CECS 122-2001（条文说明） 埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程.pdf

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1、中国工程建设标准化协会标准埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程CECS 122: 2001 条文说明目次1 总则.(51) 2术语“约3 材料.(54) 3 .1 管材.(54) 3.2 弹性密封橡胶圃及粘接剂.(61) 4 水力计算.(62) 5 管道结构计算.（63)5 .1 设计基本规定.（63)5.2 强度计算.(64) 5.3 管道坚向变形计算.(64) 5.4 管道的抗挥稳定计算.(65) 6 管道敷设.(66) 6. l 一般规定（66)6.2 沟槽.仰的6.3 基础何的6.4 管道安装.(67) 6.5 管道修补.(67) 7 管道与检查井连接.（68)8 回填.仰的9 管道密闭

2、性检验.(70) 10 管材的运输及贮存.(71) 11 管道工程的竣工验收（72)1总则硬聚氯乙烯（PVC-U）管是一种新型化学管材，具有重量轻、耐腐蚀、管壁光滑过流能力大、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点。用作埋地排水管道具有良好的使用性能，但在设计、施工上有不同于其他排水管材的特殊要求。第1.0.1、1.0.2、1.0.3条明确了编制本规程的目的和适用范围。在第1.0.3条中明确提出本规程造用于埋地敷设的硬聚氯乙烯排水管道，是因为硬聚氯乙烯管不适用于室外露天敷设。本条规定采用的四种管材，都可用于承受外压荷载的埋地排水管道工程。在国外这种管材已广泛应用于排水管道并已制

3、定相应的设计施工手册，在国内亦已推广应用。双壁波纹管和环形肋管（加筋管）与平壁管相比，在管径和截面棋相同的情况下具有较大的环刚度，承受外压荷载能力强，综合性能好，价格较低，最适宜作排水管材。属于T形螺旋肋异型壁管的螺旋肋管，是由预先挤出成型的板带材经螺旋卷绕而制成，管径可以任意调整，重量轻，价格低，但刚度不及双壁波纹管和环形肋管。螺旋肋管的结构尺寸比其他管材复杂，使用时除遵照本规程外，尚应符合当地地方标准和生产厂的有关要求。本规程中规定的异型壁管及平壁管，只允许用于重力流的无压排水管道，对有内压的排水管道应采用能承受内压的硬聚氯乙烯平壁管。从目前国内外的使用情况看，硬聚氯乙烯排水管直径在500

4、mm以下居多。从排水管网各种管径所占比例看，直径500mm以下管径占70%以上。根据我国硬聚氯乙烯管材生产情况和使用经验，井从工程造价方面考虑，本规程规定的管材公称直径为DNllO冉DN630。1.0.4 排人管道内的水温，根据污水排入城市下水道水质标准CJ18-86的规定，最高温度为35。考虑有些污水排出时水温可能略高，PVC-U管材又允许耐40温度，埋地管道周围介质温度一般均在40C以下，因此规定污水排人PVC-lJ管道的水温应不大于40。 51 1.0.5 硬聚氯乙烯管道具有很强的耐酸、碱性性能，因此对排入管道的水质可以大大放宽。根据天津市市政工程研究院的试验，PVC-U管在PH=2 -

5、12的水质条件下无任何腐蚀，仅对芳香族化合物不适应，但考虑到硬聚氯乙烯排水管道的下游经常要与混凝土管道相接，从排水管道系统的整体安全及污水达标排放考虑，本规程规定排人硬聚氯乙烯排水管道的水质标准仍应符合污水排入城市下水道水质标准CJ18-86的规定。硬聚氯乙烯管道用于盐碱地区时，其本身的抗腐蚀性能完全能适应土壤中的盐碱作用，因此管道外部可不做任何防腐处理。1.0.5 - 1.0.8 本规程中规定的使用程序要求、施工验收要求与有关的现行标准是协调一致的。 52 2术语2.0. l、2.0.2、2.0.3、2.0.4、2.0.5、2.0.6、2.0.7、2.0.8、2.0.9、2.0.10均为本规

6、程中所采用的管材专用名词，其对应的英文名称是在国外文献中或国内生产厂引进国外技术所采用的名称。其中2.0.9条为管道结构变形计算的专用名词。. 53 3材料3.1管材3 .1.1 为了设计中选用管材，现将现行国家标准、行业标准中关于双壁波纹管和平壁管的规定列于表3.1.1-L2，可供采用。还将现行地方标准、企业标准中关于环形肋管（加肋管）、螺旋肋管的规定列于表3.1.1-3、4，可供参政。表内的最大公称直径为DN630rnm。塑料管材的公称直径，在国际上是内径系列和外径系列并用，即根据管材的制造工艺，有些管材的公称直径与管内径尺寸等同有些管材的公称直径与管外径尺寸等同，因此我国已引进的塑料管生

7、产线也有内径系列和外径系列两种，如表3.1.1-1.2所列波纹管和平壁管的公称直径等同于管外径；而表3.1.1-3.4所列肋型智的公称直径等同于管内径。QB/Tl916 -93规定的PVC-U双壁波敏曹规格（mm)表3.1.1 公称直径最小平均内径Di公称直径最小平均内径DiDN DN 110 97 315 270 (125) 107 400 340 160 135 (450) 383 200 172 500 432 250 216 (630) 540 注：括弧内的规格，如采用须与生产厂联系。表中公称直径DN为外径。 54 . E翁L表3.1.1-2公称直径DN 110 (125) 160 2

8、00 250 315 400 500 630 QB/1191693规定的环刚度分级（kN/mn马Is, I乌注2I注4I声8 GB/Tl【削2.3-1996规定的PVC-U平噩管规格（IDnl) 公称壁厚e 刚度等级kN/m2 2 4 管材系列马5Sia 一3.2 3.2 3.2 3.2 4.0 3.9 4.9 4.9 6.2 6.2 7.7 7.8 9.8 9.8 12.3 12.3 15 .4 乌;:i: 16 8 S16.1 3.2 3.7 4.7 5.9 7.3 9.2 11.7 14.6 18.4 注z括弧内的规格，如采用须与生产厂联系。表中公称直径DN为外径。 55 表3.1.1-

9、3企业标准Q/GHBA451-1”7规定的PVC-U加筋管产晶规格和力学性能公称直径外径最小平均内径最小壁厚刚度工作内压DN D.(mm) D,(mm) (mm) (N/m2) (MPa) 150 170.0 151. 7 1.3 8000 0.2 225 250.0 223.0 1. 7 8000 0.2 300 335.0 299.2 2.1 80仪0.2 400 450.0 401.1 2.5 80创0.2 注z上海氯威塑料有限公司管材产品的名称为加筋管，按分类属环形肋管。表中公称直径DN为内径。甘肃省地方标准DB62/T496-1”7和江苏省地方标准DB32f394-2刷规定的PVC-

10、U螺旋曾产晶规格和力学性能表3.1.1-3板材宽度（mm)公称直径DN刚度（N/mm2)150 2282 84 200 1271 250 749 300 2249 98 4创）1127 500 634 5） 1461 140 600 966 注：兰州展泰大型塑料管工程有限公司管材产品的名称为螺旋管，属螺旋肋管。表中公称直径DN为内径。 56 . 3.1.2 管材的密度、维f;软化温度是按GB/Tl创）（）2.3 - 1996 的规定。弹性模量取值是参照国内的试验值，与中国工程建设标准化协会标准埋地聚氯乙烯给水管道工程技术规程CECS17-X削的规定是一致的。3_1.3 环向弯曲刚度是塑料管材抵

11、抗环向变形能力的重要指标。排水管道的规格通常受外压荷载控制，因此对埋地塑料排水管一般都规定其环向弯曲刚度。天津市市政工程研究院砂箱试验的结果表明，车行道下排水管的环向弯曲刚度等于8kN/m2时综合性能最适宜，当直径变形率为45%时，管材所能承受的管顶覆土约为56mm。市场上的产品也以环向弯曲刚度8kN/m2级居多，因此规定用于车行道下排水管道的管材环向弯曲刚度不宜小于8kN/m2。对于居民区道路下的排水管道，因地面车荷载小，管顶覆土较浅，可依具体情况选用环向弯曲刚度低于8kN/mm2的管材。对于螺旋胁管，因板带材的规格较多，且可加强，管径变化灵活性较大，管材生产时是依使用条件，经设计计算或测试

12、方法确定其环向弯曲刚度，因此本规程不作具体规定。3.1.4对硬聚氯乙烯双壁波纹管、环形胁管、螺旋胁管等异形管材的截面尺寸，尚无统一规定。设计采用管材的惯性姐和截面系数应由管材生产厂提供。在缺少此方面数据时，为便于设计J现将截面简图、惯性矩和截面系数计算式，以及部分管材的惯性矩和截面系数列人下表，供参考。. 57 . UI o。i 名称! 截面简图！环形肋管I (PVC- U 加筋管）表3.1.4-1管材截面力学特性图示轴线（形心）至边缘距离惯性矩、截面系数计算式Yt = H2Y2I r2S2H22 + ( B -252) Sl I y,=,c口1TS1 +2乌砾团2( T-2S2)(2H2 -

13、 51)511 + I H, , 1:51 均石血2形心位置D.rc 丸立卫了i lxo 局l+ Ty 13 - ( B - 252) I （川23- ( T斗S2忡S1)3JI 而lxo_ lw . 一川由XI 斗，X2- JI JZ 形心主惯性矩lxo = L:( Ix;+ A.y,2) _ lxo 山，XO - y, 续表3.1.4-1名称螺旋肋管！去(PVC- U I T肋卷绕管）户PVC-U x 平壁管截面简图出气2Xo 图示轴线（形心）至边缘距离惯性矩、截面系数计算式YI= H-y2 1 r cH2 + ( b - c) k2 12 = 2L Bd -t- ch -t- bk -t

14、-+(B-c)(2H-d)dl Bd + c.也bke y言lxo 旷岛川b- c) (12 - lcf-(B - c)(y1 - d)3 时lxo由lxo脏XI=一，Wn一Yt Y2 L3 1 lxo 旦WYO：；土be2u - 12 AU 6 表3.l.4-2 。公称直径最小平均内径以吐是截面系数生产厂名称管材类型DN(mm) D/mm）。（mm4/mm) W xo（阳3/mm)200 182.6 28.34 6.85 天津市PVC- U 250 226.3 59.08 11. 65 塑料机械厂双壁波纹管材315 287.9 103.5 17.34 郑州市110 100.0 5.04 2.

15、64 160 145.0 15.24 5.75 塑料一广PVC- U 250 228.0 55.23 12.38 安徽国风双壁波纹管材315 286.0 104.62 18.04 制管有限公司400 361.0 203.48 26.15 上海市150 151. 7 11. 953 8.967 PVC- U 225 223.0 35.914 17.528 氯威塑料加筋管300 299.2 93.385 30.610 有限公司400 401.1 222.150 49.738 150 150 84 200 200 6.3 兰州市250 250 声300 300 最泰大型塑料管98 400 400 3

16、6.6 工程有限公司( 500 500 m m 500 500 108.0 、，140 600 600 3.2 弹性密封橡胶圃及帖接剂3.1.5,3.2.1、3.2.2、3.2.3、3.2.4是对管材、弹性密封圃、粘接剂的质量要求。弹性密封圃、粘接剂是确保管材密封性能的重要材料，应由厂家配套供应，各条的技术要求是排水管道工程通常的要求。 61 4 水力计算4.0. 1 管壁粗糙系数n并非常数，影响因素很多，应由试验确定。由于管壁粗槌系数n值经常使用，为便于应用目前可采用一个规定值，一般取0.聊。美国对硬聚氯乙烯管n值的试验室试验值为0.007 - 0 . 011 ；美国Uni-hellPVC管

17、协会推荐的重力流污水管系统水力设计n值取0.侃”；日本下水道协会JSWAS标准中n值采用0.01；天津市市政工程研究院对公称直径为DN200mm的PVC-U双璧波纹管在清水中的水力特性试验结果，管内壁的粗糙系数n值为0.00789 - 0. 00891，考虑接头阻力及管道在污水环榄中管内积污等影响，粗糙系数可能增大，为安全计，本规程中n值果用0.01。4 .0 .2 规定的计算公式与室外排水设计规范GBJ14-87的规定一致。4.0.3 最小设计流速是为防止管内龄和、，本规程的取值系按GBJ14-87的规定确定。 62 . 5 管道结构计算5.1 设计基本规定5.1.1 硬聚氯乙烯管属于柔性管

18、，在埋设条件下，管道的变形和应力，都按管土共同作用的柔性管理论计算。硬聚氯乙烯管在埋地敷设条件下，其物理力学性能相当稳定，日本财团国土开发研究中心在“道路下埋设PVC-U排水管道应用研究”中对管材的徐变、疲劳强度等特性以50年为目标的研究结果认为，按50年设计是安全可行的。欧美等国也都规定塑料管道的使用寿命按50年设计。国外对PVC-U管用于排水管道已有50年以上经验，实践证明，PVC-U管使用寿命按不低于50年设计是可以保证的。5.1.2管道结构设计验算的规定是参照修订给水排水工程结构设计规范GBJ69-84的报批稿制定的。5.1.3硬禀氯乙烯管材弯曲抗拉极限强度的指标，在GB/T10002

19、.3、GB/Tl916和自创435等给水排水用PVC-U管材产品标准中均未作规定。管材弯曲抗拉强度的测定，应从管材取样，但对双壁波纹管、环形肋管等异型截面的管材无法做到，因此参照普通平壁管弯曲抗拉强度的测定值：海南神戚塑料制品厂有限公司的实测值为78.43町98.04MPa；日本财团国土开发研究中心在20t条件下，实测值为84.31MPa，日本下水道协会JSWAS,K-1标准中规定PVC管材弯曲抗拉强度为90MPa，安全系数为5。基于我国PVC-U管的材质情况，为安全计，本规程规定硬聚氯乙烯管材弯曲抗拉强度采用80MPa，安全系数参照日本的规定采用5，设计允许的弯曲抗拉强度为16MPaa5 .

20、1.4 . 5 .1.5、5.1.6、5.1.7、5.1.8 是参照修订给水排水工程结构设计规范GBJ69-84的报批摘制定的，其计算公式均为通用的。 63 5.2 强度计算管道的强度按柔性管的理论计算。管两侧的侧向土抗力由管道在坚向荷载作用下管径倒变形的大小确定。侧向土抗力的图形，美国采用Spangler抛物线形，日本有关协会采用等腰三角形。在外荷载作用下管壁载面的弯曲应力计算，日本采用弯矩系数法，比较简单。目前国际上对异型壁管在外压荷载作用下的应力计算大都采用由管道在竖向变形下管材的应变来计算应力的方法，比较繁琐。不大于翩翩管径的塑料管在实际使用中应力都很低，使用状态下受变形控制，不是强度

21、控制，因此本规程采用了日本的计算模式。日本的计算方法形式上是刚性管的计算方法，但其弯矩系数是按柔性管上作用的土压力图形确定的，计算结果与原形观测比较吻合。天津市市政工程研究院、上海市市政工程研究院试验测试的结果与日本公式计算的结果相接近。因此，本规程采用了日本下水道协会JSWAS标准中的计算公式和弯矩系数。5.3 管道竖向变形计算5 .3 .1 PC-U管道的允许直径变形率，国内外一般都控制在5%以内，因此本规程也规定5%。考虑到国内各类型管材产品性能不一，有的管材弹性变形极限较小，如允许变形率都按5%控制，则会导致有些情况下安全系数过低，因此，当遇到这种情况时为安全计，依据试验确定管材的实际

22、弹性变形极限值，按式5.3.1-2来确定允许变形率更为适宜。5.3.2 柔性管在组合荷载作用下，管子竖向变形量的计算有好几种方法。目前多使用修正的Spangler公式：D. _ n K W0户y- LIL EI+0.061Er3 式中：民为管侧回填土的变形模量。近些年来一些国家又考虑了掏槽壁原状土变形模量的影响，将上式中的E.改为管侧土的综合变形模量Ed,Ed与沟槽壁原状土和向槽回填土的变形模量及沟槽宽度与管直径的比值等因素有关。为使计算考虑的影响因素更趋合理，我国对柔性管的计算多64 已采用修改后的新公式，因此，本规程与同类规程一致也采用了新的公式。公式中的变形滞后系数可依掏槽管道胸腔部位回

23、填土的压实度取值，压实度大可取大值，压实度小取小值。5.3.3 管侧土的综合变形模量应根据管倒回填土的土质、压实度和掏槽壁原状土的土质综合评价确定。土质类别应经地质勘探判定，土的变形模量应由试验实测或参照经验值确定。在具体设计时，由于一般的排水管道工程除特殊情况外，通常都不傲地质钻探，因此难以掌握沟槽原状土的土质和变形模量，管侧土的综合变形模量也不好确定。按我国目前PVC-U排水管的使用情况，管径多在公称直径DN500mm以下，管顶覆土卜5以内。若按管两侧回填土的变形量为5田7MPa考虑，取综合修正系数i;= 1算得的管径竖向的直径变形率，与沟槽原状土变形模量为714MPa时，算得的管径竖向的

24、直径变形率相差只在0.5%以内，影响不大原状土的变形模量越大，管径的变形率越小，因此，在一般土质条件下，当无实测地质资料时可取综合修正系数i;= 1。若管径大于公称直径DN500mm，且果用的管材刚度较小又深埋在软土地层中，则应视具体情况取得地质资料，详细计算。5.3.4双璧披蚊管、环形肋管、螺旋肋管等管壁异型载面的管材，直径变形率计算难以准确，为使管材能更安全、经济的使用，对规模较大的重要工程，用国内外通常采用的砂箱模拟试验，以实测的管顶荷载与管材坚向直径变形率的关系曲线作为设计依据，可更为符合实际。5.4 管道的抗浮稳定计算5 .4.1、5.4.2采用了国内通常采用的近似计算公式。 65

25、6 管道敷设6.1 一般规定6.1. I 本条为排水管道工程的通常规定。管顶覆土厚度不宜末小。在草行道下当管顶覆土厚度为0.7m时，管顶0.4m填土范围已进入道路的结构层，来用机械压实会对管道造成较大变形。因此，在一般情况下，在车行道下，管顶复土不宜小于0.9m。本条规定不得小于0.7m，是考虑到在某些道路管埋深小于0.9m复土。为此，当道路雨水集水井的过路条件不能做到0.9m时，应采用适当措施，减少管道变形。对于住宅小区等地面荷载较小且无车辆荷载的情况，当管材刚度较大时，管顶覆土可以酌喊，故本条未做严格规定。6.1.2 PVC-U管对接口的角变位有较大的适应能力。根据天津市市政工程研究院对天

26、撑生产的双壁披纹管的试验，在0.04MPa压力下，接口转角达7町驴时接口无挚漏，但各地管材采用的密封胶圃型式各异，密封效果有较大差异，因此接口的允许转角应由管材生产厂提供。为安全起见，并为管道敷设后由于不均匀沉降可能产生的接口变位留有余地，在生产厂未提供确切数据时，异型壁管管道在折线敷设时接口的角变位不得大于2。，平壁管不宜大于106.1.3、6.1.4、6.1.5、6.1.6、6.1.7为排水管道工程施工通常的做法。6.2掏槽6.2.1、6.2.2、6.2.3、6.2.4排水管道工程施工时为保证工程质量的常规作法。PVC-U管道雨季施工易产生漂管，须格外注意采取适当的措施。6.3基础 66

27、. 6.3.1 PVC-U管为柔性管，对应的管道基础亦应为土弧基础。国内外通常的作法都是采用砂石垫层基础，对土质良好的地区也有采用原土基础的，但管底高程、坡度及管底与土基的紧密结合难以保证。为便于控制管道高程，保证管底与基础的紧密结合，对一般土质仍应铺设一层砂垫层。对于槽底处于地下水位以下的软土地基，为减少管道的不均匀沉降，宜用大粒径的砂砾或碎石加固。在地质条件极差的软土地区、，管道基础应依地质条件进行专门的设计。6.3.2 表6.3.2的规定，是参照日本下水道协会标准的规定并结合我国的情况修改确定的。在一般情况下，基础支承角多采用90.：或120吧。支承角2180时，弯矩系数可仍采用180.

28、:时的弯矩系数。6.3.3、6.3.4是排水管道工程施工时为保证质量行之高效的做法。6.4 管道安装本节各条都是根据PVC-U管道施工的特点制定的。条文的内容参考了国内外PVC-U管道施工的有关规定，并经施工验证是适宜可行的，故应严格遵守，且不得混同于混凝土及其它管道的安装。6.5 管道修补本节的规定，是根据天津市管道工程安装实践中对管壁局部损坏的处理经验制订的，经修补后可以保证管道的使用功能。由于硬聚氯乙烯塑料可以用粘接剂帖接，因此，管壁上出现的小洞或裂缝可以在其外部用粘贴同样材料的方法来修补。考虑到现场修补的操作条件较差，尤其当损坏都位在管底附近时操作更为困难，因此在进行修补前，施工单位应

29、取得使用、设计等单位的同意。在修补时，必须严格按本节的规定操作。. 67 7 管道与检查井连接7 .0.1 检查井为管道工程的附属构筑物，应根据设计图纸施工。检查井设计时，应考虑构筑物与接入管道连接处可能出现因不均匀沉降而造成的掰裂或剪裂，以及连接处封闭不严而捧漏。为此，检查井与管道连接宜采用柔性填料密封的柔性接头。7 .0.2、7.0.3、7.0.4所提供的两种柔性连接构造是根据天津市市政工程研究院多年的试验研究总结规定的。其特点是能适应一定的角变位，且施工简便易行，接口的抗渗漏也比较可靠。塑料检查井国内正在研制，尚无成熟经验，因此塑料检查井与塑料管道的连接，本规程未作规定。7 .0 .5

30、规定的检查井底板基础与管道基础的连接方式，是针对软土地基上管道与检查井可能产生较大的不均匀沉降。采用短管连接，可以把检查井与管道间的不均匀沉降平缓过渡，天津市在混凝土排水管道施工中亦采用过此种方法，是行之有效的。 68 8 回填8.1 掏槽回填的技术要求在给水排管道工程施工及验收规范GB50268-97中巳有相应规定，通用部分可参照诙规范执行。8.2凹C-U排水管道是柔性管道。按柔性管的理论，可按管土共同作用进行设计。沟槽回填的质量和密实度对管道的受力状态和变形影响极大，因此必须严格控制。8.2.1条中规定的回填材料是从四填材料旁实后的变形模量考虑，变形模量越大，管子的侧向抗力越大，承载能力也

31、越高。据美国PVC管设计施工手册和上海市政工程研究院的试验，回填材料采用碎石位料时变形模量最大，其次为砂和素土。考虑排水管道多采用异形壁臂，管壁厚度较薄，用碎石位料回填易受损伤，因此规定采用砂、碎石屑或良质土。8.2.2条规定管基支承角2范围内必须用中砂或租砂填充密实因为在支承角2范围内回填必须保证与管底紧密接触。除中、粗砂外，其他材料都难以达到要求。 69 9 管道密闭性检验PVC-U管道的密闭性撞撞，目前仍采用闭水撞撞或捧水检验。美国PVC管设计施工手册中提出最好采用闭气检验方法，但未实施。闭水幢幢的允许漏水标准为每Imm管内径每lkm长度管道24h的挚水量为4.矶。撞撞时管顶以上的水头未做明确规定。我国目前还没有PVC-U排水管道的允许漏水量标准和试验研究资料，故参照美国PVC管设计施工手册中的规定，检验时管顶以上的水头则按我国排水管道闭水检验的规定采用2mo 70 10 管材的运输及贮存本章的规定是根据PVC-U管的特性，为保证管材、配件的质量不受损害而制定的。 71 11 管道工程的峻工验收本章的规定为管道工程验收须遵循的程序。基本上是参照给水排水管道工程施工及验收规施GB50268-97及市政排水管渠工程质量检验评定标准3-90制定的。 72