¿Tecnología de construcción para tubos sinuosos de pared hueca de HDPE de gran diámetro?
En la construcción del proyecto de Guangzhou, utilizamos tubos enrollados de pared hueca de polietileno de alta densidad. El diámetro máximo de los tubos es DN1800 mm. Los tubos son juntas flexibles, que son livianas y no necesitan. hacer cimientos de concreto para las tuberías y acortar el período de construcción. Durante la construcción, en base a las características de las interfaces de tuberías de gran diámetro, como alta tensión y fácil fuga, gran coeficiente de expansión térmica de los materiales de HDPE, fácil deformación de tuberías nuevas como bocas de tubería, excavación de zanjas profundas y abundante agua subterránea, interna y externa. Se adoptó el sellado externo con cinta termorretráctil, el plan de construcción del sellado externo de la conexión con cinta de fusión eléctrica, el empalme a tierra de la tubería y el levantamiento general reduce el impacto del agua subterránea en el proceso de interfaz y garantiza el progreso de la construcción y la calidad de la instalación.
1. Descripción general del proyecto
Guangzhou instaló 19.780 m de tuberías de drenaje, utilizando nuevo HDPE doméstico para conectar las tuberías de drenaje.
La precipitación anual en esta zona es de 1800-1900 mm, las zanjas están excavadas profundamente y el agua subterránea es rica. Se tomaron medidas de drenaje durante todo el proceso de construcción.
2. Tubería enrollable de pared hueca de HDPE
2.1 Estructura de la tubería de HDPE:
El polietileno de alta densidad, también conocido como polietileno de baja presión, está hecho de etileno en un catalizador agregado en presencia de. Puede formarse mediante inyección, extrusión, moldeo por soplado y otros métodos. Tiene buena resistencia al calor y al frío, y sus propiedades mecánicas son mejores que las del polietileno de baja densidad. Tiene buena resistencia al desgaste y propiedades químicas, es resistente a la corrosión por diversos ácidos, álcalis y sales, y tiene baja absorción de agua. tasa de transmisión de vapor. El material principal utilizado en esta construcción es tubería de drenaje de polietileno de alta densidad. Es una tubería de pared estructural con HDPE como materia prima principal y materiales iguales o diferentes como estructura de soporte auxiliar. Se fabrica mediante un proceso de moldeo por bobinado en caliente. una boca de tubo a tope El diámetro máximo es de 1800 mm.
Debido al gran diámetro de la tubería y a las complejas condiciones geológicas del lugar, el proveedor no tenía experiencia en instalación para brindar orientación.
2.2 Las propiedades físicas de prueba de las tuberías de polietileno de alta densidad son las siguientes:
Método experimental de índice de artículo con número de serie
1 Rigidez del anillo KN/m2 ≥ 8 GB/ T9647
2 Prueba de placa plana (40%) no se agrieta ni se agrieta, y las dos paredes dañadas no se separan de GB/T9647.
3 % de contracción dimensional longitudinal ≤ 3 GB/t6671.2
4. La pared interior del tubo de ensayo no se romperá bajo el impacto de un peso que cae, y las dos paredes no separará GB/T14152.
5. No hay rotura ni fuga en la prueba de presión hidráulica GB/T6111.
6. No hay fugas en la prueba de sellado de la pieza de conexión GB/T6111.
La rigidez del anillo, también llamada rigidez a la flexión del anillo, es una medida de la capacidad de la tubería para resistir la deformación del anillo. Se determina mediante métodos experimentales o métodos de cálculo, y la unidad es N/m2. Generalmente, el valor medido se toma cuando el diámetro se deforma un 3%.
En el ensayo de placa plana se aplican cargas continuas en dirección radial. Cuando la deformación del diámetro interior de la muestra en dirección vertical sea del 40% del diámetro interior original, descargue inmediatamente. Durante la prueba, no se debe reducir la carga y la muestra no debe romperse.
La contracción longitudinal, también llamada contracción longitudinal, es la contracción longitudinal de una muestra de tubería después de ser probada en un horno a 110 °C. El coeficiente de expansión lineal de las tuberías de HDPE es relativamente grande, por lo que se utiliza como. un elemento de prueba para tuberías.
Las tres pruebas anteriores se realizaron sobre la base de probar el rendimiento de este nuevo tipo de tubería de drenaje. La prueba de caída de peso y la prueba hidráulica son elementos de prueba de rutina para tuberías de transporte de fluidos.
3. Determinación de la tecnología de construcción
Dado que el modelo de tubería de HDPE utilizado en el proyecto es mucho más bajo, el tema de discusión es la tubería de DN1600 mm instalada en la etapa inicial del proyecto.
3.1 Análisis característico de tuberías de polietileno de alta densidad
(1) Al fabricar tuberías, asegúrese de que el diámetro interior de la tubería, el tubo plano y la junta a tope estén conectados mediante cables eléctricos. calentamiento y fusión;
②Las tuberías de polietileno de alta densidad de paredes huecas, livianas, pesan aproximadamente 1/8 del peso de las tuberías de cemento de la misma longitud;
(3) Flexible Las tuberías y las interfaces no requieren la producción de cimientos de hormigón.
3.2 Proceso de instalación seleccionado
Seleccione el proceso de conexión para garantizar la resistencia y estanqueidad de la conexión de la tubería, y determine el plan de construcción para el levantamiento general de la conexión a tierra de la tubería. Conecte las tuberías en el borde de la zanja y levántelas hasta colocarlas en su lugar para reducir los efectos adversos de las duras condiciones de construcción en la zanja, el agua y el barro en el efecto de conexión.
El control de calidad se centra en la conexión y manipulación de las boquillas.
3.3 Determinar el proceso de construcción
Asegurar que la construcción se lleve a cabo de acuerdo con los siguientes procedimientos: medición y trazado; excavación de zanjas; producción de colchón de arena básico; empalme de tuberías; instalación de tuberías; conexión de tuberías y bocas de pozo; prueba de relleno de agua cerrada
4.1 Excavación de zanjas; p>La abertura más profunda de la zanja para tuberías Excavó 4 m, la calidad del suelo es mala y el nivel freático es alto. Los cimientos de la tubería se deben compactar y nivelar de acuerdo con la excavación de la zanja conjunta en capas, y se debe colocar una capa de arena de 200 mm para aumentar el área de contacto entre el fondo de la tubería y los cimientos para proteger la tubería.
4.2 Empalme a tierra de tuberías
4.2.1 Modo de conexión de interfaz
Tubería enrollada de pared hueca de HDPE, el interior y el exterior de la junta de la tubería están unidos y sellados con La cinta termorretráctil y el exterior son una conexión de correa fija por electrofusión que garantiza la estanqueidad de la unión y una fuerza de conexión suficiente.
Empalme a tierra
Coloque la tubería a lo largo de la zanja en el lado plano de la zanja y corte el largo correspondiente según la distancia entre los dos pozos. El tubo se puede cortar con una sierra de carpintero y los extremos se pueden alisar con un cepillo de carpintero. Excave un pozo de operación de 300 mm de profundidad debajo de la junta de la tubería, que es 200 mm más ancho que la banda de fusión eléctrica.
Conexiones con cinta termorretráctil
Tubería nivelada y alineada. Se requiere que las tuberías estén alineadas horizontalmente, la desviación relativa de las líneas centrales de las dos tuberías no debe ser superior a 7 mm y el espacio a tope no debe ser superior a 10 mm.
① Prepare el vapor Dispositivo de calentamiento: tanque de vapor licuado, manguera y pistola rociadora.
(2) Limpie las juntas de la tubería y no debe haber barro, arena o polvo dentro de los 800 mm del extremo de la tubería.
(3) Utilice una pistola rociadora de gas para calentar uniformemente las piezas de conexión de la tubería a 80 ~ 90 °C.
(4) Caliente y derrita la superficie adhesiva de la cinta de fijación y péguela en la parte superior del tubo, es decir, la junta a tope debe quedar por encima de la mitad del tubo.
⑤ Calienta ligeramente la superficie de goma de la cinta retráctil para eliminar la humedad y ablandar la goma. La punta triangular de la cinta retráctil se pega y compacta en la posición 2/3. Es necesario agregar un cinturón de fijación desde la parte inferior de la tubería a lo largo de la circunferencia media y, al mismo tiempo, calentar la superficie del caucho para fortalecer la adherencia del caucho. Un extremo de la cinta retráctil se agrega en forma triangular para aumentar el área de contacto entre la cinta retráctil y la tubería.
⑥ Al calentar la otra punta del soporte de punta, séllelo con cinta selladora para reforzar el extremo de la cinta retráctil.
⑦Después del calentamiento, una pequeña cantidad de pegamento debe rebosar del borde del cinturón de fijación. Si no se puede lograr este efecto, se debe continuar calentando.
El método de funcionamiento de la cinta termorretráctil de pared interior es el mismo que los pasos anteriores.
4.2.4 Conexión de correa fija por electrofusión
①La fuente de alimentación utiliza un generador de 50 kW y el cable de alimentación es de 10 mm2 (12 mm2 para dn 1200 y superiores).
(2) Limpie las juntas de la tubería. No debe haber tierra, arena o humedad dentro de los 500 mm del extremo de la tubería. Si hay gotas de agua y humedad, límpielo primero con un paño de algodón y luego séquelo con una pistola rociadora de gas.
(3) Envuelva la cinta de electrofusión alrededor de la posición de conexión de la tubería, con un extremo de la línea de conexión hacia adentro. La línea central de la cinta es perpendicular a la línea central de la tubería y no debe desviarse de la. interfaz en 10 mm.
④Utilice una hebilla de nailon (para uso superior a DN900) o una hebilla de acero para fijar la cinta de electrofusión en la tubería. Al mismo tiempo, inserte la varilla de PE en el cabezal cerca del extremo interior de la cinta de fusión. Inserte 90-100 mm para diámetros de tubería superiores a DN450 y 50 mm para diámetros de tubería inferiores a DN400. Intente minimizar el espacio en esta parte al apretar. El propósito de insertar la varilla de PE es garantizar que el extremo de la cinta termorretráctil eléctrica esté herméticamente sellado y desempeñe un papel de relleno.
⑤ Configura el tiempo de calentamiento según la temperatura ambiente.
⑥Selecciona la marcha y la corriente.
Máquina de soldar rango de corriente de engranaje de diámetro de tubería
200 ~ 400 1 (pequeña) 12 ~ 16
PE-2004X
450 ~ 600 1 (pequeño) 16 ~ 25
600 ~ 1000 2 (grande) 20~35
1100~2000; 26~40 PE-2002
⑦ La máquina de soldadura por fusión en caliente funciona con electricidad.
⑧Después de soldar, corte el suministro de energía, retire la abrazadera de salida, verifique el espacio entre la periferia de la correa y el tubo y luego sujete de 1/4 a 1/2 vuelta.
⑨ Deje enfriar durante 15 ~ 20 minutos por encima de 20 ℃, enfríe durante 10 ~ 15 minutos por debajo de 20 ℃ y luego afloje la hebilla.
⑩Aproximadamente 10 ~ 15 horas después de completar la soldadura, la pieza soldada se enfría y solidifica por completo. La tubería móvil afectará la calidad de la soldadura durante el proceso de soldadura o antes de que se enfríe por completo.
4.3 Las tuberías se izan en su lugar
Las tuberías de DN 1400 mm ~ DN 1800 mm, conectan 4 tuberías de 6 m de largo a la vez y utilizan 2 grúas para izarlas en su lugar. Al levantar, se deben utilizar eslingas de nailon para reforzar los puntos de elevación y evitar roturas de la tubería. El peso de una tubería de HDPE de DN1800 mm de 24 metros es de aproximadamente 2,5 toneladas, y la capacidad de elevación y la pluma de la grúa pueden cumplir con los requisitos de elevación.
4.4 Conexión de tubería en la zanja
La conexión de tubería en la zanja es la misma que la conexión a tierra mencionada anteriormente, la diferencia es que se debe prestar atención al drenaje del agua subterránea a tiempo. , y está estrictamente prohibido que el barro y el agua entren en la interfaz. El nivel del agua en el fondo de la tubería debe mantenerse por debajo de 300 mm. Una vez nivelado el fondo del tanque, esparcir 200 mm de arena media o gruesa y compactarla con un pisón vibratorio. Si la parte superior de la tubería tiene más de 800 mm, utilice una apisonadora para rodarla en capas.
4.5 Conexión de tuberías y pozos
En todo proceso de construcción de tuberías, primero se deben preparar los pozos de inspección y reservar el lugar de instalación de la tubería. Una vez que la tubería esté en su lugar, encuentre la línea central y la elevación, envuelva la longitud de la tubería de 100 mm de ancho con fibrocemento semiseco y linóleo, apisónela con un martillo cincel y alise las tuberías restantes con mortero de cemento C30.
4.6 Relleno de zanjas
El coeficiente de expansión lineal del HDPE es de aproximadamente 56×10-6/℃, que es aproximadamente 5 veces mayor que el del acero. Cuando la diferencia de temperatura es grande, las piezas de conexión que no están completamente enfriadas y fijas se estresan fácilmente debido a la expansión y contracción térmica, lo que afecta el efecto de conexión. Después de instalar la tubería, rellene la cintura lo antes posible, coloque cortinas de paja en las tuberías antes y después de la conexión para evitar la luz solar directa, el agua durante el día y reducir los cambios en la longitud de la tubería. Otro efecto de la presión en la cintura de la tubería es que la tubería de drenaje es relativamente liviana y tiene un rendimiento antiflotación deficiente. Es necesario evitar que la tubería flote cuando el nivel del agua subterránea sube demasiado.
La última interfaz de la sección de tubería entre los pozos de inspección debe conectarse por la mañana o por la noche, y la calidad de la apariencia de la conexión de la tubería y la conexión entre la tubería y el pozo de inspección deben verificarse de acuerdo con las requisitos de construcción, y rellenado hasta el diámetro exterior de la tubería, el relleno debe realizarse de acuerdo con los planos de diseño.
5. Calidad de la operación
Antes de la prueba de agua cerrada, las partes media e inferior de las juntas de las tuberías deben rellenarse y compactarse a tiempo. Como tubería flexible, la estructura en voladizo causará una gran deformación radial en la tubería y debe evitarse durante los experimentos. El sistema de drenaje instalado en este proyecto pasó la prueba de agua cerrada y la fuga de la tubería es inferior a los requisitos de especificación. Actualmente el oleoducto funciona bien.
6. Algunas experiencias
En el proyecto de Guangzhou, aprovechamos al máximo el rendimiento de las tuberías de drenaje de pared hueca de HDPE, organizamos razonablemente la tecnología y los procesos de construcción y superamos varias construcciones desfavorables. ambientes y factores:
No.: Instrucciones sobre desempeño, estructura y aplicación de tuberías
Para 1 tubería plana, se utiliza puesta a tierra por electrofusión para reducir los efectos adversos del agua, lodo y arena. sobre el efecto de conexión.
2. La elevación general ligera acelera el progreso.
3. No es necesario que las tuberías e interfaces flexibles estén hechas de cimientos de hormigón. El tramo de tubería entre los dos pozos de inspección solo tiene una interfaz conectada en la zanja.
4 Nueva tecnología: cinta termorretráctil interna y externa, además de cinta electrofusión para mejorar el sellado.
La tubería de HDPE es una tubería flexible y no existe una diferencia obvia en los requisitos de relleno del suelo en comparación con la construcción de tubería rígida. Sin embargo, para las tuberías rígidas, generalmente se consideran estructuras de carga independientes, que deben soportar todas las presiones internas y externas en términos de resistencia. Las tuberías flexibles son estructuras de carga del sistema de "interacción entre tubería y relleno", es decir, entre; la tubería y el relleno. Debido a la coordinación de fuerzas, el relleno de la tubería de HDPE y el cuerpo de la tubería forman una estructura de soporte de carga del sistema. La densidad del relleno en la cavidad torácica es superior al 85%, es decir, la coordinación de la presión bidireccional y. La fuerza entre la tubería y el relleno hace que se combinen en una estructura general eficiente, lo que requiere que la densidad del suelo de relleno en la cavidad torácica sea superior al 85%. Durante la construcción, considerando la densidad del cojín del fondo de la tubería y el suelo de relleno en la caja de la tubería, se requiere que el suelo de relleno se compacte a la densidad especificada, es decir, la construcción se lleva a cabo de acuerdo con los estándares de diseño o especificación. De esto depende la calidad del sistema "tubería-suelo". La capacidad de carga y la tasa de deformación radial de la tubería pueden garantizar el funcionamiento seguro del proyecto, lo cual es especialmente importante en la construcción de tuberías de gran diámetro. Para tuberías de diámetro pequeño, la construcción es mucho más fácil y no hay necesidad de considerar el impacto de la densidad del relleno en la tubería. Al construir canales temporales para el drenaje en el sitio, se utilizaron 12 m de tuberías de DN400 mm, no se realizó ningún tratamiento de cimentación y no se compactó el suelo de relleno. Cuando la profundidad de enterramiento es de 400 mm, el vehículo de ingeniería pesada puede permanecer intacto.
Las tuberías de HDPE no se importan del extranjero desde la década de 1990, y sus formas estructurales y métodos de conexión son diversos. Lo que se menciona en el artículo es un proyecto con un proceso de producción simple, bajo costo de fabricación y fácil promoción. La vida útil de las tuberías de HDPE es de 50 años, más del doble que la de las tuberías de cemento, lo que reduce en gran medida los costos del ciclo de vida. Por lo tanto, las tuberías de HDPE se utilizarán ampliamente en diversas construcciones de transporte y drenaje.
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