DB22 T 5007-2023 纤维增强聚乙烯给水排水管道工程技术标准.pdf
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1、 吉林省工程建设地方标准 纤维增强聚乙烯给水排水管道工程 技术标准 Technical standard for fiber reinforced polyethylene pipeline of water and sewerage engineering DB22/T 5007-2023 主编部门:吉林省建设标准化管理办公室 批准部门:吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 施行日期:2023 年 4 月 4 日 2023长 春 吉林省住房和城乡建设厅 吉 林 省 市 场 监 督 管 理 厅 通 告 第 620 号 吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 关于发布纤维增强聚乙烯
2、给水排水管道工程技术标准等 5 项吉林省工程建设地方标准的通告 现批准纤维增强聚乙烯给水排水管道工程技术标准城市轨道交通岩土工程勘察标准既有建筑幕墙可靠性鉴定标准海绵城市建设工程检测技术标准建筑机电管线工程抗震支吊架技术标准为吉林省工程建设地方标准,编号依次为:DB22/T 5007-2023、DB22/T5135-2023、DB22/T 5136-2023、DB22/T 5137-2023、DB22/T 5138-2023,自发布之日起实施。原纤维增强给水管道工程技术标准DB22/T 5007-2018 同时废止。吉林省住房和城乡建设厅 吉林省市场监督管理厅 2023 年 4 月 4 日 前
3、 言 根据吉林省住房和城乡建设厅关于下达的通知(吉建函2021694号)的要求,标准编制组通过广泛的调查研究,认真总结纤维增强聚乙烯给水排水管道工程的实践经验,参考国内外的有关先进标准,并在广泛征求意见的基础上,修订本标准。本标准的主要技术内容包括:1 总则;2 术语和符号;3 材料;4 设计;5 施工;6 管道功能性试验;7 验收。本标准修订的主要技术内容:1 增加了纤维增强聚乙烯给水排水管用于排水管道的管道布置要求;2 增加了纤维增强聚乙烯给水排水管用于排水管道的水力计算要求;3 增加了纤维增强聚乙烯给水排水管用于排水管道的功能性试验和闭水试验要求;4 调整了纤维增强聚乙烯给水排水管的部分
4、规格尺寸。本标准由吉林省建设标准化管理办公室负责管理,由长春市市政工程设计研究院负责具体技术内容的解释。本标准在执行过程中,请各相关单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给吉林省建设标准化管理办公室(地址:长春市民康路 519 号,邮编:130041,邮箱:),以供今后修订时参考。本标准主编单位:长春市市政工程设计研究院有限公司 哈尔滨工业大学 本标准参编单位:中规院(北京)规划设计有限公司 吉林省荣亿工程管道有限公司 中国市政工程东北设计研究总院有限公司 长春市规划编制研究中心(长春市城乡规划设计研究院)长春市市政设施维护管理中心 吉林建筑大学设计研究院 中邦山水规划设计有限公
5、司 吉林省万城市政工程设计研究院有限公司 中水东北勘测设计研究有限责任公司 本标准主要起草人员:张会权 杨基先 徐征宇 白舜文 李建国 杜艳韬 孙宏亮 孙炜宁 周 雪 杨新宇 徐千惠 蒋丰亮 申剑波 孙海燕 李雪婷 张修奎 李 晶 张 婧 王仁珠 陈 强 张宇琦 程显生 李莹莹 梁 国 杨 洋 林禹晴 本标准主要审查人员:周 毅 陶乐然 林英姿 王晓阳 翟亚涛 王金灵 孙其锋 目 次 1 总 则 1 2 术语和符号 2 2.1 术语 2 2.2 符号 3 3 材料 6 3.1 管材 6 3.2 管件与配件 8 4 设计 10 4.1 一般规定 10 4.2 管道布置 11 4.3 水力计算 1
6、2 4.4 结构设计 14 5 施 工 19 5.1 一般规定 19 5.2 沟槽开挖 22 5.3 管道基础 23 5.4 管道连接 24 5.5 管道敷设 27 5.6 管道回填 29 6 管道功能性试验 32 6.1 一般规定 32 6.2 水压试验、冲洗与消毒 33 6.3 无压管道的闭水试验 36 7 验 收 38 7.1 一般规定 38 7.2 质量验收 39 附录 A 管侧土的综合变形模量 42 附录 B PE 材质连接件的尺寸 44 附录 C 纤维增强聚乙烯给水排水管质量要求 60 本标准用词说明 66 引用标准名录 67 附:条文说明 69 1 1 总 则 1.0.1 为统一
7、纤维增强聚乙烯给水排水管道工程技术要求,确保工程质量,做到安全适用、技术先进、经济合理,制定本标准。1.0.2 本标准适用于水温不大于 40,且周围环境温度不大于40,管径范围 dn700mmdn2000mm,压力不大于 1.6MPa 的新建、扩建和改建埋地纤维增强聚乙烯给水管道、带压强制排水管道工程设计、施工及验收。1.0.3 纤维增强聚乙烯给水排水管道工程,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 纤维增强聚乙烯给水排水管道 fiber reinforced polyethylene water and sewerage pipelin
8、e 由高密度聚乙烯(HDPE)和纤维增强带为主要原料,采用逐层缠绕工艺,形成三层结构的复合管道,用于埋地方式输送给水和带压强制排水的管道的总称。2.1.2 增刚肋 stiffening rib 为保证埋地用大直径低压力管材的环刚度,熔接在外保护层外的聚丙烯单壁波纹管外覆聚乙烯保护层形成的肋。2.1.3 爆破压力 burst pressure 爆破试验时达到破裂的最大压力。2.1.4 环刚度(环向弯曲刚度)ring stiffness 管道抵抗环向变形的能力。2.1.5 管侧土的综合变形模量 soil modulus 管侧回填土和沟槽两侧原状土共同抵抗变形能力的量度。2.1.6 管道连接 pip
9、eline connection 将管道上相邻的两个管端连成一体,在工作状态下接头不出现渗漏。这里采用承插式弹性密封圈或是套筒承插口弹性密封圈连接。2.1.7 人工土弧基础 shapped subgrade 圆形管道敷设在用砂砾土回填成弧形基础上的管道结构支承形式。人工土弧基础由砂砾土回填的管底基础层和管下腋角两部分组成。2.1.8 基础层 bedding 3 在沟槽底原状地基或经处理回填压实的地基上,用回填材料均匀铺设并压密的砂砾层。基础层用以敷设管道,也是管道的持力层。原状土可开挖成弧形基础时,应充分利用。2.1.9 基础中心角 bedding angle 与回填压实的砂砾土紧密接触的管下
10、腋角圆弧相对应的管截面中心角,用 2 表示。在此范围内有土弧基础的支承反力作用,管道结构的支承强度与基础中心角大小成正比。2.2 符号 2.2.1 管材和土的性能 Ed管侧土的综合变形模量;Ep管材短期弹性模量;ft管材抗拉强度设计值;ftk管材抗拉强度标准值;Sp管材环刚度;p管材质量密度;p管材泊松比。2.2.2 管道上的作用及其效应 Fcr,k管壁失稳的临界压力标准值;Ffw,k浮托力标准值;FGk各种抗浮作用标准值之和;qsv,k单位面积上管顶竖向土压力标准值;Fvk管顶在各种作用下的竖向压力标准值;Qvk车辆的单个轮压标准值;qvk地面车辆荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准 值;W
11、d,max管道在组合作用下的最大竖向变形量;4 cr管壁环向弯曲拉(压)应力;管道竖向直径变形率。2.2.3 几何参数 a单个车轮着地长度;b单个车轮着地宽度;dn管道内径;dj相邻两个轮压间的净距;D1管道外径;DN管道承口内径;en管材公称壁厚;Hs管顶至设计地面的覆土高度;Ip管道纵截面每延米管壁的惯性矩;r0管道计算半径(管壁中性轴半径);y0管壁中性轴至管材外壁距离;2基础中心角。2.2.4 计算参数和系数 Df形状系数,与管道环刚度和回填压实度有关;DL变形滞后效应系数;Ew水的体积模量;Ep管材弹性模量;Hz管道总水头损失;hy 管道沿程水头损失;hj 管道局部水头损失;Kd管道
12、变形系数,按管道的敷设基础中心角确定;Kf管道的抗浮稳定性抗力系数;Ks管道的环向稳定性抗力系数;G永久荷载分项系数;Q可变荷载分项系数;0管道重要性系数;5 s回填土的重力密度;d车辆荷载动力系数;q可变荷载准永久值系数。2.2.5 水力计算参数 A水流有效断面面积;I水力坡降;Q流量;Qs允许渗水量;R水力半径;n管壁粗糙系数;管道当量粗糙度;流速。2.2.6 缩略语 PE 聚乙烯;HDPE 高密度聚乙烯;MFR 熔体质量流动。6 3 材 料 3.1 管材 3.1.1 纤维增强聚乙烯给水排水管是由高密度聚乙烯(HDPE)和纤维增强带为主要原料,采用逐层缠绕工艺,形成三层结构的复合管道。其中
13、,内层是高密度聚乙烯内衬层,中间层是连续纤维带增强层,外层是高密度聚乙烯的外保护层。为保证埋地用纤维增强聚乙烯给水排水管的环刚度,在外保护层外熔接增刚肋,增刚肋为聚丙烯单壁波纹管并包覆聚乙烯保护层。纤维增强聚乙烯给水排水管结构,见图3.1.1;其质量应符合本标准附录C的要求。单位:mm 图 3.1.1 纤维增强聚乙烯给水排水管结构示意图 a插口;b内衬层;c玻纤增强层;d外保护层;e增刚层;f承口;g全塑端部;dn公称内径;do 管材中间部分外径;di 管材插口外径;d 密封胶圈线径;een插口端部公称壁厚;em 中间部分总壁厚;ei 内层壁厚;eo 外保护层壁厚;e增强层厚度;Le 插口长度
14、;L0 承口长度;L1 全塑端部长度;Lt 管长;DN承口内径 3.1.2 纤维增强聚乙烯给水排水管,应有生产厂家质检部门的产品合格证及具备相应资质的实验室出具的检测报告。3.1.3 纤维增强聚乙烯给水排水管材料应符合现行国家标准给水用聚乙烯(PE)管道系统 第 1 部分:总则GB/T 13663.1、给7 水用聚乙烯(PE)管道系统 第 2 部分:管材GB/T 13663.2、给水用聚乙烯(PE)管道系统 第 5 部分:系统适用性GB/T 13663.5中的相关规定;用于饮水用输水管道的管材卫生性能应符合现行国家标准生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/T 17219 中的相关
15、规定;用于排水管道的管材还应符合现行国家标准埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统 第 2 部分:聚乙烯缠绕结构壁管材GB/T 19472.2 的有关规定。3.1.4 高密度聚乙烯原料应符合下列规定:1 内衬层和外保护层宜采用PE80或PE100级别高密度聚乙烯混配料,性能应符合现行国家标准给水用聚乙烯(PE)管道系统 第1部分:总则GB/T 13663.1中的规定;也可采用本色料加色母的方式进行,混料应均匀,本色料性能应符合国家现行标准的相关要求;2 可使用来自本厂的同一牌号的生产同种产品的洁净回用料,用量不超过10%,所生产的管材应符合本标准的要求;不应使用外部回收料、回用料。3.1.5 玻纤
16、增强带表面应平整、光滑无缺陷、无气孔等对使用有害的缺陷。玻纤增强带的力学性能、尺寸(宽度、厚度)及允许偏差应符合表3.1.5的规定。表 3.1.5 玻纤增强带力学性能、尺寸及允许偏差 项目指标允许偏差宽度(mm)依据管道制造商设计要求1.0厚度(mm)0.30.03纵向拉伸强度(MPa)700-纵向拉伸延伸率(%)5-玻纤质量含量(%)60-单位面积重量(g/m2)42558 3.2 管件与配件 3.2.1 管道系统中与管材连接的管件与配件应由管材生产企业配套供应。3.2.2 管件可选用 PE、玻纤增强 PE、球墨铸铁、防腐钢制管件等材质。PE 材质管件可参考本标准附录 B,其他材质管件的承插
17、连接尺寸可参考本标准附录 B,其他要求应符合国家现行标准。3.2.3 密封圈插接所用的弹性密封橡胶圈应由管材生产厂配套供应,并应符合下列要求:密封胶圈应采用O型橡胶密封圈,并且应采用天然橡胶或三元乙丙合成橡胶,其性能应符合现行国家标准橡胶密封件 给、排水管及污水管道用接口密封圈 材料规范GB/T 21873的规定。常规检测时,性能应符合表3.2.3-1的规定。密封胶圈线径与管径的对应关系见表3.2.3-2。表 3.2.3-1 密封橡胶圈性能 项目指标硬度(IRHD)505拉伸强度(2型)(MPa)16拉断伸长率(2型)(%)400热空气老化(707d)硬度变化(IRHD)-5+8拉伸强度变化率
18、(2型)(%)-20拉断伸长率变化率(2型)(%)-30+10压缩永久变形(7024h,压缩率25%)(%)209 表 3.2.3-2 形弹性密封橡胶圈线径 序号管材内径dn(mm)胶圈线径d(mm)序号管材内径dn(mm)胶圈线径d(mm)170018614002028001871600223900188180022410002092000225120020-3.2.4 转换接头等金属连接件所用的金属材料,其材质要求应符合金属管材、管件有关标准的规定,并应做防腐、防锈处理。10 4 设计 4.1 一般规定 4.1.1 纤维增强聚乙烯给水排水管道工程设计应符合国家现行标准室外给水设计标准GB
19、50013、给水排水工程管道结构设计规范GB 50332、埋地塑料给水管道工程技术规程CJJ 101和埋地塑料排水管道工程技术规程CJJ 143的有关规定。4.1.2 纤维增强聚乙烯给水排水管道结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以可靠指标度量管道结构的可靠度,除对管道验算整体稳定外,均采用含分项系数的设计表达式进行计算。4.1.3 城镇永久性给水排水管道工程设计使用年限不应低于 50年,农田排灌和其他用途的管道结构设计使用年限应按相关规定确定。4.1.4 纤维增强聚乙烯给水排水管道结构设计时,应按下列两种极限状态进行计算和验算:1 承载能力极限状态:包括管道结构环截面强度计算、环截
20、面压屈失稳计算、管道抗浮稳定计算;2 正常使用极限状态:包括管道环截面变形验算。4.1.5 纤维增强聚乙烯给水排水管道应按埋地柔性管道理论计算,各项作用均由管道承担。4.1.6 纤维增强聚乙烯给水排水管道结构设计应提出埋设条件和对运行工况的要求,包括管体、管道基础、管道连接、沟槽回填土的类别与压实度等。4.1.7 施工时采用的土弧基础中心角应在结构计算采用的敷设基础中心角(2)的基础上增加30。4.1.8 纤 维 增 强 聚 乙 烯 给 水 排 水 管 道 的 线 膨 胀 系 数 可 采 用11 0.2mm/m。4.1.9 承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算均应符合现行国家标准给水排水工
21、程管道结构设计规范GB 50332的相关规定。4.2 管道布置 4.2.1 管顶最小覆土深度,应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻线深度和土壤性质等条件结合当地埋管经验确定,一般情况下,管道宜埋设在冰冻线以下。1 当用作给水管道时,在非机动车道和人行道下,管顶覆土厚度不宜小于0.6m;在机动车道下,管顶覆土厚度不宜小于1.0m;2 当用作排水管道时,在人行道下,管顶覆土厚度不宜小于0.6m。在车行道下,管顶覆土厚度不宜小于0.7m。4.2.2 用作给水管道时,给水管道与建筑、构筑物和其他管线之间最小水平净间距应满足国家现行标准城市工程管线综合规划规范GB 50289和埋地塑料给水管道工程技术规程
22、CJJ 101的要求。4.2.3 管道与热力管道间的距离,应在保证管道表面温度不超过40的条件下计算确定,垂直净距不宜小于0.5m(加套管,从套管外壁计)。4.2.4 当管道敷设与其他管线交叉时,其交叉点净距不应小于0.2m,且可按现行国家标准给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268 有关条款采取相应技术措施。4.2.5 管道穿越市政道路、高速公路、铁路和其他主要市政管线设施,应采用钢筋混凝土管、钢管或球墨铸铁管等套管,套管内径不得小于穿越管外径加300mm,同时应与相关部门协调,对埋设在铁路下的管道,套管设计应按有关铁路等的规定执行。4.2.6 管道系统中采用刚性连接的管道末端与金属管
23、道连接时,连12 接处宜设置锚固措施。4.2.7 管道敷设后宜沿管道走向埋设金属示踪线,管顶宜埋设标有醒目提示字样的警示带,距管顶距离不应小于0.3m。4.2.8 当用作排水管道时,和其他地下管渠、建筑物、构筑物等相互间的位置应符合下列规定:1 敷设和检修管道时,不应互相影响;2 排水管道损坏时,不应影响附近建筑物、构筑物的基础,不应污染生活饮用水。4.2.9 用作排水管道时,和其他地下管线(构筑物)的水平和垂直的最小净距,应根据其类型、高程、施工先后和管线损坏后果等因素,按当地城市管道综合规划确定,也可按现行国家标准室外排水设计标准GB 50014-2021附录C的规定采用。4.3 水力计算
24、 4.3.1 用作压力管道时,总水头损失hz应按下式计算:hz=hy+hj (4.3.1)式中:hy 管道沿程水头损失(m);hj 管道局部水头损失(m)。4.3.2 用作压力管道时,沿程水头损失 hy 应按下式计算:gvdlh22if (4.3.2-1)i72.35.221dRe1lg (4.3.2-2)ivdRe (4.3.2-3)hy13 200022.00337.0101775.0TT (4.3.2-4)式中:沿程阻力系数;l 管段长度(m);di 管道内壁直径(m);g 重力加速度(9.81m/s2);管道当量粗糙度(m),一般取0.01010-30.01510-3;Re 雷诺数;v
25、 管段平均流速(m/s);T 水温();水的运动黏滞度(m2/s)。4.3.3 用作压力管道时,局部水头损失 hj 应按式下式计算:gvh2j2 (4.3.3)式中:局部水头损失系数。4.3.4 用作无压管道时,管道的流量、流速可按下列公式计算:Q=Av (4.3.4-1)V=2/13/21IRn (4.3.4-2)式中:Q设计流量(m3/s);A水流有效断面面积(m2);v流速(m/s);R水力半径(m);I水力坡降;n曼宁粗糙系数,取0.009。14 4.4 结构设计 4.4.1 纤维增强聚乙烯给水排水管道所受作用的分类和作用代表值,均应按现行国家标准给水排水工程管道结构设计规范GB 50
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