压不成功。另外，管道安装时经常需切割管子。切口端面必须认真坡口，特别在翻越其它地下设施时，因U－PVC弯头多为双承口，不同于直线安装。如果坡口不到位，很难安装，也易顶坏胶圈或使胶圈错位。对于部分管件的连接须采用胶水沾接的，必须均匀涂抹，以保证工程施工质量。 3、管道试压 管道试压时，规范中规定水压试验的静水压力不得小于设计内水压力，且不得小于0.8Mpa.我司沿用球墨铸铁管材试验标准，试验压力为1.OMPa，稳压30分钟，U—PVC管轴向线膨胀系数比金属管材大，我司试压标准较规范高，试压时接口一般会滑出2－5MM，因此试压时回填土方必须达到要求的压实度，管道支墩达到设计强度，后背安全稳固，同时，打压时观察各接口，保证试压顺利进行，确保工程质量。 4、管道支墩 作为给水管材，U—PVC管应用已有一段时间，但相关标准、规范不很齐全，如管道支墩作法，金属管材支墩做法已有相对完整的标准图集，施工人员对金属管材支墩做法已熟悉，实践中，施工人员往往按金属管材支墩作法砌筑U—PVC管村支墩，而U—PVC管与金属管材因其材质特点有很大不同，应区别分析，规范中明确规定“U—PVC管道不得采用360°”满包混凝土进行地基处理或增强管道承载能力“。为避免因管道伸缩局部应力集中而损坏管道，影响管道供水安全可靠性，我司结合相关规范及地区土质特点，对支墩砌筑进行了规范，制定出施工标准，规范施工，保证工程质量。 结合施工实践中的体会，要推广落实使用好U—PVC管，要根据国家标准、规范，结合企业特点制定企业的设计规范，施工标准，验收标准。同时做好培训工作，更好的推广U－PVC管。 四、结束语 U－PVC管作为城市供水管的新型管材，以其所具有的优越性在供水工程中的应用日益广泛，在生产实践中还需要不断总结，进一步完善健全技术规范及相关标准，为U—PVC给水管应用推广做出更大贡献。以上是笔者在施工实践中的作会，不足之处，望同行指正。 UPVＣ管道的安装及使用 3.1 UPVC管道的安装 （1）粘接剂使用前必须摇匀。 （2）管道和承插口部位必须清理干净，承插的间隙越小越好。 （3）用砂布或锯条把结合面打毛，承口内较薄地均匀刷一遍胶，插口部位外刷两次胶，待胶干40～60s后插入到位，同时应注意根据气候变化适当增减胶干时间。 （4）粘接时严禁沾水，管道到位后必须平放在沟内，待接头干后24h开始回填，回填时用沙土将管道四周填紧，留出接头部位再进行大批回填。 （5）UPVC管与钢管套接时，必须将钢管连接处擦净涂胶，将UPVC管加热变软（但不得烧焦）后承插在钢管上并降温处理，如有条件加上管箍更好。 3.2 UPVC管道的使用 UPVC管道主要有三种连接形式，即橡胶接口（R-R）、粘接（T-S）和法兰连接。若施工后发生漏水时，可采用换管、套补粘接法、玻璃纤维法、焊接等方法修补。 （1）对管材大面积损坏的需更换整段管材，可采用双承口连接件更换管材的办法。 （2）对溶剂粘接处渗漏的处理，可采用溶剂法。此时先排干管内的水，并使管内形成负压，然后将粘接剂注在渗漏部位的孔隙上。由于管内呈负压，粘接剂会吸入孔隙中而达到止漏的目的。 （3）套补粘接法主要是针对管道穿小孔和接头的渗漏。此时选用长15～20cm的同一口径管材，将其纵向剖开，按粘接接头的方法将套管内面和被补管材的外表面打毛，涂胶后套在漏水处贴紧。 （4）玻璃纤维法是用环氧树脂加固化剂配成树脂溶液，用玻璃纤维布浸渍树脂溶液后，均匀缠绕在管道或接头渗漏处的表面，经固化后成为玻璃钢。由于该方法施工简单、技术易掌握、堵漏效果好且成本低，在防渗补漏中具有很高的推广使用价值。 3.3 管道系统的试压及验收 （1）管道或管网系统的水压试验，必须在粘接干燥24h后才能进行。 （2）管道的水压试验必须遵守国家规定的非金属管道的试压规则。对于无节点连接的管道试压长度≯1.5km，有节点的管段试压长度≯1km。 （3）管道或管网试验压力不得超过设计工作压力的1.5倍，最低≮0.5MPa，并保持试验压力2h或者满足设计的特殊要求，无渗漏现象为合格。 工程应用表明，给水管在使用UPVC管材时，只要选用质量可靠的管材管件，而且设计施工严格按规程操作，投入运行后使用效果良好。而且维护量小，维护方法简单，消耗工时也少。 4.结语 UPVC管的管径范围很宽，符合给水管的需求，其管材管件价格较目前其它的塑料管及钢管低，且其它塑料管的管材管件大多只限于小口径，而且有的配件不是全塑的。同时，UPVC管具有质量轻、不生锈、不结垢、制造能耗低（以长度计仅为金属管的18.7%）、内壁光滑、水力条件优越（在同等水力条件下，供水能耗下降44%）、水质卫生、没有管道二次污染、安装的劳动强度低、节约施工综合费用等独特优点，因此，UPVC产品在经济上和技术上相对更为合理和成熟，更符合我国的产业政策和国情。随着UPVC管产品标准及设计、施工及验收规程的完善，必将在给排水工程中得到更广泛的应用。 参考文献 ［1］严煦世。给水工程［M］。北京：中国建筑工业出版社 浅谈室外UPVC给水管道施工 2007-10-08 02:05:54 来源: 作者:肖劲俏 【大 中 小】 评论：0 条 硬聚氯乙烯管作为城市室外给水管材，正以其重量轻、耐腐蚀，施工简易迅速，效率高、不影响水质，装卸方便、摩阻小，抢修速度快、价格低廉，使用寿命长等优点而得到越来越广泛的应用，但在推广使用这种新型管材的同时，又因许多方面的因素而导致UPVC管道系统在施工及运行中出现故障，影响了其正常使用，阻滞了其普遍推广。 下面，本人根据在室外给水工程中使用胶圈接口和胶水粘接的UPVC给水管道施工经验，谈谈施工中的几个基本步骤： 1、 放样： 所谓放样，就是管道要埋设的位置，经过的路线，在工地作实际的测量、规划、定位，在定线前，管沟经过路线的所有障碍物都要清除，并准备木桩与石灰，依测定的路线定线、放样，以便于管沟的挖掘。 2、 管沟挖掘： (1)每次管沟挖掘长度，一般在市区不超过300米，郊外不超过1000米。 (2)管道覆土一般在公路底下为0.8米深度，人行道为0.6米深度。 (3)管沟挖掘须依照管线设计线路正直平整施工，不得任意偏斜曲折，如须弯曲时，其弯曲角度一般为20以内。 (4)土质较松软之处，应作挡土设施，以防塌方，管底须夯实，如有积水，应予以抽干才可放管。 (5)UPVC管与其他埋设物交叉或接近时至少应保持有20cm的间距，以利施工。 3、 UPVC管安装施工： (1)下管之前，应将管沟清理完毕，沟底有凹凸不平时，应先修整；沟底为砾石层时，应先填砂10cm厚始可下管，下管前还应检查管材（件）是否有损坏。 (2)在管道安装期间，须防止石块或其他坚硬物体坠入管沟，以免UPVC管受到损伤。 (3)工作暂停或休息时，沟中管口须用盖遮住，以防不洁之物进入管内。 (4)胶圈接口施工法：一般适用于de160以上的UPVC管道。（附图略） a、插口沿200角度削外角，预留尖端厚度约为1/4t~1/3t(t为管壁厚)。 b、自承口内取出橡胶圈擦试干净，沟槽内也应擦拭干净，然后再将胶圈套回槽内。 c、插口端标注插入长度记号。(一般在15~16cm) d、橡胶圈内面(即接触面)与插口端坡角插入部份涂敷润滑剂(通常使用洗洁精) e、两管用拉力器套接，须使两管中心位于同一轴线上，不得偏斜，眼观两管之间之缝隙是否均匀 可以判断是否同一轴线，拉力器拉入之后套接应是很顺利轻松，最后用锯片（或米尺）插入 两管之间间隙测试橡胶圈是否移位，如移位应拨出重新套接。 (5)胶水粘接法：一般适用于de110以下的UPVC管道。（见附图） a、插口端沿300~450角削外角，预留之尖端厚度为1/3t。 b、承口内壁及管端外壁插入范围，先用干布擦拭干净，然后两管插入范围各涂上适量的配套胶水 ，待部份溶剂挥发而胶着性增强时，则一口气用力插入，小管子可旋转900，使胶水分布更为均 匀。较大口径管道插入后，管端可垫以厚木板，用棰击入或以铁棒撬入，使插接更为密着。 c、插入后，应维持约30秒始可移动。 4、 填砂、填土： (1)配管前填砂：填砂前，沟底先整平，排除凸出之石头，沟底填砂10cm以上。 (2)配管后填砂：如原管沟之挖方为砂或砂土，即以原挖方回填；如原挖方为土石方，则管底填 10cm砂，管顶还要填砂10~30cm厚，然后上方再覆土。 (3)回填砂土需要淋水夯实，但夯实时不得伤害管体。 5、 管线试水： (1)管线安装完成须作静水压试验，试验水压不超过设计工作压力的1.5倍，最低不宜小于0.5Mpa；试 压段长度不宜大于1KM。 (2)管线试水须在最高点设自动排气装置。 (3)试水压： a、缓慢地向试压管道中注水，同时排出管道内的空气。管道充满水后，在无压情况下保持12小时。 b、将管内水加压到0.35Mpa，并保持2h。若在2h中无渗漏现象则视为严密性试验合格。若有渗漏 ，为保持管内压力应向管内补水。 c、严密性试验合格后进行强度试验，管内试验压力一般采用0.6MPa，并保持试压2h。每当压力降 落0.02Mpa时，则应向管内补水。为保持管内压力所增补的水为漏水量的计算值。漏水量不超过 下表中所规定的允许值，则试验管段承受了强度试验。 不同管径每公里管段允许漏水量表 管外径（mm） 每公里长管段允许漏水量（L/min） 粘接连接 橡胶圈连接 63~75 0.2~0.24 0.3~0.5 90~110 0.26~0.28 0.6~0.7 125~140 0.35~0.38 0.9~0.95 160~180 0.42~0.5 1.05~1.2 200 0.56 1.4 225~250 0.7 1.55 280 0.8 1.6 315 0.85 1.7 (4)试压过程中如管线有漏水或破裂情形发生时，须抢修后再进行试水，直到合格为止。 (5)管道试压须在填土填砂之后至少48h后才能进行，回填可预留接头部份不被埋没，以便于漏水时观察。 (7)试水之前还需对各个弯头、三通特别是管端盲板的支撑要有足够的稳定性，混凝土支墩要有充分的凝固时间，使其达到额定的抗压强度，否则管道会在施压过程产生移动，造成接头脱节漏水等事故。 (8)在试压管段上的消火栓、安全阀、自动排气阀等处试压时应设盲板，将所有敞口堵严，试压合格后，须立即将阀门、消火栓、安全阀等处所设的盲板撤下，恢复这些设 1、沟槽开挖及回填。 与球墨铸铁管及钢管相比，U—PVC管重量轻，装管方便，用人工较少，对施工机具要求不高。正是基于以上特点，施工时，施工单位为节约费用，沟槽开挖宽度有时达不到规范要求，如有时DN200管沟槽宽度为0．6－0．7M。虽不致影响管道安装，但回填质量很难保证，其土壤压实度无法保证。特别是与修路工程同时施工时，一般多为修路单位做好灰土层后，管道工程才开挖沟槽，一般管道设计埋深为1．7M左右，实际只需挖1M左右，沟槽又窄又浅，回填很难达到要求，路面层压实时，便会威胁管道的安全，亦会影响道路工程质量。 另外，沟底应保证不小于100MM的砂垫层厚度，特别在老城区，沟底建筑垃圾较多，必须严格执行规范，保证回填质量，使管道能安全运行。 2、管道安装 U－PVC管较金属管材比重要小。安装时需人工少，安装成本较低，其连接方式采用胶圈接口，大大提高了安装效率，管径愈大，优越性愈明显。唯一不足是管道端口无顶进深度标志线，不便于安装时掌握顶进深度，特别是夜间安装时。其影响更大。另外，管道安装时经常需切割管子。切口端面必须认真坡口，特别在翻越其它地下设施时，因U－PVC弯头多为双承口，不同于直线安装。如果坡口不到位，很难安装，也易顶坏胶圈或使胶圈错位，如在一处管道工程中，管道需翻越电力沟，因切管端面坡口不到位，不均匀，用了将近二个小时也无法顶进，后重新坡口后，顺利安装成功。 3、管道试压 管道试压时，规范中规定水压试验的静水压力不得小子设计内水压力，且不得小于0．8Mpa。我司沿用金属管村试验标准，试验压力为1．OMPa，稳压0．5h，U—PVC管轴向线膨胀系数比金属管材大，我司试压标准较规范高，试压时接口一般会脱出2－5MM，因此试压时回填土方必须达到要求的压实度，管道支墩达到设计强度，后背安全稳固，同时，打压时观察各接口，保证试压顺利进行，保证工程质量。 4、管道支墩 作为给水管材，U—PVC管应用已有一段时间，但有关标准不很齐全，如管道支墩作法，金属管村支墩作法已有相对完整的标准图集，施工人员对金属管材作法已熟悉，实践中，施工人员往往按金属管材支墩作法砌筑U—PVC管村支墩，而U—PVC管与金属管材其材质特点有很大不同，应区别分析，规范中明确规定“U—PVC管道不得采用360°”满包混凝土进行地基处理或增强管道承载能力”。避免因管道伸缩局部应力集中而损坏管道，影响管道安全运行，因此，我司结合规范及地区土质特点，对支墩砌筑进行了规范，制定出施工标准，规范施工，保证工程质量。 5、用户管安装 用户管安装时，因U—PVC材质的水表井无相应的安装标准，安装时大多参照执行现有金属管材的国家标准图集。因U一PVC与金属管材材质之不同，容易出一些问题： 5．1 水表井内管件较多，特别是旁通表中，施工中管径DN＞100时管件连接一般为胶圈连接和法兰连接两种。采用胶圈接口时，因垂直及水平方向均与表共墙壁有一定距离，通水试验时，时有将管件打脱现象（西安市供水管网平均压力0．24MPa左右），而用法兰连接未出现这类现象，结合施工实践，水表井内管件连接用法兰连接较胶圈连接安全。 5．2 U—PVC管件价格较之其他金属管件高，以主管管径DN200，旁通管管径DN100的水表并安装为例，U—PVC管件主树造价高出球墨管材管件2倍多，影响施工单位应用的积极性，因此降低管件价格，使U—PVC管能更好的推广。 5．3 按现有水表并标准图集安装时，水表共内管道及管件多处于悬空状态，其闸门、水表处砌筑支墩，三通、弯头处是否砌筑支墩，目前使用U—PVC管材的水表并还没有明确规范要求。实际运行时，有时需下并维护检修，不砌筑支墩将影响管道维修安装。原水表并标准图集为根据金属材质特点制定，而U－PVC管材与金属管材有很大不同，应结合U－PVC材质特点，作出相应修改，在水表并由三通、弯头处砌筑支墩或采取加固措施是保证管道安全运行的有效措施。 结合施工实践中的体会，要推广落实使用好U—PVC管，要根据国家标准、规范，结合企业特点制定企业的设计规程，施工标准，验收标准。同时做好培训工作，更好的推广U－PVC管。 四、结束语 U－PVC管作为城市供水管的新型管材，以其所具有的优越性在供水工程中的应用日益广泛，在生产实践中还需要不断总结，进一步完善健全技术规范及相关标准，为U—PVC给水管应用推广做出更大贡献。以上是笔者在施工实践中的作会，不足之处，望同行指正。（西安市自来水公司孔繁涛 郭新潮） 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0℃-45℃。如管线工作温度不在正常温度内，必须根据实际温度对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℃，其弹性模量会有明显下降。例如在60℃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：20℃107Mpa、40℃82.8Mpa、50℃69Mpa 、60℃60.1Mpa、70℃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，且横向及纵向的冲击强度也不一致）。20℃时的冲击强度与-20℃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 / ℃ -20 -10 -5 0 5 10 20 冲击强度/（KJ/m2） 30 34 40 42 48 58 ＞150 1.4拉伸强度 温度不同，PVC-U管材的拉伸强度变化较大。如下： 温度 / ℃ 10 20 30 40 50 60 70 拉伸强度 / MPa 65.1 59.5 55.5 48.3 42.8 36.2 30.3 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0~45℃。 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-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，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。 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，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/(m℃)，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75~200mm口径的水管，12~15℃的负温差使管材受到纵向拉应力相当于管内承受着1.18~3.04Mpa的内水压力，这是非常大的应力，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。 ΔL= 0.07 L•Δt 式中：ΔL—因温差产生的纵向变形，mm 0.07—PVC-U管材的线膨胀系数（mm/m• ℃） L—管线长度，m Δt—敷设与使用中内外介质的温度差，℃ 一般来说，伸缩节的距离不宜大于150米，伸缩量不宜小于12cm，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
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，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。 三、与传统管道连接 塑料管材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。 PVC-U管道与金属管道规格对照表 (GB) 公称压力1.0Mpa 单位：mm 塑料管道 （mm） 金属管道 （mm） 英制单位 英寸 法兰盘尺寸 D D1 b N×DN 螺栓 dn20 DN15 1/2″ 95 65 14 4×14 M12 dn25 DN20 3/4 ″ 105 75 16 4×14 M12 dn32 DN25 1″ 115 85 16 4×14 M12 dn40 DN32 11/4 ″ 140 100 18 4×18 M16 dn50 DN40 11/2״ 150 110 18 4×18 M16 dn63 DN50 2״ 165 125 20 4×18 M16 dn75 DN65 21/2״ 185 145 22 8×18 M16 dn90 DN80 3״ 200 160 24 8×18 M16 dn110 DN100 4״ 220 180 22 8×18 M16 dn125 DN125 5״ 250 210 22 8×18 M16 dn140、dn160 DN150 6״ 285 240 24 8×22 M20 dn180、dn200、dn225 DN200 8״ 340 295 24 8×22 M20 dn250 DN250 10״ 395 350 26 12×22 M20 dn280、315 DN300 12״ 445 400 28 12×22 M20 dn355 DN350 14״ 505 460 32 16×22 M20 dn400 DN400 16״ 565 515 32 16×26 M24 dn450 DN450 18״ 615 565 35 20×26 M24 dn500 DN500 20״ 670 620 38 20×26 M24 dn560、630 DN600 24״ 780 725 42 20×30 M27 dn710 DN700 895 840 45 24×30 M27 dn800 DN800 1015 950 45 24×33 M30 注：D——法兰外径; D1——法兰孔距; b——法兰片厚度; N×DN——法兰孔数×孔径 四、与检查井或蓄水池井壁连接 PVC-U管材经常需要与检查井或蓄水池井壁预留孔连接，PVC-U管需做中介层，中介层作法：（1）PVC-U管材外表面擦拭干净，均匀涂上一层PVC-U胶粘剂；（2）在胶粘剂上撒一层干燥的粗砂（3）重复前两个步骤，一般涂三层可达到使用要求。待中介层固化后按一般传统管材做法与预留孔连接即可。 五、环路铺设 在环路上铺管时，可采用直管借转铺设，PVC-U管每个接口允许借转角一般取1º，具体方法是利用短管或增加双胀管，若弧度 六、弯头、三通、附配件等受力处的处理 按规程规定，PVC-U管道在水平或垂直转弯处，三通、管道端部和关闭的阀门处均应根据管内压力计算轴向推力，设置止推墩；管道上设置的阀门、消火栓、排气阀等附配件，其重量不得由管道支撑，必须设置混凝土或砖砌等刚性支墩，支墩应有足够的体积和稳定性，并用锚固装置将其上的附配件固定，当附配件可能产生轴向推力时，还应设置止推墩。设置止推墩的目的是为了将管道上述部位产生的不平衡推力抵消，否则这种推力就可能破坏管件和接头；对附配件予以支撑，一是为了避免管道承受附配件重量所产生的额外应力；二是为了在附配件发生震动、开启阀门以及安装拆卸附配件时，避免将震动和扭矩传递到管道上，而使管道破裂。对于大口经管道的支撑和止推墩，更应做好施工设计，不得随意应付。 注：在坡度较大的地方安装管道时，由于夯实不好或土壤摩擦系数较小，土壤与管道之间的摩擦力不足以完全消除管道重量产生沿坡度下滑的分力，将会使坡顶接头承受压力、坡底管道承受推力，极易造成上部管道接头拔开或下部管道接头破裂，因此应分段对管道予以固定,设置防滑墩或其它结构，对露天安装在坡度较大地方的管道更需做好施工设计。 七、泵房、阀门的操作及管线空气的排除 因设计和操作不当引起的水锤和气锤造成的爆管，在爆管事故中占有相当大比例，其中气锤造成的又占绝大部分，尤其在农村和偏远地区，以前很少采用塑料管，缺乏设计和施工经验，加上供水压力不高，心存侥幸心理，发生事故的概率更高。因此，使用户弄清水锤和气锤产生的原因具有重大意义。 水锤和气锤发生的根本原因是因为水和气体是可压缩，直接原因是管道中水流状态发生突变，导致管道中水压发生剧烈波动。现以（下图）最简单的输水管道说明水锤和气锤发生的原因。 开泵送水时，从泵出口流出的水以很高的流速V1在管道中流动，当流至管堵处时，水流速度变为V0（值为0），水流的动能变为压力，使水或气体（如果管道中有未排除的气体）被压缩，当管堵处的压力高于其他压力时，水或气体就猛然膨胀，迫使该处的水回流，从而使管道中的内压力猛然上升，继而下降，水再次前流，达到一定压力时又回流，如此反复冲击，引起内水压起伏波动，这就是开泵水锤。 当突然关闭泵出口阀或突然停泵（不关出口阀就停泵或断电）时，水泵出口流速突然下降，水流中断，前面水流在惯性作用下继续向前流动，导致其后部形成一定真空度或充满空气（如果系统能够能进气的话）的空间，造成水流分离，流向前方的水流将动能或势能（水流流向高处时）转变为压力后，由于其势能或压力高于断流处势能或压力，水流回击，使管内压力猛升，继而下降，反复冲击。流速越大，所产生的水锤和气锤冲击波也越大。由于气体的压缩系数较水大的多，所以气锤的冲击波较水锤的冲击波大得多，这就是关泵水锤。 同样由于主干管上阀门的开闭，也会产生水锤或气锤。水锤或气锤又分为直接水锤或气锤和间接水锤或气锤。直接水锤或气锤是指水流突变的时间小于水锤或气锤波的传输周期（水锤或气锤反复冲击一次的时间）。大于传播周期时为间接水锤或气锤，直接水锤或气锤的危害最大，可达到正常工作压力的几倍、十几倍甚至几十倍。尤以气锤为甚。 在产生水锤或气锤时，同时会造成流体分离，形成真空，将管道抽瘪，然后在另一冲击波时，又在压力下鼓起，加速管道破裂。综上所述，当开停泵和开关阀门时会产生水锤，如管道系统中存在空气则会产生气锤。操作时为降低水锤、气锤的危害，应注意以下几点： 1、应先关闭泵的出口阀再合上电闸，当压力稳定后再缓慢将阀门开大，避免不关泵出口阀就合上电闸直接开泵； 2、停泵时应先缓慢关闭出口阀后拉下电闸停泵，避免不关泵出口阀就合上电闸直接停泵； 3、主干管上的阀门，尤其是单管线上的阀门开启和关闭时，都必须缓慢进行，使水流的变化缓慢一些，不致造成直接水锤和气锤； 4、管道设计时应注意安装排气阀，将系统中的空气排出去，以免产生气锤。特别注意地形的测量标高，高点处一定要设排气阀，否则即使别处安装了排气阀，也无法将管道中的空气排出。 5、地形和使用条件复杂处，设计时可考虑安装水锤消除器。 总之，在PVC-U管道设计、搬运、安装、使用中，应严格遵守标准及规程，消除管材损坏因素，更好的推广和使用PVC-U管道。 参考文献: 1.<<埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程>> CECS17:2000 2.<<埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程>> CECS122:2001 3.法兰参照标准 GB9115.3---88 关于我国给水用PVC-U管材管件应用及有关技术问题的体会 2007-07-08 00:20:05 来源: 作者:未知 【大 中 小】 评论：0 条 摘要：化学建材是继钢材、木材、水泥之后，当代新兴的第四大类新型建筑材料，它在城乡建设中用途十分广泛。大力开发和推广应用化学建材具有显著的经济效益和社会效益。 关键词：PVC-U 管材管件 技术问题 一.概况： 化学建材是继钢材、木材、水泥之后，当代新兴的第四大类新型建筑材料，它在城乡建设中用途十分广泛。大力开发和推广应用化学建材具有显著的经济效益和社会效益。塑料管材管件是化学建材的主要品种，而PVC-U管材管件则是塑料管的主导产品。给水用PVC-U管材管件在国家指导下正规的开发始于国家“七五”期间。由于它具有重量轻、不生锈、不结垢、制造能耗低(以长度计算，仅为金属管的18.7%)，内壁光滑，水力条件优越(在同等水力条件下，供水能耗下降44%)，水质卫生，没有管道二次污染，安装劳动强度低，节约施工综合费用等独特优点，已越来越被人们所认识。可以说，它在一定的管径范围内，在技术上及经济上是可行的。这一项目立项于1983年，1985年列入国家“七五”科研攻关项目。经过十几年的技术开发和应用实践，这一新型材料已在全国城镇供水管道中应用达3000多公里，在联合国和世行贷款的我国农村改水工程中累计应用已不少于10万吨，取的了初步的开发应用成效。国家有关部门也于88年及90年颁布了产品国家标准和应用技术标准。 国家一直十分重视这一新型材料的开发和应用。于七十年末期就由建设、建材、化工、轻工等部门联合组成了国家化学建材专业组，随着项目由技术开发逐步转入应用开发，这一专业组的组长也由化工部担任转由建设部担任，并于94年改名为化建协调组。建设部等五部于1997年6月23日联合发出建科[1997]154号文件，印发了《国家化学建材推广应用“九五”
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关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知
，对推广应用“九五”计划和2010年发展要求，加速推广应用、限制淘汰落后产品等作了明确的规定，上海市等有关省市也相应作出了本地区具体实施规定的通知。应该说，国家与各级政府部门推动化学建材这一技术政策的贯彻力度正在不断加大，有关政策也正在相应出台并实施，各类相关人员对给水用PVC-U管材管件的认识已从陌生、粗浅而逐步进入了解和较深化的阶段，生产企业的质量和品种也正日趋稳定、提高和完善。应用技术在大量实践的基础上总结了正反两方面的经验与教训已经形成了一些具有共性的关键技术措施而切实可行了。目前，可以说推广应用的外部条件和技术基础已逐步形成，前景十分良好。应用单位迅速介入这一推广应用工作也不存在太大风险，而且还有利于完成国家“九五”推广任务并早日掌握主动权，逐步实现本企业的供水现代化。因此，根据本企业的基本情况、特点和需要，寻找适当的应用范围和突破口的时机已经成熟了。 二.产品开发和工程应用有关技术问题的阶段性回顾： 开发和应用的12年来，我国城市供水行业在PVC-U给水管的应用技术方面大致经历了以下几个阶段： 第一阶段: 87-89年,国内厂家通过引进国外先进技术和设备，具备了PVC-U扩口型(R-R)压力管材的生产能力，产品标准达到了国家标准和德国工业标准的要求,但相应配套的PVC-U管件尚未投产，工程只能使用原有的铸铁管件，与塑料管材的连接采用传统的石棉水泥“打口”的方式，管材与管材的连接采用管材端头的R-R扩口胶圈密封连接，这一方式首先在青岛、天津、南通等自来水公司应用试验，但因PVC-U管材表面光滑，与填料的咬合力不够，接口的安全性不够，但只要注意“打口”质量并在有经验的管工操作下，接口在0.6Mpa时通过试压，但在长期工作一段时间后，接口出现有漏水的地方。其缺点为：1.材质不一致，选用铸铁配件不科学，特别是金属止水栓，不能用于塑料管上，致使无法连接用户支管。2.热胀冷缩及沉降、震动时损坏“打口”填料。3.无形中提高了“打口”的操作难度，缺乏普遍的可操作性，接口形式不科学。但这一阶段试验证明,PVC-U(R-R)扩口型管材在给水工程中是可行的，迫切需要加快PVC-U管件的开发，以满足工程的要求。 第二阶段: 厂家加快了PVC-U管件的开发，90年左右就备齐≤φ200的常用规格的TS接口(胶接)形式的PVC-U管件,从90-91年就逐步在上海，广州，成都，武汉等自来水公司开展了试点工程，但由于管材与管件的胶粘接口出现漏水并且缺乏配水管到表池间支管部分的特殊连接专件-塑料止水栓，工程试点没有取得满意的效果。但这一阶段的试验使大家发现了按照国家标准规定的视水压和水温两个因素选用管材公称压力等级为0.63Mpa作为城市供水的管道压力等级是不够全面的，萌发了在目前城市供水压力的情况下选用1.0Mpa压力等级管材的基本想法。 TS接口(胶接)连接形式在国外标准和我国标准中均属可采用的连接形式之一。它属于本体粘接，胶粘剂随着溶剂的挥发而遂步固化达到粘接的目的。粘接的质量由以下几个因素决定： 1.被粘物的贴紧力和间隙。在管材管件上就体现在配合精度和胶粘承口有效长度。其间隙在0.1m/m时是最佳的，超过0.3m/m其粘接效果(搭接剪切长度)就急剧下降。 2.被粘物表面必须清理干净。去油、去污、去水、去泥、去砂，且去掉管材管件表面成型时析出的润滑剂。 3.最大限度的去掉胶粘层中的空气，因此刷胶方向必须与轴向一致，且有里向外刷过端头，以保证有效粘接面积。 4.粘接完成后必须要在空气中养护24个小时左右，冬季施工时须长达48小时，（固化速度随环境温度变化而变化），在养护期间不能沾水或泡在水里。 5.合理的设置伸缩节，补偿热胀冷缩。 对照以上要素，目前我国管材管件的标准公差范围，不园度、管件承口的工艺锥度以及工程的施工现场管理，施工环境，施工细致程度，特别是南方多雨且地下水位较高的情况下，确实很难做到，此乃粘接连接总是出问题的基本原因。 第三阶段： 由于TS接口的诸多弊病，很大程度上阻碍了PVC-U管道的推广应用，应此，柔性接口管件的开发被提到议事日程上来了。 众所周知，由于管道工程中管件用量少、品种多，而且PVC-U管件的R-R接口成型技术难度高，设备模具投资很大而且不容易形成规模产量，因此各生产企业受到技术和资金的制约，无一家开发生产柔性接口的PVC-U管件。鉴于以上情况，生产厂家就生产了钢制喷塑的柔性接口管件，解决了≥φ100口径的柔性接口(R-R)问题。但此类管件的缺点是： ⒈价格太贵； ⒉由于不可避免的碰撞，损坏喷塑涂层，使钢板暴露，防腐性很差； 3.两种不同材质，且≤φ200管系中管件较多，使用起来总是特别别扭。但对于配水管到表池间的小口径给水管及其配套专件仍然没有一个很好的切实可行的解决办法。 第四阶段： 随着外部环境的不断形成和推广应用的深入，大多数自来水公司认为在≤φ200的范围中应用塑料管确实在技术上经济上是可行的。但制约整个推广进程的主要原因是：管件不配套，确切地讲即是现有的管件不能用或用上去不舒服，而需要的配件又没有。我们上海自来水公司认为在街坊小区内（道路红线外）应用PVC-U管其范围在≤φ200是经济的可靠的。 我们具体地把PVC-U管道分成两个部分来实施研究及应用。即：第一部分为≤DG50的用户支管系统，第二部分为DG100一DG200的配水管系统，现分述如下： 第一部分≤DG50的用户支管。这是我们深感迫切急需改革的第一课题。用户支管我们原来一直采用传统的镀锌管。由于采用地表水，水质消毒后PH值较低致使镀锌管内壁腐蚀结垢严重，直接影响水压水质。在水公司不断提高服务质量，实现社会服务承诺的情况下，上海水公司平均5-7年必须更换原有的镀锌管，每年耗资达3000-3500万元，由水公司开支，而且相当被动，当然，采用PVC-U用户支管是解决这一问题的行之有效的办法。 我们在长期的专题研究后，认为要采用PVC-U用户支管代替原镀锌管，必须解决以下两个技术问题： 1.必须解决配水管与进户管的连接专件。连接方法与接水操作方式符合上海水司原有传统的接水阀（京、津水司称铜门蕊止水栓）要求，可带水打孔或停水开孔，还能分别用于铸铁配水管和塑料配水管，使配水管与支管罗纹连接在同一种材质中实现转换。 2.必须开发非TS接口的一种新型接口形式的DG50以下的PVC-U管件，要求此类管件具有密封可靠，操作简单，不要养护、不受施工环境影响，在一定水压范围内（1.0Mpa）自锁管材不使管材湍动弹出而不需设置支墩但又能自动补偿热胀冷缩的特点。此类管件的接口形式，我们称之为活洛连接，简称活接管件。 江苏省江阴大伟塑料制品有限公司按照我公司要求及时推出了全套支管用UPVC活接管件，他们还与有关水司合作开发了塑料止水栓，这俩个系列产品构成了UPVC用户支管的敷设专件，科学地解决了相同或不同材质配水管与用户支管间的一种可靠的连接方法，并符合水公司传统的接水和维护管理要求，彻底消除了TS粘接连接的种种弊病，实践证明达到了预期设计效果，取得了成功。 我公司在96年进行20多个试点工程后，于1997年1日17日发出通知，规定在红线外全面采用≤φ50的PVC-U管道以全面革除镀锌管。建设部十分重视上海水司这一重大推广举措，1997年5月以《简报》形式报导并肯定这一做法，认为这是“在小口径城市供水管道中开辟了一条新途径以取代镀锌钢管”。上海市建委，经委，科委，农委，以[1997]第1087号文件形式肯定并下达了禁止使用镀锌管的规定。并在1998年3月，上海市建委又一次以沪建材[98]第0141号文件下达了禁用镀锌管的规定。 塑料立式止水栓和PVC-U活接管件组成的给水用户支管的系列产品，这一技术形式已列为了建设部中国工程建设标准《PVC-U管道工程设计施工验收规程》的规定。 经过三年多的大规模使用实践证明，工程效果良好，大幅度稳定及提高了水质，经取样分析，不同材质支管中过夜水的浊度、色度相差竞达70一100倍，显示了PVC-U管道的优越性，达到了成功的应用效果。因此，各大中心城市水公司和采用地表水导致镀锌管腐蚀严重的地区水司，纷纷起动，把革除镀锌管而代之以PVC-U用户支管作为本公司推广PVC-U管道的突破口。目前有的准备试点，有的正在试点，有的己经完成试点而进入了全面应用阶段使我国城市供水系统PVC-U用户支管的推广应用走上了一条健康发展的道路。 第二部分DG100一DG200的配水管系统: 我公司在大量实践和总结测算的基础上认为，≤DG200的PVC-U管道在质量、功能、投资效益等方面均优于铸铁管。但正如前面所述，只有采用R-R型柔性接口的PVC-U管件才是工程成功的至关重要的保证。在国家《PVC-U埋地给水管道工程设计、施工验收规程》中也己明确规定了这一管经范围的工程施工不得采用胶粘连接。可见R-R型柔性接口这一连接形式己形成了技术上的共识，得到了实践的证明和权威的认可。 江阴大伟塑料制品有限公司根据城市供水行业这一迫切的技术配套愿望和国家技术规范的要求，经过近三年的努力现已推出了de100一de200的全套R-R型柔性接口PVC-U管件，满足了推广应用的需要。我公司按照国家及上海市淘汰限制使用铸铁管的文件规定，在≤de200的管径范围及街坊小区内全面落实，以彻底稳定水质和改善供水状态，更好的服务于社会。 三.结束语： 在我国PVC-U管道开发推广应用的十几年中，借鉴了国外先进经验并结合我国国情，经历了风风雨雨，曲曲折折的过程，至今终于摸索出了一条符合我国城市供水应用现状的新的路子。回顾总结这十几年中的各主要阶段的特点和发展过程，很有必要。在经过实践已认定是失误或不完整的东西，就没有必要再去搞重复试验，而可以直接借鉴成功的经验而不走弯路。 从上海水司和其它有关水司的文件看，其中对应用技术规定了几条意见，实际上它体现了我国城市供水在推广PVC-U管道的实践过程中，总结归纳出来的至关重要的科学成功的具有共性的关键技术措施，而且己在多次供水公司专业会议上得到了共识和认同。这些技术措施的实现充分保证了工程的规范化应用，
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