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一、聚乙烯管道及其管件爆管事故分析

在此举两例分别在《建筑科学》和《世界华商经济年鉴-城乡建设》期刊上报道的事故案例。

案例一：在广东省东莞市某住宅小区，小区室外给水管道采用聚乙烯管，管道主要沿道路边绿化带铺设，管径80mm以下采用热熔承插连接，80~150mm采用热熔对接。自2008年交付使用后，四年内共发生爆管事故132起，平均每个月发生两次以上事故。

案例二：广州南沙某住宅区在投入使用一年后，5个月内埋地聚乙烯给水管陆续出现18处漏水、爆管问题。PE管道DN100~250mm，其中15处为直管段对接接口或是管段转弯接口。

这两个案例中，爆管事故频繁发生，后经调查分析归纳了以下几点原因：

1、PE管生产厂家生产的PE管质量有问题，并没有采用HDPE原料进行生产，导致管材的档次较低；有的厂家则没有按要求生产，为节省成本，私自添加了回料，而回料中聚乙烯大分子链已经有一部分断裂，这会引起PE管过早的老化；管材在运输或施工过程中有的被刮伤或是被损坏，没有及时发现或是更换，而是继续用于铺设。

2、在施工过程中，管道连接工艺不按规范要求操作。在管道连接完成后，试压环节弄虚作假，没有达到规定管道试验压力标准。其实在管道连接施工方面，HDPE管道系统具有以下优点：

（1）连接可靠：聚乙烯管道系统之间采用电熔、热熔方式连接，接头的强度会高于管道本体强度。

（2）抗应力开裂性好：HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出。

（3）可挠性强：HDPE管道的柔性使得它容易弯曲，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，抗地面震动能力强。HDPE管具有的这些特性，对于有些工程可能出现轻度的不均匀沉降，设计选用了这种接口可靠、抗应力开裂性好、可挠性强的HDPE管材，是合理的。但案例中出问题的绝大多数恰恰是应该“强度高于管道本体”的接头部位。说明接口施工极可能是不合格的。

3、管道的填砂及回填土压实没有按规定操作。有的施工方甚至未做管道试压便一次回填到位，回填土质中有建筑垃圾、块石也未做处理；施工方为节省成本也未按要求分层夯实，管道上下也没有回填砂或是回填砂不够，这样就不能起到很好的保护管道的作用。尤其当管道接口施工不合格时，由于地面不均匀沉降，就很可能造成接口破裂，发生漏水或爆管事故。

二、PE管与金属管连接的事故分析及防范措施

2005年末，上海部分地区突遇寒潮来袭，地面温度下降至-5℃，十二天内突发的低温使某公司供水管网连续出现三次大口径管道爆管事故，漏水量较大。发生爆管事故的供水管道都是在2005年中旬竣工的新建工程（输水管道），PE管口径500~700mm，同时爆管部位均发生在非开挖定向转穿越工艺施工的聚乙烯管与直路球墨管相接处，为球墨配件脱落引起的，而且全部是PE管的纵向位移，管道接口脱离距离较大。

有关单位总结并且归纳了如下七点共同特点：1、处拉脱部位，为PE管道与球墨管道的接口连接；2、接口配件脱落部位（承插口）均为靠聚乙烯管道一边，表现PE管道的受冷后纵向回缩现象而产生的位移，偏移距离较大；3、聚乙烯管道使用的是非开挖定向钻进穿越工艺，均采用热熔对接连接，管道末梢安装法兰；4、实施管道和发生事故当天气温温差达到30~35℃；5、管道埋设深度1.1米（管顶到地面），该接口节点覆土未按《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》要求操作；6、管道接口为郊区农田或小河附近，土地经过开挖后土质现状较松，回填土也未按要求压实；7、定向钻进的施工企业和聚乙烯管材的生产厂家，都是通过审核认证的定点单位，产品质量和技术能力是合格的。

此公司在05年还有其他大量的非开挖定向钻进工程竣工，但所有在市政道路上施工的项目（需进行路面修复的）都没有出现纵向位移现象，或者可以严格的说是没有表现出漏水现象，而就是这三处在郊县田埂、河岸边的管道施工项目，施工单位未对接口处的回填土按要求操作，可能是导致问题产生的根本原因。

排除了钻进施工企业和PE管材生产厂家的问题后，通过对比分析了发生事故可能的几点原因如下：

1、PE管道纵向回缩集中发生于两种管材结合薄弱部；由于PE管道是热熔连接的，而与球墨管连接时靠法兰接口相接，所以对于PE管道部分来讲可以认为是一体的，那么PE法兰以后安装的球墨管段的部位就成了最薄弱点，而这个部位的接口连接方式在目前相关的施工规范中没有特别规定（即对防范PE管道的纵向回缩没有任何措施），所以金属管道与聚乙烯管道的接口连接的这个部位可能就是防止PE回缩造成损害的关键部位了。

2、施工时的光日照对PE管道影响较大，实际的位移长度略大于计算长度，在实际中表现得最为突出。这可能是6月中旬，已进入夏季，日照情况相对比较强烈，而PE管道在现场地面进行接口热熔过程中，受到太阳的直接暴晒，因为给水管PE管道为黑色，黑色容易大量的吸收热量，下管前管体表面温度远远超过实际气温，热膨胀程度更严重。这主要是施工过程中缺乏适当的措施，来避免日照对管道影响。

地区季节温差较大，是管道纵向回缩的主要原因。季节温差变化比较大，夏季和冬季的最高和最低温差变化可能要达到40℃以上，东部沿海城市，受季风影响，土壤冷热干湿四季分明；而土壤的土地温度变化是受到湿度（水分循环）和温度的影响，所以在上海地区潮湿的冬季温度下降应该是最大的，而夏、秋两季比较干燥，日照较多，土体温度下降不明显，可能类似于保暖筒，土壤温度变化不大。

3、接口部位砂基处理和回填土压实处理：按施工规范规定PE管道宜采用弧形人工砂基，其管底以下垫层部分的厚度不宜小于100mm。并且PE管道的回填土应压实。

1、PE管试压时，发现管道、部件有异常，必须卸压后再进行修正；

2、打泵试压时，应明确联络信号，统一指挥；打泵升压，管堵正前方严禁有人；

3、试压过程中，不得带压补焊或进行焊接作业；

4、试验压力超过0.4MPa时不得再紧固法兰螺栓；

5、试压完毕，其水的排放必须按施工方案规定进行排放，不得污染周边环境，并有专人值班；

6、高压管道试压时，应设专人警戒，严禁无关人员进入试压区；升压或减压应缓慢进。

PE管道的试压验收操作步骤及验收标准按照《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ101-2004）相关要求。为了水压试验一次通过，我们总结了以下七点经验：

1、为了尽可能排除待测试的PE管道内的空气，减少PE管内空气对试压结果的影响，应做到以下四点：

（1）进水口尽量设置在待试PE管道中最低点，排气口设置在待试PE管道中最高点。灌水时，同时打开进水阀门和排气阀门。当排气阀门有水流出时，缓慢关闭排气阀。排气阀全关后，关闭进水阀。（2）压力表应尽可能放置在该段管道的最低处。（3）以稳定的升压速度将压力提高到要求的压力值，切忌猛然快速升压。（4）PE管在试验压力下，缓慢打开排气阀，观察是否还有残余空气排出，若水是连续、不间断地喷出，则表明待试管道的气体已完全排净，则可关闭排气阀。

2、PE管道试压时，原则上不带阀门进行试验。但条件不允许须带阀门进行试验时，待试管道中的阀门的工作压力必须大于试验压力。进行水压试验前将待试管道中所有阀门全开，并将阀门的止水螺栓上紧。

3、待试管道末端必需用盲堵板封堵，严禁以阀门闸板充当盲堵板。

4、在进行水压试验前，管道应以一定的间隔覆土，尤其对于蛇行管道压力试验时，应将管道固定在原位。采用承插胶圈安装的PE管，三通、角弯部位及钢管部分的直管段必须采用硂支墩进行固定的。避免在水压试验过程中承插脱离。

5、在待试管道中，阀门、三通、法兰等部位应暴露以便于检查是否泄漏。

6、将管道压力提高至工作压力并保持，观察是否发生明显的压力降。然后沿线巡视，检查阀门、三通、法兰等部位有无肉眼可见的泄漏。

7、PE管有一定的膨胀度。为了保证管子充分膨胀，在确保待试管道中阀门、法兰接口等部位没有渗漏的前提下，在正式试验水压前，我们可以将管道压力提高，试验压力并保持3~4小时。这样做可以使PE管道充分膨胀，避免在试验过程中由于管道膨胀导致试验压力下降。