《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道技術(shù)規(guī)定》培訓講義青島市市政工程設計研究院二〇〇五年十二月《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道技術(shù)規(guī)定》培訓講義青島市1一、聚乙烯管的發(fā)展在國外，聚乙烯管的應用始于20世紀40年代最初用作電話線導線和礦井無壓排水。20世紀50年代中期，用于給水管道（高密度聚乙烯管）。20世紀60年代中期，用于輸配氣管道（高密度聚乙烯管）。目前，聚乙烯管材已成為在PVC-U管材后，世界上消費量第二大的塑料管材品種。消費量在150萬噸以上。廣泛用于燃氣輸送、給水、排水、農(nóng)業(yè)灌溉、油田、礦山、化工及郵電通信等領(lǐng)域。我國近年來HDPE管道發(fā)展很快。2000年以來引進的HDPE管材生產(chǎn)線超過了100條，生產(chǎn)能力超過30萬噸/年。并且有了一批大型的管材生產(chǎn)企業(yè)，這些企業(yè)不僅生產(chǎn)線全部進口。而且還有很強的管件生產(chǎn)能力。我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)直徑1600的HDPE給水管。大多數(shù)擁有進口生產(chǎn)線的企業(yè)也都能夠生產(chǎn)到直徑630。而PVC管材的生產(chǎn)發(fā)展速度有些放慢，目前生產(chǎn)的最大直徑為720。聚乙烯塑料管材主要用于排水管和中水管道采用的比較多，而給水管道使用的比較少。

一、聚乙烯管的發(fā)展在國外，聚乙烯管的應用始2一、聚乙烯管的發(fā)展在我國用于排水管的結(jié)構(gòu)壁管首先發(fā)展的是U-PVC的雙壁波紋管和環(huán)狀肋管。從這兩種U-PVC結(jié)構(gòu)壁管發(fā)展狀況來看，雙壁波紋管逐漸占了上風。主要的原因首先是生產(chǎn)雙壁波紋管比生產(chǎn)環(huán)狀肋管要容易一些，其次就是環(huán)狀肋管生產(chǎn)線國內(nèi)沒有很好開發(fā)，只有上?！敖鹁暋北容^成功。還有一個重要的原因就是雙壁波紋管比環(huán)狀肋管節(jié)省原料（在同樣直徑,同樣環(huán)剛度條件下）。

U-PVC結(jié)構(gòu)壁管由于原料加工性能的限制，我國只能生產(chǎn)到直徑500，但是上?！肮弊罱M的生產(chǎn)線已經(jīng)可以生產(chǎn)到直徑600。由于U-PVC的剛度要明顯好于HDPE，因此U-PVC雙壁波紋管的承口剛性也比較好，連接比較可靠。并且承口是下線加工，生產(chǎn)線可以始終在較高的速度下運轉(zhuǎn)。加上產(chǎn)品很低的價位，因此在直徑500-600以下的范圍內(nèi)是HDPE雙壁波紋管強勁的競爭對手。U-PVC結(jié)構(gòu)壁管有剛度好，價格低等優(yōu)點，但是也有低溫抗沖擊性能差的缺點，特別在我國北方冬季施工時非常容易破損。近年來由于市場競爭激烈，U-PVC的配方性能越來越差，以致在堆放和運輸中也時常發(fā)生破損，影響了U-PVC結(jié)構(gòu)壁管市場進一步開發(fā)。尤其是北方市場HDPE結(jié)構(gòu)壁管在這一點上有明顯的優(yōu)勢。一、聚乙烯管的發(fā)展在我國用于排水管的結(jié)構(gòu)壁管3一、聚乙烯管的發(fā)展另一種纏繞管就是中空壁纏繞管，這種管材在我國的發(fā)展是來自韓國的技術(shù)。2000年我國引進了10條韓國中空壁纏繞管生產(chǎn)線。由于投資較小，生產(chǎn)過程簡單，又可以生產(chǎn)直徑2000或者更大的纏繞管，因此很快在我國形成了大口徑中空壁纏繞管熱。有20多個設備生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了中空壁纏繞管生產(chǎn)線，實際銷售的數(shù)量難以統(tǒng)計。但是這一股熱潮沒有持續(xù)很久，很快就被雙壁波紋管取代，主要的原因是國內(nèi)雙壁波紋管生產(chǎn)線開發(fā)成功，并且迅速形成批量的生產(chǎn)能力，設備的價格也能夠為國內(nèi)企業(yè)接受。另一方面在產(chǎn)品經(jīng)濟技術(shù)指標上，雙壁波紋管占有一定的優(yōu)勢。因此HDPE雙壁波紋管逐漸成為塑料埋地排水管的主流產(chǎn)品迅速發(fā)展起來。以HDPE雙壁波紋管和中空壁纏繞管相比，在相同的直徑和相同的環(huán)剛度條件下，雙壁波紋管要比中空壁纏繞管節(jié)省原料30%以上，因此在產(chǎn)品的價格上雙壁波紋管占有明顯優(yōu)勢。

一、聚乙烯管的發(fā)展另一種纏繞管就是中空壁纏4二、聚乙烯（PE）管道的類別聚乙烯管可分為:實壁管（Solid-wallpipes）結(jié)構(gòu)壁管(Structured-wallpipes)聚乙烯管道最初和最主要的結(jié)構(gòu)形式是通常見到的實壁管。它的基本特征是沿管材任一位置的橫斷面處結(jié)構(gòu)尺寸均一致，而且管壁材料密實、均質(zhì)。所謂結(jié)構(gòu)壁管是指對管材的斷面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，以達到減少材料，增強管材結(jié)構(gòu)性能（如提高剛度）的管材品種。主要有以下幾種。二、聚乙烯（PE）管道的類別聚乙烯管可分為:實壁管（S5二、聚乙烯（PE）管道的類別塑料波紋管是指管壁為同心環(huán)狀中空棱紋的管材，波紋為平行環(huán)型。具有用料省、剛性高的特點。最早的是單壁塑料波紋管，指塑料的內(nèi)、外壁均具有波紋的管材；主要用于高爾夫球場、農(nóng)田的暗溝排水管；這種管材的內(nèi)表面有凹凸，阻礙流體的流動。雙壁塑料波紋管，是在單壁塑料波紋管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，管壁縱截面由兩層結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層光滑，外層為波紋狀（波紋形狀可為直角、梯形、正弦形等）。雙壁波紋管是同時擠出兩個同心管再將波紋外管熔接在內(nèi)壁光滑的內(nèi)管上而制成的。由于管壁截面中間是空芯的，在相同的外壓承載能力下可以比普通的實壁管節(jié)省50％以上的材料。主要用于室外埋地排水管道、污水管道、通訊電纜套管和農(nóng)用排水管。塑料波紋管的最常見的材質(zhì)是PVC-U和聚乙烯（PE，通常為HDPE）、聚丙烯（PP，多為PP-B）。最早的波紋管是PVC材料，在1958～1959年間出現(xiàn)。PVC-U雙壁波紋管的外徑通常在800mm以下。聚乙烯雙壁波紋管的外徑達到2000mm。2.1波紋管二、聚乙烯（PE）管道的類別塑料波紋管是指管壁6二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管標記示例：公稱內(nèi)徑為500mm，環(huán)剛度為SN8的PE雙壁波紋管材的標記為：雙壁波紋管PEDN/ID500SN8GB/T19472.1-2004二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管標7二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管8二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管螺旋纏繞成型的管材種類比較多。其共同特點是在纏繞芯軸上螺旋纏繞擠出的PVC-U和HDPE型材而成型為整體管材。技術(shù)的特點是管材口徑由螺旋纏繞芯軸直徑?jīng)Q定，而芯軸直徑可以設計得很大，因此可以用較小的擠出機生產(chǎn)口徑很大的管材。螺旋纏繞中空壁（雙層壁或多層壁）高密度聚乙烯管該技術(shù)先擠出方管型材坯，通過纏繞成型臺纏繞成型管子，在方管型材纏繞熔接時，向型管間擠出工字型填充的熔料。該類型管子的優(yōu)點是管內(nèi)壁、外壁均平滑，方便連接。以上是按照管道的結(jié)構(gòu)特征分類的，當然，還有按照管道的材料的品種分類的，如：主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。按照管道的材質(zhì)組成分類，如管壁是由兩種或兩種以上的不同材料分別組成的結(jié)構(gòu)部分復合在一起構(gòu)成的，這種管子為結(jié)構(gòu)復合管。結(jié)構(gòu)復合管由分為塑－塑復合管，塑－鋼復合管、塑－鋁復合管等。

二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管9二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管10二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管11三、HDPE管道的特點3.1水力條件好由于HDPE管內(nèi)壁表面光滑，管道的粗糙系數(shù)n＝0.009～0.01，按曼寧公式計算流量時，同等管徑條件下，比砼排水管過流量大30％，即選用HDPE管，其管道管徑可以選用砼（鋼筋）縮小1～2個管道等級。

3.2密封性好可實現(xiàn)零滲漏，由于管道連接可采用電熔焊技術(shù)，便接口處的兩段管安全熔為一體，保證了管道接口不會滲漏。3.3生產(chǎn)的管徑范圍廣HDPE管目前可生產(chǎn)的管徑范圍為200～4000，比PVC管生產(chǎn)的管徑范圍要廣（PVC管管徑最大為DN600）。

抗老化性能好，由于HDPE管的原材料為高分子成分的聚乙烯組成，更能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕和未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水的侵蝕。

3.4耐腐蝕三、HDPE管道的特點3.1水力條件好由123.5柔韌性好3.6質(zhì)量輕3.7強度高HDPE管屬柔性管，延伸性能好，能適應地基較差條件下的施工及避免地基沉降對管道性能的影響。特別是在沿海地區(qū)，工程地質(zhì)條件普遍較差，沉降嚴重，該種管材與其它管材相比，具有明顯的優(yōu)勢。安裝方便，減輕了勞動強度，縮短了施工工程

使用壽命長，由于HDPE管是采用100％高密度聚乙烯在熱熔狀態(tài)下整體制成的管道，其整體性好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，強度高，使用壽命長，一般可達50年以上。

三、HDPE管道的特點3.5柔韌性好3.6質(zhì)量輕3.7強度高13四、結(jié)構(gòu)計算4.1豎向變形計算管道外壓荷載比較復雜，主要包括土壤重量和地面產(chǎn)生的靜荷載，以及運輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動荷載。HDPE屬于柔性管，在外壓荷載下管材和周圍的土壤（回填材料）產(chǎn)生“管土共同作用”（即管材和周圍土壤（回填材料）共同來承受外壓荷載）。目前世界各國在埋地管道的設計計算方面還沒有完全一致的方法，但是絕大多數(shù)國家都以美國Spangler公式衣阿華公式作為計算埋地柔性管外壓荷載下變形量的基礎(chǔ)公式。Spangler公式如下：

四、結(jié)構(gòu)計算4.1豎向變形計算管道外壓14四、結(jié)構(gòu)計算Spangler模型土壤壓力分布《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道工程技術(shù)規(guī)定》也是以此公式為基礎(chǔ)的?！兑?guī)定》中計算HDPE管在外壓荷載下，豎向管道變形量的公式5.3.2-1：四、結(jié)構(gòu)計算Spangler模型土壤壓力分布《埋地聚乙烯15四、結(jié)構(gòu)計算其物理含義是

物理含義可簡化為

從5.3.2-1中可以清楚地看出決定埋地柔性管外壓荷載下變形量的一方面是荷載的大?。ü街蟹肿硬糠郑?，另一方面是管材結(jié)構(gòu)性能和周圍土壤結(jié)構(gòu)性能兩者之和（公式中分母部分的兩項）。所以，決定HDPE管鋪設后能否正常工作的，荷載、管材和土壤（回填）三個參數(shù)都很重要，而且相互影響。

四、結(jié)構(gòu)計算其物理含義是物理含義可簡化為164.2環(huán)剛度的物理定義和測定。四、結(jié)構(gòu)計算根據(jù)承受荷載的管土共同作用，從5.3.2-1中可以看到管材的結(jié)構(gòu)性能是決定能否承受荷載的重要參數(shù)。這個管材參數(shù)（抗外壓荷載）有三個由管材材料、結(jié)構(gòu)和尺寸決定的因素（EpIpro）：Ep---管材短期的彈性模量（kN/m2）Ip----管道縱截面每延米管壁的慣性矩（m4/m）ro----管道計算半徑（管壁中性軸半徑）（m）

4.2環(huán)剛度的物理定義和測定。四、結(jié)構(gòu)計算根據(jù)承受荷17所以，從理論上講，每當我們進行塑料埋地排水管設計時必須首先知道這三個數(shù)值，然后才能放在公式中去設計計算。由此，如果設計時根據(jù)了這三個數(shù)值，生產(chǎn)企業(yè)提供的管材就要保證這三個數(shù)值。但是，在實踐中這三個數(shù)值不容易獲得。首先，管材的彈性模量不容易測量，采用不同牌號和不同配方的原材料彈性模量都會有很大變化。此外，管道縱截面每延米管壁的慣性矩很難計算（埋地塑料排水管一般采用結(jié)構(gòu)壁管，結(jié)構(gòu)截面常常是比較復雜的幾何形狀），結(jié)構(gòu)尺寸（如壁厚）的變動會造成慣性矩明顯變化。而且，在設計確定以后，如果要求制造廠保證這三個數(shù)值都不變也是很不現(xiàn)實的。為此引入“環(huán)剛度”，用以保證管材的抗外壓荷載的能力。國際標準ISO對于環(huán)剛度S的定義是：

四、結(jié)構(gòu)計算E材料的彈性模量I慣性矩D管環(huán)的平均直徑單位是KN/m2所以，計算豎向管道變形量的公式可以直接用環(huán)剛度數(shù)值表示為

所以，從理論上講，每當我們進行塑料埋地排水管18四、結(jié)構(gòu)計算其中Sp就是國際標準規(guī)定的環(huán)剛度。

（D=2ro，==8Sp）

因此，只要知道環(huán)剛度Sp的數(shù)值，不需要知道彈性模量Ep、慣性矩Ip和管道計算半徑ro的確切數(shù)值就可以進行設計計算。而環(huán)剛度Sp的數(shù)值可以通過對管材的實際測量來獲得。通過對管材的實際測量來獲得環(huán)剛度Sp的方法已經(jīng)標準化，有國際標準ISO9969:1994。我國國家標準GB/T9647-2003“熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測定”等同采用了ISO9969:1994。國家標準GB/T9647-2003測定環(huán)剛度的方法比較簡單：按要求的方法在兩個平行的平板間壓縮一段管材，測量在管直徑方向變形達到3%時的作用力F，就可以按照以下公式計算出管材的環(huán)剛度：

其中，F(xiàn)–相對于管材3%變形時的力值（kN）L–試樣長度（m）Y–變形量（m）d—內(nèi)徑（m）

四、結(jié)構(gòu)計算其中Sp就是國際標準規(guī)定的環(huán)剛度。（D=219四、結(jié)構(gòu)計算4.3環(huán)剛度的選擇方法環(huán)剛度是HDPE管抗外壓負載能力的綜合參數(shù)，顯然，為了保證HDPE管在外壓負載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設計中的關(guān)鍵之一。如果管材的環(huán)剛度太小，管材可能發(fā)生過大變形或出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)破壞。反之，如果環(huán)剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過高。環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況還取決于鋪設后管道周圍土壤（回填材料）的情況（變形量公式中的數(shù)值Ed—管側(cè)土綜合彈性模量（kN/m2），Ed又取決于回填材料的種類、壓實程度、槽側(cè)原狀土情況等）。環(huán)剛度的選擇是先初步選擇，然后進行‘管道結(jié)構(gòu)設計’，進行管道變形驗算、強度計算、壓屈失穩(wěn)計算等。如果計算結(jié)果不滿足要求就增大環(huán)剛度重新計算（或者減少后重新計算）。

四、結(jié)構(gòu)計算4.3環(huán)剛度的選擇方法環(huán)剛20五、施工5.1存儲5.2連接長期存儲在直接陽光下和（或）高溫下能造成影響鋪設的過分損傷。為避免這種危險推薦如下：⑴遮擋管材堆，不讓受直接和連續(xù)的陽光，布置得讓管材周圍的空氣能夠自由流動。⑵管件存儲在盒和箱內(nèi)，盒箱要做得容許空氣自由流通。⑶保護彈性密封圈不受直接陽光。

連接應該總是按照制造者的指示進行。如果沒有這種指示，推薦如下：⑴當密封圈放置在承口內(nèi)時，插口端應該倒角或去毛口。⑵應該只用管材或管件制造者提供的密封圈和潤滑劑。⑶在現(xiàn)場切割管材時，切割應該垂直并位于適當?shù)那懈顓^(qū)內(nèi)。切割后端頭要倒角或去毛口，達到和制造者提供管材同樣的光滑程度。⑷管端，承口和密封圈槽應該清潔。密封圈應該放置在正確的位置。五、施工5.1存儲5.2連接長期存215.3覆土五、施工⑸應該在整個已倒角的端頭上，在承口區(qū)域或者在已固定的密封圈上適當?shù)赝繚櫥瑒?。⑹插口應該小心地對準連接的承口，并插入到要求的承插深度。當應用一撬杠進行管材插入連接時，應該在撬杠和管材端頭間墊一塊木材來防止管材的受損。施工時管頂覆土厚度不宜太薄。在車行道下當管頂覆土為0.7m時，管頂0.4m填土范圍己進人道路的結(jié)構(gòu)層，采用機械壓安會對管道造成較大變形。因此一般情況下，管頂覆土不宜小于0.9m。為此，當?shù)缆酚晁倪^路條件不能做到0.9m時，應采取適當措施，減少管道變形。

5.3覆土五、施工⑸應該在整個已倒角的端頭22五、施工5.4管道與檢查井的連接⑴粗化處理：先用毛刷或棉紗將管壁的外表面清理干凈，然后均勻地涂一層塑料膠粘劑，緊接著在上面撒一層干燥的粗砂，固化10～20min，即形成表面粗糙的中介層。中介層的長度與檢查井的壁厚相同。五、施工5.4管道與檢查井的連接⑴粗23五、施工5.4管道與檢查井的連接⑵當管道位于低洼、沼澤、地下水位高的地段時，為適應基礎(chǔ)不均勻沉降，檢查井與管道的連接，宜先采用長0.8m的短管與檢查井連接，然后再與整根管連接。磚砌或混凝土澆制部分與管道連接，管材與檢查并和接合的表面砂漿應飽滿，可保證管材與水泥砂漿的緊密結(jié)合，以防接合處滲水。

檢查井底板基礎(chǔ)，應與管道基礎(chǔ)墊層平緩順接。

五、施工5.4管道與檢查井的連接⑵當管道位于低洼、24謝謝！謝謝！25《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道技術(shù)規(guī)定》培訓講義青島市市政工程設計研究院二〇〇五年十二月《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道技術(shù)規(guī)定》培訓講義青島市26一、聚乙烯管的發(fā)展在國外，聚乙烯管的應用始于20世紀40年代最初用作電話線導線和礦井無壓排水。20世紀50年代中期，用于給水管道（高密度聚乙烯管）。20世紀60年代中期，用于輸配氣管道（高密度聚乙烯管）。目前，聚乙烯管材已成為在PVC-U管材后，世界上消費量第二大的塑料管材品種。消費量在150萬噸以上。廣泛用于燃氣輸送、給水、排水、農(nóng)業(yè)灌溉、油田、礦山、化工及郵電通信等領(lǐng)域。我國近年來HDPE管道發(fā)展很快。2000年以來引進的HDPE管材生產(chǎn)線超過了100條，生產(chǎn)能力超過30萬噸/年。并且有了一批大型的管材生產(chǎn)企業(yè)，這些企業(yè)不僅生產(chǎn)線全部進口。而且還有很強的管件生產(chǎn)能力。我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)直徑1600的HDPE給水管。大多數(shù)擁有進口生產(chǎn)線的企業(yè)也都能夠生產(chǎn)到直徑630。而PVC管材的生產(chǎn)發(fā)展速度有些放慢，目前生產(chǎn)的最大直徑為720。聚乙烯塑料管材主要用于排水管和中水管道采用的比較多，而給水管道使用的比較少。

一、聚乙烯管的發(fā)展在國外，聚乙烯管的應用始27一、聚乙烯管的發(fā)展在我國用于排水管的結(jié)構(gòu)壁管首先發(fā)展的是U-PVC的雙壁波紋管和環(huán)狀肋管。從這兩種U-PVC結(jié)構(gòu)壁管發(fā)展狀況來看，雙壁波紋管逐漸占了上風。主要的原因首先是生產(chǎn)雙壁波紋管比生產(chǎn)環(huán)狀肋管要容易一些，其次就是環(huán)狀肋管生產(chǎn)線國內(nèi)沒有很好開發(fā)，只有上?！敖鹁暋北容^成功。還有一個重要的原因就是雙壁波紋管比環(huán)狀肋管節(jié)省原料（在同樣直徑,同樣環(huán)剛度條件下）。

U-PVC結(jié)構(gòu)壁管由于原料加工性能的限制，我國只能生產(chǎn)到直徑500，但是上海“公元”最近引進的生產(chǎn)線已經(jīng)可以生產(chǎn)到直徑600。由于U-PVC的剛度要明顯好于HDPE，因此U-PVC雙壁波紋管的承口剛性也比較好，連接比較可靠。并且承口是下線加工，生產(chǎn)線可以始終在較高的速度下運轉(zhuǎn)。加上產(chǎn)品很低的價位，因此在直徑500-600以下的范圍內(nèi)是HDPE雙壁波紋管強勁的競爭對手。U-PVC結(jié)構(gòu)壁管有剛度好，價格低等優(yōu)點，但是也有低溫抗沖擊性能差的缺點，特別在我國北方冬季施工時非常容易破損。近年來由于市場競爭激烈，U-PVC的配方性能越來越差，以致在堆放和運輸中也時常發(fā)生破損，影響了U-PVC結(jié)構(gòu)壁管市場進一步開發(fā)。尤其是北方市場HDPE結(jié)構(gòu)壁管在這一點上有明顯的優(yōu)勢。一、聚乙烯管的發(fā)展在我國用于排水管的結(jié)構(gòu)壁管28一、聚乙烯管的發(fā)展另一種纏繞管就是中空壁纏繞管，這種管材在我國的發(fā)展是來自韓國的技術(shù)。2000年我國引進了10條韓國中空壁纏繞管生產(chǎn)線。由于投資較小，生產(chǎn)過程簡單，又可以生產(chǎn)直徑2000或者更大的纏繞管，因此很快在我國形成了大口徑中空壁纏繞管熱。有20多個設備生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了中空壁纏繞管生產(chǎn)線，實際銷售的數(shù)量難以統(tǒng)計。但是這一股熱潮沒有持續(xù)很久，很快就被雙壁波紋管取代，主要的原因是國內(nèi)雙壁波紋管生產(chǎn)線開發(fā)成功，并且迅速形成批量的生產(chǎn)能力，設備的價格也能夠為國內(nèi)企業(yè)接受。另一方面在產(chǎn)品經(jīng)濟技術(shù)指標上，雙壁波紋管占有一定的優(yōu)勢。因此HDPE雙壁波紋管逐漸成為塑料埋地排水管的主流產(chǎn)品迅速發(fā)展起來。以HDPE雙壁波紋管和中空壁纏繞管相比，在相同的直徑和相同的環(huán)剛度條件下，雙壁波紋管要比中空壁纏繞管節(jié)省原料30%以上，因此在產(chǎn)品的價格上雙壁波紋管占有明顯優(yōu)勢。

一、聚乙烯管的發(fā)展另一種纏繞管就是中空壁纏29二、聚乙烯（PE）管道的類別聚乙烯管可分為:實壁管（Solid-wallpipes）結(jié)構(gòu)壁管(Structured-wallpipes)聚乙烯管道最初和最主要的結(jié)構(gòu)形式是通常見到的實壁管。它的基本特征是沿管材任一位置的橫斷面處結(jié)構(gòu)尺寸均一致，而且管壁材料密實、均質(zhì)。所謂結(jié)構(gòu)壁管是指對管材的斷面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，以達到減少材料，增強管材結(jié)構(gòu)性能（如提高剛度）的管材品種。主要有以下幾種。二、聚乙烯（PE）管道的類別聚乙烯管可分為:實壁管（S30二、聚乙烯（PE）管道的類別塑料波紋管是指管壁為同心環(huán)狀中空棱紋的管材，波紋為平行環(huán)型。具有用料省、剛性高的特點。最早的是單壁塑料波紋管，指塑料的內(nèi)、外壁均具有波紋的管材；主要用于高爾夫球場、農(nóng)田的暗溝排水管；這種管材的內(nèi)表面有凹凸，阻礙流體的流動。雙壁塑料波紋管，是在單壁塑料波紋管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，管壁縱截面由兩層結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層光滑，外層為波紋狀（波紋形狀可為直角、梯形、正弦形等）。雙壁波紋管是同時擠出兩個同心管再將波紋外管熔接在內(nèi)壁光滑的內(nèi)管上而制成的。由于管壁截面中間是空芯的，在相同的外壓承載能力下可以比普通的實壁管節(jié)省50％以上的材料。主要用于室外埋地排水管道、污水管道、通訊電纜套管和農(nóng)用排水管。塑料波紋管的最常見的材質(zhì)是PVC-U和聚乙烯（PE，通常為HDPE）、聚丙烯（PP，多為PP-B）。最早的波紋管是PVC材料，在1958～1959年間出現(xiàn)。PVC-U雙壁波紋管的外徑通常在800mm以下。聚乙烯雙壁波紋管的外徑達到2000mm。2.1波紋管二、聚乙烯（PE）管道的類別塑料波紋管是指管壁31二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管標記示例：公稱內(nèi)徑為500mm，環(huán)剛度為SN8的PE雙壁波紋管材的標記為：雙壁波紋管PEDN/ID500SN8GB/T19472.1-2004二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管標32二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.1波紋管33二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管螺旋纏繞成型的管材種類比較多。其共同特點是在纏繞芯軸上螺旋纏繞擠出的PVC-U和HDPE型材而成型為整體管材。技術(shù)的特點是管材口徑由螺旋纏繞芯軸直徑?jīng)Q定，而芯軸直徑可以設計得很大，因此可以用較小的擠出機生產(chǎn)口徑很大的管材。螺旋纏繞中空壁（雙層壁或多層壁）高密度聚乙烯管該技術(shù)先擠出方管型材坯，通過纏繞成型臺纏繞成型管子，在方管型材纏繞熔接時，向型管間擠出工字型填充的熔料。該類型管子的優(yōu)點是管內(nèi)壁、外壁均平滑，方便連接。以上是按照管道的結(jié)構(gòu)特征分類的，當然，還有按照管道的材料的品種分類的，如：主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。按照管道的材質(zhì)組成分類，如管壁是由兩種或兩種以上的不同材料分別組成的結(jié)構(gòu)部分復合在一起構(gòu)成的，這種管子為結(jié)構(gòu)復合管。結(jié)構(gòu)復合管由分為塑－塑復合管，塑－鋼復合管、塑－鋁復合管等。

二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管34二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管35二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管二、聚乙烯（PE）管道的類別2.2螺旋纏繞管36三、HDPE管道的特點3.1水力條件好由于HDPE管內(nèi)壁表面光滑，管道的粗糙系數(shù)n＝0.009～0.01，按曼寧公式計算流量時，同等管徑條件下，比砼排水管過流量大30％，即選用HDPE管，其管道管徑可以選用砼（鋼筋）縮小1～2個管道等級。

3.2密封性好可實現(xiàn)零滲漏，由于管道連接可采用電熔焊技術(shù)，便接口處的兩段管安全熔為一體，保證了管道接口不會滲漏。3.3生產(chǎn)的管徑范圍廣HDPE管目前可生產(chǎn)的管徑范圍為200～4000，比PVC管生產(chǎn)的管徑范圍要廣（PVC管管徑最大為DN600）。

抗老化性能好，由于HDPE管的原材料為高分子成分的聚乙烯組成，更能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕和未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水的侵蝕。

3.4耐腐蝕三、HDPE管道的特點3.1水力條件好由373.5柔韌性好3.6質(zhì)量輕3.7強度高HDPE管屬柔性管，延伸性能好，能適應地基較差條件下的施工及避免地基沉降對管道性能的影響。特別是在沿海地區(qū)，工程地質(zhì)條件普遍較差，沉降嚴重，該種管材與其它管材相比，具有明顯的優(yōu)勢。安裝方便，減輕了勞動強度，縮短了施工工程

使用壽命長，由于HDPE管是采用100％高密度聚乙烯在熱熔狀態(tài)下整體制成的管道，其整體性好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，強度高，使用壽命長，一般可達50年以上。

三、HDPE管道的特點3.5柔韌性好3.6質(zhì)量輕3.7強度高38四、結(jié)構(gòu)計算4.1豎向變形計算管道外壓荷載比較復雜，主要包括土壤重量和地面產(chǎn)生的靜荷載，以及運輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動荷載。HDPE屬于柔性管，在外壓荷載下管材和周圍的土壤（回填材料）產(chǎn)生“管土共同作用”（即管材和周圍土壤（回填材料）共同來承受外壓荷載）。目前世界各國在埋地管道的設計計算方面還沒有完全一致的方法，但是絕大多數(shù)國家都以美國Spangler公式衣阿華公式作為計算埋地柔性管外壓荷載下變形量的基礎(chǔ)公式。Spangler公式如下：

四、結(jié)構(gòu)計算4.1豎向變形計算管道外壓39四、結(jié)構(gòu)計算Spangler模型土壤壓力分布《埋地聚乙烯（HDPE）排水管道工程技術(shù)規(guī)定》也是以此公式為基礎(chǔ)的?！兑?guī)定》中計算HDPE管在外壓荷載下，豎向管道變形量的公式5.3.2-1：四、結(jié)構(gòu)計算Spangler模型土壤壓力分布《埋地聚乙烯40四、結(jié)構(gòu)計算其物理含義是

物理含義可簡化為

從5.3.2-1中可以清楚地看出決定埋地柔性管外壓荷載下變形量的一方面是荷載的大?。ü街蟹肿硬糠郑?，另一方面是管材結(jié)構(gòu)性能和周圍土壤結(jié)構(gòu)性能兩者之和（公式中分母部分的兩項）。所以，決定HDPE管鋪設后能否正常工作的，荷載、管材和土壤（回填）三個參數(shù)都很重要，而且相互影響。

四、結(jié)構(gòu)計算其物理含義是物理含義可簡化為414.2環(huán)剛度的物理定義和測定。四、結(jié)構(gòu)計算根據(jù)承受荷載的管土共同作用，從5.3.2-1中可以看到管材的結(jié)構(gòu)性能是決定能否承受荷載的重要參數(shù)。這個管材參數(shù)（抗外壓荷載）有三個由管材材料、結(jié)構(gòu)和尺寸決定的因素（EpIpro）：Ep---管材短期的彈性模量（kN/m2）Ip----管道縱截面每延米管壁的慣性矩（m4/m）ro----管道計算半徑（管壁中性軸半徑）（m）

4.2環(huán)剛度的物理定義和測定。四、結(jié)構(gòu)計算根據(jù)承受荷42所以，從理論上講，每當我們進行塑料埋地排水管設計時必須首先知道這三個數(shù)值，然后才能放在公式中去設計計算。由此，如果設計時根據(jù)了這三個數(shù)值，生產(chǎn)企業(yè)提供的管材就要保證這三個數(shù)值。但是，在實踐中這三個數(shù)值不容易獲得。首先，管材的彈性模量不容易測量，采用不同牌號和不同配方的原材料彈性模量都會有很大變化。此外，管道縱截面每延米管壁的慣性矩很難計算（埋地塑料排水管一般采用結(jié)構(gòu)壁管，結(jié)構(gòu)截面常常是比較復雜的幾何形狀），結(jié)構(gòu)尺寸（如壁厚）的變動會造成慣性矩明顯變化。而且，在設計確定以后，如果要求制造廠保證這三個數(shù)值都不變也是很不現(xiàn)實的。為此引入“環(huán)剛度”，用以保證管材的抗外壓荷載的能力。國際標準ISO對于環(huán)剛度S的定義是：

四、結(jié)構(gòu)計算E材料的彈性模量I慣性矩D管環(huán)的平均直徑單位是KN/m2所以，計算豎向管道變形量的公式可以直接用環(huán)剛度數(shù)值表示為

所以，從理論上講，每當我們進行塑料埋地排水管43四、結(jié)構(gòu)計算其中Sp就是國際標準規(guī)定的環(huán)剛度。

（D=2ro，==8Sp）

因此，只要知道環(huán)剛度Sp的數(shù)值，不需要知道彈性模量Ep、慣性矩Ip和管道計算半徑ro的確切數(shù)值就可以進行設計計算。而環(huán)剛度Sp的數(shù)值可以通過對管材的實際測量來獲得。通過對管材的實際測量來獲得環(huán)剛度Sp的方法已經(jīng)標準化，有國際標準ISO9969:1994。我國國家標準GB/T9647-2003“熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測定”等同采用了ISO9969:1994。國家標準GB/T9647-2003測定環(huán)剛度的方法比較簡單：按要求的方法在兩個平行的平板間壓縮一段管材，測量在管直徑方向變形達到3%時的作用力F，就可以按照以下公式計算出管材的環(huán)剛度：

其中，F(xiàn)–相對于管材3%變形時的力值（kN）L–試樣長度（m）Y–變形量（m）d—內(nèi)徑（m）

四、結(jié)構(gòu)計算其中Sp就是國際標準規(guī)定的環(huán)剛度。（D=244四、結(jié)構(gòu)計算4.3環(huán)剛度的選擇方法環(huán)剛度是HDPE管抗外壓負載能力的綜合參數(shù)，顯然，為了保證HDPE管在外壓負載下安全工作，環(huán)剛度的選擇是設計中的關(guān)鍵之一。如果管材的環(huán)剛度太