【04S520】 埋地塑料排水管道施工

埋地塑料排水管道施工
批准部门中华人民共和国建设部主编单位上海市市政工程研究院实行日期
上海科达市政交通设计院
二OO四年十二月一日
目录()、（二)
总说明（）～（十五）
硬聚氯乙烯(PVC-U)双壁波纹管
硬聚氯乙烯(PVC-U)双壁波纹管承插口尺寸硬聚氯乙烯(PVC-U)双壁波纹管接口及橡胶圈硬聚氯乙烯(PVC-U)加筋管
硬聚氯乙烯(PVC-U)加筋管接口及橡胶圈硬聚氯乙烯(PVC-U)平壁管
批准文号
统一编号
图集号
硬聚氯乙烯(PVC-U)平壁管接口橡胶圈及胶粘剂（一）一硬聚氯乙烯(PVC-U)平壁管接口橡胶圈及胶粘剂(二）硬聚氯乙烯(PVC-U)钢塑复合缠绕管—25
建质[2004]191号
GJBT-778
04S520
主编单位负责人群吴
主编单位技术负责人，
技术审定 人刻易美游重士
设计负责人马中驹
硬聚氟乙烯(PVC-U)钢塑复合缠绕管接口及板材规格聚乙烯(PE)双壁波纹管
聚乙烯(PE)双壁波纹管的性能要求-聚乙烯(PE)双壁波纹管接口及橡胶圈（一)-聚乙烯(PE)双壁波纹管接口及橡胶圈（二)一聚乙烯(PE)双壁波纹管接口及橡胶圈(三)聚乙烯(PE)双壁波纹管接口及橡胶圈（四）聚乙烯(PE)双壁波纹管接口及橡胶图圈（五)-聚乙烯(PE)缠绕结构壁管
目录 (一)
图集号
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聚乙烯(PE)缠绕结构壁管管材尺寸聚乙烯(PE)缠绕结构壁管材性能要求聚乙烯(PE)缠绕结构壁管管道承口尺寸-聚乙烯(PE)缠绕结构壁管承插式接口及橡胶图尺寸聚乙烯(PE)缠绕结构壁管双向承插弹性密封件接口一聚乙烯(PE)缠绕结构壁管卡箍式弹性密封件接口-聚乙烯(PE)缠绕结构壁管电热熔带接口-聚乙烯(PE)缠绕结构壁管热收缩带接口聚乙烯（PE）钢塑复合缠绕管
聚乙烯（PE）钢塑复合缠绕管接口与板材材料特性PYC-钢塑复合缠绕管钢肋材料力学特性PE
钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管钢带-钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管焊接接口钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管热收缩套接口--37
钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管内衬板材焊接接口一一52
增强聚丙烯（FRPP）模压管
增强聚丙烯（FRPP）模压管接口及橡胶圈玻璃纤维增强塑料夹砂（RPM）管-53
玻璃纤维增强塑料夹砂（RPM）管接口及橡胶图埋理地塑料排水管道基础及沟槽宽度埋地塑料排水管道土工布加固技术要求埋地塑料排水管道与检查井的连接（一）埋地塑料排水管道与检查井的连接（二），目录 (二)
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图集号
04S520
1编制依据
总说明
2.10《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程》本图集根据建设部建质【2003175号《关于印发《二00三年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知》下达的任务编制。
2设计依据
2.1《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）2.2《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002
2.3《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB50032-2003
2.4《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97
2.5《建筑地基基础设计规范》GB50007-20022.6《埋地排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）双壁波纹管材》GB/T18477-2001
2.7《埋地排污、废水用硬聚氯乙烯.（PVC-U）管材》GB/T10002.3-1996
2.8《埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统》第1部分：聚乙烯双壁波纹管材GB/T19472.1-2004第2部份：聚乙烯缠绕结构壁管材GB/T19472.2-2004
2.9《玻璃纤维增强塑料夹砂管》CJ/T3079-1998CECS122:2001
2.11《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程》CECS164:2004
2.12《理地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程》CECS129：20013适用范围
3.1适用于管径系列范围为150mm~1200mm的市政、住宅小区、工业企业和民用建筑其管顶最大覆土深度《8：0m的埋地塑料排水管道施工。3.2适用于排入管道的水温不大于40℃。排入市政排水管道的水质应符合现行行业标准《污水排入城市下水道的水质标准》CJ3082的有关规定。3.3适用于一般土质条件下的埋地塑料排水管道施工。当地基土为淤泥、淤泥质土、冲填土等软土地基时，应根据相关规范进行地基处理，达到本图集规定的设计条件和施工要求。对于兴建在湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土地区的埋地塑料排水管道施工，应根据有关规范和规程另作处理。3.4适用于抗震设防烈度为9度及以下的地区。总说明（一）
图集号
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4管材和接口的选用
4.1管材类型
选入本图集的管材有硬聚氟乙烯(PVC-U)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管）等；根据管壁结构型式有平壁管、加筋管、双壁波纹管、缠绕结构壁管及钢塑复合缠绕管等。如表1所示。
塑料排水管材类型
管材类型
硬聚氟乙烯
(PVC-U)管材
聚乙烯(PE)
增强聚丙烯（FRPP）管材
玻璃纤维增强塑料
（RPM）夹砂管
管壁结构
双壁波纹管
加筋管
平壁管
钢塑复合缠绕管
双壁波纹管
维继绕结构壁管
钢垒复合缠绕管
钢带增强螺旋波纹管
加筋管
复合结构
生产工艺
高心浇铸
接口形式
承插式连接、橡胶圈密封
承插式连接、橡胶圈密封
承插式连接、橡胶圈密封、粘接内套管粘接
承插式连接、橡胶图密封
双承口连接、橡胶图密封
承插式连接，橡胶图密封
双承口连接、橡胶圈密封
熔接（电熔、热熔、电焊）
卡肇、哈夫、法兰连接等
焊接、内套焊接、热熔等
焊接、内衬焊接、热熔等
承插式连接、橡胶围密封
承插式连接、橡胶围害封
双承口连接、橡胶围密封
注：1、de指外径系列，di指内径系列，2、本图集最大管径至1200mm，着工程选用>1200mm的管材时，应按有关规范(程)另行设计。www.bzxz.net
管径范围(mm)
de160~1200
di150~500
160~630
di200-1200
de160-1200
di150~1200
di150~1200
di600~1200
di800~1200
di200~1200
di200~1200
4.1.1硬聚氯乙烯（PVC-U）管材硬聚氯乙烯管材的弯曲强度高，弯曲模量大，具有较高的抵抗外部荷载的能力。硬聚氯乙烯管材采用挤出工艺成型时，由于受原材料加工性能的限制，其管径一般都在600mm范围内：采用螺旋缠绕工艺生产的钢塑复合缠绕管最大管径可达1200mm。硬聚氯乙烯管材有平壁管、加筋管、双壁波纹管和钢塑复合维绕管四种。
1.硬聚氯乙烯平壁管具有较高的抗内压能力，由于管壁为实壁结构，同样等级的环刚度，其材料用量最高。常用于DN<200mm建筑小区排水工程。2.硬聚氯乙烯加筋管为管外壁经环形肋加强的异型结构壁管材。管材具有较好的抗冲击性能和抵抗外部荷载的能力，同样等级的环刚度，材料用量比平壁管要省。
3.硬聚氯乙烯双壁波纹管的管外壁为梯形或弧形波纹状肋，内外壁波纹间为中空的异型结构壁管材。由于管壁结构合理，使同样等级的环刚度，材料用量更省。
4.硬聚氯乙烯钢塑复合缠绕管由于管外壁采用钢肋增强管壁结构，两种不同材料的性能得到更好的发挥，使同样等级的环刚度，硬聚氯乙烯原材料用量总说明(二)
图集号
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最省。
5.由于硬聚氯乙烯管材低温抗冲击性能较差，使其在北方寒冷季节的施工受到一定的限制，理设管道应位于冰冻线深度以下。
4.1.2聚乙烯（PE）管材
1.聚乙烯管材的韧性好，低温抗冲击性能佳，但管材的弯曲强度和弯曲模量较小，故制作相同管径，同等环刚度的管材，其材料用量较多。聚乙烯管材有二种类型，一类是用挤出工艺生产的双壁波纹管，其最大管径可达1200mm。另一类是用缠绕工艺生产的结构壁管，有A型和B型二种型式。A型结构壁管是具有平整的内外表面，在内外壁之间有螺旋形肋或螺旋形圆形中空肋的管材；B型结构壁管是内壁光滑，外壁为螺旋形肋的管材。聚乙烯缠绕结构壁管的最大管径可达3000mm。2.聚乙烯钢塑复合缠绕管由于管外壁采用钢肋增强管壁结构，两种材料的性能得到更好的发挥，使同样等级的环刚度，聚乙烯原材料用量最省。聚乙烯钢塑复合缠绕管的最大管径可达3000mm。4.1.3增强聚丙烯（FRPP）管材
增强聚丙烯管材是在聚丙烯材料中掺入一定比例的短切玻璃纤维，以提高管材的弯曲模量和低温抗冲击性能。采用模压工艺生产，其最大管径可达1200mm每节管材长2m，对沟槽有支撑开挖施工下管较为方便。对不掺玻璃纤维聚丙烯管材，由于其低温抗冲击性能较差，在北方寒冷季节和冰冻线深度以上的理管工程应慎用。
4.1.4玻璃纤维增强塑料夹砂（RPM）管材该管材是以高强的玻璃钢作为内外增强层、中间以价廉的石英砂/树脂作芯层用以提高管材刚度，再辅以韧性的，耐酸碱腐蚀的内衬层和满足工作环境要求的外保护层构成复合管壁结构。RPM管可采用离心浇铸或缠绕工艺生产管材。采用离心浇铸工艺时，玻璃纤维采用短切纤维；采用缠绕工艺时，玻璃纤维采用长纤维。离心浇铸的RPM管最大口径为2400mm，纤维缠绕的RPM管最大口径可达4000mm。
RPM管有较高的强度和弹性模量值。埋设管道能较好地承受外部荷载作用，其接口能承受较大的内水压力，因此该管材既能用于建筑和市政排水的重力流管道工程，也能用于承受一定内水压力的压力管道工程。
4.2接口形式
埋地塑料排水管道的接口连接形式分为承插式、熔接式、粘接式和机械式四种，
4.2.1承插式连接、橡胶圈密封属柔性连接，接口总说明(三）
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施工安装方便、密封性能好；管接口允许的偏转角度大、对地基的不均匀沉降适应性好；由于管道连接处存在一定的孔隙，能消除施工期间由于温差作用导致的管道伸缩变形的影响。对离心浇铸的玻璃纤维增强塑料夹砂管、用缠绕工艺生产的PE结构壁管及挤出工艺生产的PE双壁波级管，当不能采用单承口连接时，可采用双承口连接，套管采用PE、玻璃钢或不锈钢材料，双向承插弹性密封圈连接，安装也较方便。
4.2.2熔接式连接有电熔连接、热熔连接和焊接连接等三种连接方式。
1.电熔连接是利用镶嵌在连接处接触面的电热元件通电后产生的高温将接触面熔接成整体的方法。有承插式和套筒式（带或套）等连接形式。2.热熔连接是采用专门的热熔设备将连接部位表面加热，使其熔融部分连成整体的连接方法。有对接式和套简式（带或套）等连接形式。3.焊接连接是采用专门的焊接工具和焊条（焊片或挤出焊料）将相邻管端加热，使其熔融成整体的连接方法。有对接连接和搭接连接等形式。4.2.3粘接式连接是采用PVC-U胶粘剂将PVC-U管材连接部位粘接成整体的连接方法，有承插式和搭接式等连接形式。
4.2.4机械式连接是采用机械紧固方法将相邻管端连成一体的连接方法。包括相邻管端用螺栓紧固的法兰连接、相邻管端用螺栓紧固的两个外接半套管件的哈夫连接以及相邻管端用螺栓紧固的卡箍连接形式。机械式连接通常采用橡胶圈密封。4.2.5熔接式连接、粘接式连接和机械式连接属刚性连接。选用时应注意以下方面：1.应采取措施，消除管道安装期间，由于温差作用产生的热胀冷缩导致与检查并连接处出现裂缝渗水现象。
2.管道采用熔接、粘接连接时，槽底应无积水。因此适用于地下水位较低地区。
3.若埋设管道附近有煤气、天然液化气管道时，应禁止明火作业。
4.2.6在抗震设防烈度>8度、设计地震加速度>0.3g，场地土类别为IV类的地区应按《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB-50032-2003第5.5节对埋地塑料管材进行抗震验算。验算时一般可仅考虑剪切波行进时对不同接口的管道产生的变位或应变。变位或应变的取值为：对承插式橡胶图密封的PVC-U、PE、PP和RPM管、管道单个接头设计允许位移量为10mm；对熔接式PE管道，管道允许弯曲应变为4.0%。
4.3管材环向弯曲刚度
总说明(四）
图集号
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管材环向弯曲刚度是指管道抵抗环向变形的能力，简称环刚度。可采用测试方法或计算方法定值，单位kN/m2（KPa）。
4.3.1.采用平板加载试验时按下式计算：Sp=0.01935F
其中：S。----管材环刚度（kN/m）F----试样变形率为3%时的荷载值（kN）；L----试样长度（m）；
Y----试样直径3%的变形量（m）；4.3.2.采用公式计算时，按下式计算：EI
其中：E----管材弹性模量（kN/m\）I--管壁单位长度截面惯性矩（m/m）：Do----圆形管道的计算直径（m）；4.3.3.国家产品标准中管材环刚度有2、4、（6.3)、8、（12.5)、16等六个等级，其中括号内的等级为非首选等级。
4.3.4.考虑到建筑小区和市政排水管道埋设条件，本标准图集中对热塑性塑料管材，环刚度等级选用4、（6.3）、8，热固性塑料管材选用5、（7.5)、10三个等级。
注：玻璃纤维增强型料夹砂管（RPM管）为热围性塑料管材，其余均为热塑性塑料管材。
4.3.5.设计人员应根据管顶覆土厚度、地面荷载等级、路面结构情况、回填材料及其密实度和管侧原状土的变形模量等通过验算来综合选定设计所需管材的环刚度大小。
4.4管材环刚度选择
埋地塑料排水管道按\管土共同作用\机理承受外压荷载的作用，通常用控制理设管道的变形率来选择所需的环刚度。
4.4.1当管顶覆土厚度>1m；管道变形率△=<5%；地面荷载按不同管顶覆土下取城-A级（或城-B级）车辆荷载与地面堆积荷载传递到管顶处的大值进行计算时，不同环刚度S。的管材，在不同管侧土的综合变形模量E。的条件下，其管顶最大覆土厚度H：的允许范围见表2：
综合变形模量
E(MPa）
管顶最大覆厚度Hs的允许范围
环刚度（kN/m2）
1. 0 ~ 3. 4
1. 0~ 4. 4
1. 0~ 6. 4
1. 0 ~ 7. 4
1. 0~ 4.7
1. 0 ~ 6.7
1. 0 ~ 7.7
1. 0~ 4. 0
1. 0~ 6. 0
注：RPM管材的环刚度分级为5、(7.5)、10kN/ms，Hs可分别对应4、（6.3）、8kN/m上表参照使用。
总说明(五)
图集号
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4.4.2车行道下，管顶至路槽底面的距离宜>0.5m。此时，管顶以上0.5m的回填土密实度应满足路基要求。
4.4.3非车行道下，管顶覆土厚度可为0.5m。5结构计算
5.1结构计算原则
根据《给水排水管道结构设计规范》GB50332-2002的规定。管道结构设计应计算下列两种极限状态：5.1.1正常使用极限状态：组合荷载作用下埋设管道的最大竖向变形不应超过0.05Do（变形率△<5%）。5.1.2承载能力极限状态：组合荷载作用下，管壁截面的环向强度计算：管壁截面的环向稳定计算：管道结构的抗浮稳定计算。
5.1.3本图集编制的管径、环刚度、管侧土的综合变形模量和管顶覆土厚度范围内，经计算分析可不再进行管壁截面的环向强度计算。5.1.4当埋地塑料排水管道为外壁为开口状的结构壁管，且环刚度较低埋深较大时，应考虑管壁结构因局部失稳而需要进行管壁截面的环向稳定性计算，此时环向稳定性抗力系数不低于2.0。1.埋地塑料排水管道在外压力作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求：Fet.k>Ks
式中：
Fer.k----管壁失稳的临界压力标准值（kN/m2）；F----管顶在各项作用下的竖向压力标准值（kN/m）K，--管道的环向稳定性抗力系数。2.管壁失稳的临界压力可按下列公式计算：Rer,k=42S,E
式中：
S---管材环刚度（kN/m2）；
EB。----管侧土的综合变形模量（kN/m2）U,---=管材泊松比PVC-U:0.37；PE：0.4；PP:0.4。3.管项在各项作用下的竖向压力标准值可按下列公式计算：
式中：
F=YsHs+qn
Ys----回填土的重力密度可取18kN/m；Hs---管顶至设计地面的覆土厚度（m）；Q----车轮荷载或堆积荷载（最大值）传递到管顶处的竖向压力标准值（kN/m）
5.1.5对埋设在地表水或地下水位以下的浅理塑料排水管道，应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定，抗浮稳定性抗力系数不低于1.10.总说明(六）
图集号
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理地塑料排水管道的抗浮稳定计算应符合下式要求：E Fck>KrFfw, k
式中：
ZFcx----各项抗浮永久作用标准值之和：Ffw,k----浮托力标准值：
Kr----管道的抗浮稳定性抗力系数。5.2设计荷载
车辆荷载按《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98城-A级，城-B级取值；地面堆积荷载按10KN/m2计。两者取较大值进行计算。
车辆荷载传递到埋地管道顶部的竖向压力标准值可接下列工况确定，并取其最大值：1单个轮压传递到管道顶部的竖向压力标准值：2两个以上单排轮压综合影响传递到管道顶部的竖向压力标准值；
3上述计算中，考虑二辆并列标准车的综合作用影响。
5.3管道基础及设计支承角
管道基础采用土弧基础，管底基础层必须铺设在符合承载力要求的地基土层上（见6.3.1）。本图集管道设计支承角2α采用150，施工回填的土弧基础中心角宜180°
5.4管道变形计算
塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形可按下式计算：
W. = D, (fut'*dt Do)
8Sp+0.061Ba
式中：Ws..--管道在组合荷载作用下的最大竖向变形（m），该值不应超过0.05De；DL----变形滞后效应系数，取1.50计算；k。--管道变形系数，按管道基础中心角2α>90°时，取0.1计算；
Fsv,k----每延米长管道管顶的竖向土压力标准值（kN/m）；
虫--地面荷载（车辆荷载或堆积荷载）对管道的作用，其准永久值系数，虫=0.5；Qvk----车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值（kN/m2）
Do---管道的计算直径（m）；
S。----管材的环刚度（kN/m\）。E。----管侧土的综合变形模量（kN/m）。5.4.1不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向土压力标准值Fsv,k可按下列计算：Fsv,k=YsHsD(kN/m)
式中：Fsv,k-.--每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（kN/m）
Ys----回填土的重力密度，取18kN/m2：总说明（七）
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Hs---管顶至设计地面的覆土厚度（m）：De----管道外径（m）。
计算结果见表3：
表3作用在管道上竖向土压力标准值管顶覆土厚度H：（m）
(kN/m)
108.0D。
126.OD。
135.OD。
144.OD。
5.4.2作用在管道上的可变作用（地面车辆荷载或地面堆积荷载）标准值
计算结果见表4
作用在管道上的可变作用标准值城--A级
甲。qaD。(kN/m
城--B级
：qaD。(kN/m）
。---可变荷载准永久值系数，取0.5；地面堆载
P。qaD。 (kN/m)
----车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值（kN/m\）8
Do----管道的计算直径（m），
5.4.3管侧土的综合变形模量
1.管侧土的综合变形模量Ec可按下列公式计算：总说明
月（八）
图集号
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αi+α:
Ee----管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量（Mpa），应根据试验确定：当缺乏试验数据时可参照表7采用；
En----基槽两侧原状土的变形模量（Mpa），应根据试验确定；当缺乏试验数据时，可参照表7采用；℃--与Br（管中心处槽宽）和De（管外径）的比值有关的计算参数。
α1、α2----与B:(管中心处沟漕宽度)和D。(管外径)的比值有关的计算参数。
2计算参数及α1、α分别见表5、表6表5
计算参数
计算参数α及α1
0.7480.565
0.3200.1620.052
3管侧回填土和槽侧原状土的变形模量见表7表7
管侧回填土和槽侧原状土的变形模量（Mpa）填土压实系数
（%）
入锤击数N63
土的类别
砾石、碑石
砂砾、砂卵石、细粒土合量
不大于12%
砂砾、砂卵石、细粒土合量
大于12%
粘性土或粉土（Wi<50%）
砂石粒含量大于25%
粘性土或粉土（Wl<50%）
42414砂石粒含量小于25%
注：1表中数值适用于10m以内履覆土，覆土超过10m时，上表数值偏低；2回填土的变形模量E可按要求的压实系数采用；表中的压实系数（%）系指没计要求回填土压实后的干密度与该土在相同压实能量下的最大干密度的比值；
3基槽两侧原状土的变形模量Ea可按标准贯入试验的锤击数确定；4为粘性土的液限；
5细粒土系指粒径小于0.075mm的土：6砂粒系指粒径为0.075~2.0mm的土总说明（九）
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