HDPE管概述

HDPE管批發(fā)通常是指PE80(含鋼架管)、PE100和超高分子量聚乙烯管。具有良好的耐高溫、耐低溫性能。耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐沖擊、耐老化、耐腐蝕、安裝方便等優(yōu)點，是我國近年來推廣應(yīng)用的一種新型管材。特別適用于鹽湖、沼澤、戈壁、沙漠等環(huán)境惡劣地區(qū)的管道鋪設(shè)。

由于HDPE管材在我國的推廣應(yīng)用時間較短，相關(guān)的管材技術(shù)規(guī)范還在準(zhǔn)備之中，可供借鑒的實踐經(jīng)驗不多，因此HDPE管材在我國的大規(guī)模推廣應(yīng)用難度較大。從2000年開始，我院就在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行長距離HDPE管道的鋪設(shè)設(shè)計進(jìn)行了探討。2002年在新疆羅布泊設(shè)計了一條外徑為DN200(D225)、全長57km的長距離輸水管道。

所有管道均為HDPE管道，已安全運(yùn)行一年多。2003年，在青海省格利西水源地設(shè)計了全長156公里(干管DN600、支管DN400)的長距離供水線路，其中HDPE管(含超高分子量聚乙烯管和鋼骨架塑料復(fù)合管)全長132公里。到目前為止，60%的管道已安裝完畢，并計劃于2004年9月投入使用。以上工程均經(jīng)過沼澤、戈壁、沙漠、鹽堿地等無人區(qū)，本文以此為例，簡述了長距離HDPE管道在工程應(yīng)用中應(yīng)處理的幾個問題。

管道設(shè)計施工中遇到的幾個問題及解決方法

水力計算和設(shè)計流量

HDPE管(特別是超高分子量聚乙烯管)具有非常光滑的內(nèi)表面和低流體阻力。在水力計算中，有專家和數(shù)據(jù)建議采用Williams公式，C值為145~160(超高分子量聚乙烯管為160);4.3《室外聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)范》(征求稿)推薦公式為:I=8.75, 10-4, Q1.761/Dj4.761。兩種公式的計算結(jié)果相差不大，而后者更安全。新疆羅布泊長途輸水線路運(yùn)行一年后，實測運(yùn)行情況與計算結(jié)果基本一致。

管道的局部水頭損失設(shè)計為沿線損失的5%~10%。當(dāng)直徑較小時取10%。

設(shè)計流量主要是通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定的。管徑越小，流速越小;管徑越大，設(shè)計流速越高。從安全運(yùn)行的角度出發(fā)，建議長距離非金屬輸水管道設(shè)計流速不應(yīng)超過1.5m/s。我院長途輸水工程DN200管道流量為0.7m/s, DN600管道流量為1.23m/s。如果流速過高，水頭損失會迅速增加，管道的壓力等級和工程造價也會增加，水錘發(fā)生的概率也會增加。例如DN600管道流量為1.23m/s時，100km的水頭損失達(dá)到170m。當(dāng)供水線路不長(20公里以內(nèi))時，適當(dāng)增加設(shè)計流量是合理的。

工程地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)的水管材料選擇

青海省納嶺市格勒斯水源地長距離輸水工程。管道穿過沙漠、沼澤、鹽湖和其他無人地帶。對我院管道選型方案進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。通過對球墨鑄鐵管、焊接鋼管、高密度聚乙烯管及其他管材的選用對比，采用高密度聚乙烯管方案可節(jié)約總投資約20%。本地區(qū)土壤腐蝕性強(qiáng)，如選用金屬管道，外墻必須加強(qiáng)等級腐蝕。而金屬管在沙漠、沼澤、鹽湖地區(qū)運(yùn)輸、安裝極為困難，有些路段根本無法施工。