关于PE管材在农村供水工程中的应用探讨

张建淮  ,李月芹

摘要：聚乙烯管材在国内各类工程中的应用日益广泛，聚乙烯管道材具有比传统管道材更多的优势，是目前国际上农村供水工程广泛应用的管道材料，其发展前景十分广阔。本文对聚乙烯管材的特性及在使用过程中应注意的问题做了较为切合实际的论述。

关键词：PE管；材料特点；质量控制

一、引言

我国塑料管材发展很快，质量在不断提高。目前，已初步形成以聚氯乙烯(PVC-U)管、聚乙烯(PE)管和聚丙烯(PP-R) 管为主的塑料管产业。随着PE80、PE100的普及，如今的PE管材作为一种新型、卫生、安全的工程材料，在村镇供水、农田灌溉工程中占据越来越重要的位置。

伴随着我国城市化进程的加速，面对人口、资源和环境等方面的巨大压力，为了保证国民经济的可持续发展，国家在每年都会增加对农村基础设施的投资，而农村安全饮水工程属于各级政府的一项重要民生工程。农村安全饮水工程涉及到的范围很广，规模也很大，而且有很高的要求。因此，管道的建设速度一直在加快，管道的类型与规格也越来越多，特别是聚乙烯管材在国内各类工程中的应用日益广泛，现已成为许多管道项目的首选材料。

二、PE管材料特点

(l)柔韧性较好。聚乙烯管材的弹性好，延长展性好，抗扭转性能好，断裂延伸伸长率通常超过500%。目前PVC管的断裂伸长率约为100%，钢管约为30%。与聚乙烯管比较， PE管的伸长率拉伸强度是 PVC管的5倍，钢管的l6倍。因此， 聚乙烯管材对管道基础不均匀沉降有更好的适应能力，抗冲击性能极佳，。由于地表塌陷或突然的地震而导致地壳移动，聚乙烯管材具有较高的抗变形能力，不易破裂[3]。

(2)耐腐蚀性较好。聚乙烯是惰性材料，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀，不需要防腐层，无电化学腐蚀。PE管与其他塑料产品一样，有很强的绝缘性，可以直接埋藏在土里，不需要外面的防腐层，使用寿命可以达到50年，维护费用也很低。

(3)良好的卫生性能：加工时不添加任何重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结污层，不滋生细菌，较好的解决了城市应用水的二次污染，满足供水管道的卫生指标。聚乙烯是一种对环境友好的烃类物质，而且是惰性物质，具有很高的化学稳定性。经测试，本该类产品无毒无味，能满足有管材卫生相关标准的要求。数据显示，聚乙烯管材内壁不会产生污垢，而且在长时间的使用中，其卫生性能也比其他管材优越。

(4)优异的输送性能：PE管内壁光滑，绝对粗糙度K=0.01mm,而且K值不随时间变化，内壁光滑，摩擦系数极低，介质通过能力高，是农用灌溉管道的理想管材。

连接方便,施工简单。聚乙烯管材施工时占用的作业场地较少，可有效降低开槽土方的数量。与普通的生铁相比，高密度聚乙烯管道的重量更轻，从而减轻工人的劳动强度，节约机器的使用时间，同时也降低项目的造价。

(5)良好的施工性能：PE管材连接方便可靠，主要采用熔接连接(热熔连接或电熔连接)和热熔承插连接，热熔和电熔接口的强度均高于管材本体；与橡胶圈类接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。聚乙烯管道的重量更轻，不需起重安装设备，施工时占用的作业场地较少。相比钢管施工效率高，工程综合造价低。

成本较低。聚乙烯给水管道与一般的金属管道相比，不仅造价较低，而且具有较长的使用寿命。

三、施工质量控制

（一）施工前期质量控制

(l)做好图纸审查

PE管道的通用运行设计，应遵循以下准则:满足使用寿命要求；管材内径必须符合流量要求；管道壁厚必须符合压力要求；计算管径与管壁厚能同时满足规定的流量和压力要求；计算静载荷和动载荷等外力对管道的影响；按照最不利的外载荷状况，调整管壁厚度；根据环境温度或操作温度，重新确定管道的等级；复核最后选定的管径和壁厚能否满足在给定温度、压力、流量和外力载荷下达到管道系统的预期寿命。

设计图纸要与国家设计规范、地方技术、经济政策、相关法规相一致,设计图是否符合施工单位的要求,设计与施工工艺设备要求的是否一致,有没有要求采取特别的技术措施,有没有技术上的问题,是否确保施工的安全性,图上的尺寸、坐标、高程和管道的交叉点是否一致,安装辅助设备的地基、位置是否合适，管道走向须经水管理部门审核核准后方可实施，并说明建设需求。

(2)强化施工队伍的人员素质

相关工作工人应都是受过专门的训练并持有相应的证书业培训。施工队以制定的施工计划、进度安排为依据，对各专业进场人员进行合理安排，确保质量控制要求，材料机具正常、安全用电等。

（二）施工现场质量控制

(1)管沟开挖与回填

在施工过程中，应按图纸和项目监督监理单位的要求进行施工，进行挖掘的方向与深度，若沟底地基坚固，则管沟的宽度应以实际作业空间为准。

若挖出的管道沟槽底部未受干扰，无大块岩石，沟槽底部也十分平坦，则无需处理。否则，挖出来的沟槽底部，一般是用没有尖锐边缘的小石子和砂土或粘土混合而成的，直径不大于50毫米。在不稳固的土壤，如潮湿的泥土或砂土中挖掘管道时，管沟的挖掘深度应大于规定的100-150 mm，再颗粒直径小于50 mm的碎石铺成150 mm的厚度，重新铺设一层50mm的砂土。若所开挖的沟槽是松软的岩石土，则应在沟槽底部埋入150毫米以下，并以砂砾土层回填至指定深度，并压实90%以上，在回填管道时，应在管道两端进行分层处理，预留出管线的连接点，并在经过水压力测试后再回填。首先，在管下部支撑角的范围之内，用沙土填充

至管胸腔的位置，每次回填的高度不能超过200 mm，至管子顶部300毫米处，不得有岩石、冻土或坚硬物体[2]。

(2)PE管道施工

①PE管连接。聚乙烯管道和管件的连接不能使用螺纹和胶带，管道的材质必须和管件的材质一样，管件的压力等级不能低于管道的额定压力。冬天和严寒地区室外施工时，要把聚乙烯管接头放到施工场地附近的室温附近再进行联接，同时要重视供热装置的温度补偿。热熔对接连接，是采用热熔对接焊机，利用加热熔融后相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段， 加热段、切换段、对接段。焊接工艺流程如下:材料准备-夹紧-切屑-对中-加热-吸热-切换-熔融对接-冷却-成品。

电熔连接是将电熔管件套在管材、管件上，预埋在管件内表面的电阻丝通电发热，产生热能加热、熔化电熔管件的内表面和与之承插的管材外表面，使之熔为一体。其具体步骤如下:用塑料管材切刀或带切屑导向装置的细齿切断管材，并使其断面垂直于管材轴线，用小刀切除内部边缘的毛刺；清洁管材待连接面上的污物，标识插入深度，并刮除其表皮；将承口管件滑入插口端，并正确定位；固定并校直定位夹具，检查管材端部是否对正，必须保证在统一轴线上；设置好电熔焊机工艺参数，并开始焊接；检查焊接周期是否正确完成；冷却过程中必须让接头处于夹紧状态，并保证冷却时间；冷却完成后，卸压，松开夹具，取出连接完成的管道，焊接完成。

钢塑接头的连接。聚乙烯管与金属管材及阀门、流量表、压力表等管路附件的连接，通常采用钢塑过渡连接方法。聚乙烯管道主要有如下几类方法:聚乙烯法兰接头；预制过渡管件:钢塑管连接过渡管件和钢制过渡法兰接头；现场装配压缩型机械管件；电阻丝热收缩套简。钢塑接头用于聚乙烯管与钢管的转换连接，在实际使用过程中一股有两种形式:对于小口径的聚乙烯管(管径≤63)，一般采用一体式钢塑转换接头。对于大口径的聚乙烯管(管径>63)，一般采用钢塑法兰组件进行转换连接。也可以采用一体式的钢塑转换接头。

聚乙烯管道的焊接，是一个没有事后非破坏性检验手段的过程，因此必须控制好影响聚乙烯管道连接接口质量的各主要方面因素，控制好管道连接的过程，杜绝质量问题的发生，获得合格的连接接口。

②PE管安装。聚乙烯管道在插口端接好后，将其拉进槽内，公称直径在200毫米以下时，可用人工将其拉进，不得破坏管子，不得在管子表面留下划痕。聚乙烯管道穿越重要公路和铁路时，需要设置混凝土套管。套管应从路旁或路基上突出，聚乙烯管道穿入套管时，不得有任何拉伸痕迹，如有需要，应在聚乙烯管道上加一保护层。PE管道穿过地下室或地下建筑时，必须安装套管，并进行严密的防水处理,横向管道应设置2%~5%的坡度排水装置，铺设管道时允许有适当的弯曲，其弯曲半径不得少于20倍的公称通径[3]。聚乙烯管材不能承载管线附属物的重量，必须安装混凝土或砖砌的支撑，支撑要有足够的稳定，并可以将管道配件牢牢地固定住。对额定直径大于110毫米的聚乙烯管材，在横向和纵向的转弯部位，变化管径的地方，三通的弯头、阀门的地方，应依据管道内的压力而设置止推墩。推力墩砼应在未开挖的基础上和沟槽边就地浇筑,将厚度为2-3毫米的橡胶缓冲器与管子连接处，在竖向拐弯处用扣环和锚固件将管线与推力墩连接起来。管线悬挂在空中时，应采用管托架来支承管线，管道支架可以由角钢、半圆形钢管等制成，可使聚乙烯管在管架上自如地伸展。

（三）施工后期质量控制

工地建设基本完工后还要做好后期的质量管理工作，要确保箱、井等内部没有任何的污物，并且保持表面干净,并负责给水管的水压试验、给水管的冲刷、给水管的压力测试等的准备工作，整理并汇总全部隐蔽工程验收所得的资料，。根据工程的实际施工情况，编制出完备的竣工数据和竣工图资料。把资料整理，汇总，装订成书册，以供施工运营单位日后进行维修时参考。

结论：聚乙烯管材由于其使用寿命长，卫生指标高等优点，在供水管道上得到越来越多的关注。但聚乙烯管道在工程上的使用还存在着一些具体的问题，如钢塑转换，给水设备井筒等，这些问题还有待进一步的解决。通过对聚乙烯管材在给水管道外的同类工程中的应用，已证明了聚乙烯管材的良好性能。PE管材作为一种新型管材，在农村供水工程中因其优越的性能和合理的价格，是一种值得推广的理想管材。因此，在适当的场合，应将聚乙烯材料应用于管道工程中，以取代较高等级强度的铁管、不锈钢管，以既达到其功能要求，并又可减少投资费用。因为在聚乙烯管道的应用方面，目前还没有一个权威的技术标准，所以在聚乙烯管道的使用中，经常会感觉到技术基础不够充分，所以必须尽快将聚乙烯管道的施工技术和相关的标准统一起来。

参考文献：

[1]王斑.新型管材在城市供水工程中的应用[J].居业,2018(10):1-2.

[2]刘莹.浅谈新型管材在城市供水工程中的使用[J].中国新技术新产品,2012(17):62.

[3]李保会,王学文,李绍飞.PVC-U管材在城乡供水工程中的施工方案[J].地下水,2012,34(01):188.