内容发布更新时间 : 2024/11/15 23:54:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
4、水下聚乙烯管道系统。
聚乙烯管道的设计应考虑下列条件：
1、输送介质的性质；根据所输送介质选用相应聚乙烯管；例如：燃气管、PE给水管、PE排水管等
2、管道设计使用寿命；聚乙烯管道的设计寿命在给水和燃气系统中通常为50年； 3、管内运行压力；根据压力选用不同等级的聚乙烯管 4、设计流量；由设计流量、流速确定相应管径 5、聚乙烯管使用环境条件；考虑环境温度 6、管内使用介质温度范围； 7、外力荷载情况。 同时还应满足下列要求： 1、满足使用寿命的要求；
2、管内径的大小必须满足规定流量的要求； 3、管壁厚度应满足使用压力的要求；
4、满足静荷载和动荷载同时对管道的作用，管道的变形及抗浮力的作用；
5、根据环境温度和管内介质温度的保护范围、压力、流量和外力荷载等条件达到系统使用的预期寿命。
二、安装设计
聚乙烯管道系统的安装设计主要由地面敷设、埋地敷设、建筑室内敷设、水下敷设、非开挖施工敷射等形式。
（一）地面敷设设计中主要考虑的因素
地面敷设设计应遵循运行设计考虑的各种因素，同时还需要考虑以下因素 1、温度 2、耐化学性 3、紫外线辐射 4、可能的冲击载荷 地面敷设有两种形式： a:将管道直接放置于地面
b:架空（包括支架和悬吊）但必须进行防护处理。 （二）埋地敷设设计
埋地敷设设计应解决下列问题：①沟槽的开挖及回填的要求；②管道的连接形式和下管形式； ③管道的固定和支墩设计.
聚乙烯管埋地敷设应遵循柔性管理论。管材对支撑它的回填土材料、密实度、埋设深度、表面负载，以及管材的环刚度成函数关系。填埋层产生的支撑力的大小与其弹性模量成正比。管周围回填材料和质量对管子的变形和承载能力有重要影响。回填土的密实度越高、土的弹性模量越大，对管材的变形约束力也越大。能明显提高管子的承载能力。
第二节、管道系统压力的计算及水力设计 一、 系统中的公称压力（P） 公式：
不同等级材料设计应力的最大允许值
材料等级 设计应力的最大允许值 PE63 5 PE80 6.3 PE100 8
SDR标准尺寸比 : SDR=dn/e PE63聚乙烯给水管材标准尺寸比： SDR33 SDR26 SDR17.6 SDR 13.6 SDR11 PE80聚乙烯给水管材标准尺寸比：
SDR33 SDR21 SDR17 SDR 13.6 SDR11 PE100聚乙烯给水管材标准尺寸比：
SDR26 SDR21 SDR17 SDR 13.6 SDR11 燃气管常用的有SDR17.6 SDR11 在燃气管中：环向应力
MRS：最小要求强度（Mpa）
C：总体使用（设计）系数：保证管道满负荷运行时还有一定的安全度 命名 MRS/ Mpa PE80 8.0 PE100 10
公称压力（P）
不同种类燃气的设计系数 燃气种类 SDR17.6 SDR11 天然气 4 8
液压石油气（气态） 16
不含冷凝液的气态液化石油气 5.33 人工煤气 320
不含冷凝液的人工煤气 8 二、PE聚乙烯管水力设计 1、管线综合设计原则
（1）先保证靠重力输送的管线的布置，满足其坡度的要求、达到水流通畅。 （2）考虑施工的顺序，先施工的管线在里边，需保温的管线放在易施工的位置 （3）先布置管径大的管线，后考虑管径小的管线；
（4）分层布置时，由上而下按蒸汽、热水、给水、排水管线顺序排列；
（5）管沟有通行和不通行之分，不通行管沟，管线两侧布置，中间留有施工空间或当事故时，检修人员可以爬行进入管沟检查管线，可通行管沟，管线沿两侧布置，中间留有通道和施工空间。
2、给水管网的布置应满足以下要求：
1)按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分地发展余地，这部分设计主要考虑城市的近远期工业、人口的发展设计管线布置。
2）管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小； 3）管线布置在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 4）力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用； 3、管道纵向温度变形计算
聚乙烯管道的线膨胀系数比钢管要高5—6倍，因此，在管道敷设为明管或摩檫力较小的土壤中时必须考虑管道热胀冷缩的影响。
通常由温差引起的纵向变形量可按下式计算： ?L=aL*?T
其中：?L：由温差产生的纵向变形量，mm a：聚乙烯管材线膨胀系数mm/m ℃ L:管道长度 m
?T:管道使用中内外介质温度差℃ ?T =0.65?Ts+?Tg
式中：?Ts ：管道内最大变化温度差℃ ?Tg ：管道外环境温度的最大变化温度差℃ 二、 设计
1、给水管水力设计 Q=A*V=
v为平均流速，因为水在管道流动过程中，由于管壁对水的粘滞作用，以及水分子与水分子之间的引力和斥力，使水的流速从管壁到管中心依次增大，管壁的速度接近于零，管中心的速度最大，如图所示：
在设计管网时应注意，最大设计流速不应超过2.5----3m/s,在输送浑浊的原水时为了避免水中悬浮物质在水管内沉积，最低流速通常不得小于0.6 m/s
第三节、施工设计 一、非开挖施工敷设
1、当管线敷设不具备开挖条件时，常采用非开挖施工方法进行敷设，主要有两种方法 a: 用衬入聚乙烯管来修复和代替原有损坏的旧管 b.采用水平定向钻孔敷设聚乙烯管 1.用衬入聚乙烯管修复管道（牵引穿管）
经过30多年的实践经验证明，这是一种经济实用的方法。它可以形成一条新管线来代替旧管，同时把对地面的交通的影响及挖掘造成的损失减到最小。
衬管的设计要求
1）选择衬管的直径：一般聚乙烯衬管的外径比待修管内径小10％，基本可以保持原有管道的流量，对于直径大于630mm的管道可选比待修管内径小5％的衬管。
2）决定衬管的壁厚
3）分析流动能力，即水力计算
4）设计入口和出口 转换连接和分户连接处理 5）准备施工文件
2.水平定向钻孔敷设聚乙烯管道
水平定向钻孔的施工方法主要优点是施工速度快，且铺管方向准确，管径可以从DN300--DN1500，管线最大长度可达到1500m.
定向钻孔施工技术是在非开槽的情况下，用定向钻机导向仪引导钻头穿越土层，在泥浆护壁的作用下形成土孔。然后拖入一根或多根PE管，以达到非开挖敷设新管的目的。目前已广泛应用于跨城市道路、河流的管道施工新方法。
三、管道环刚度的选择
1、埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用
埋地铺设塑料管有两类，一类是内部有压力的，习惯称为‘压力管道’，如输送水或燃气的管道；一类是内部是没有压力（或很低压力）的，称为‘无压管道Non-pressure Pipe ’。
直径在500mm以下塑料埋地排水管，一般要选择环刚度8KN/M2只有在地质条件没有运输车辆负载的采用环刚度4 KN/M2 。直径在500—1200mm的塑料埋地排水管尽量选择环刚度8KN/M2，如果选择环刚度8KN/M2以下的要经过结构设计计算（变形验算、压屈失稳计算）。
四、土方工程
（一）、PE给水管的施工 1、沟槽断面形式
a 直槽 b梯形槽 c混合槽 d合槽 2、验槽
开挖管沟至设计管底标高，清槽后，要对沟底土质进行检查，复测坡度栓，然后在坡度桩上拉线。检查丈量线与沟底是否一致，不一致的地方应当休整。管底需夯实时，应在夯实后在测一次。最后请有关单位验槽。具体施工方法如下：
（1）沟底宽度应符合下列要求 单管铺设
沟槽底部宽度 a=D+0.3m 双管铺设
沟槽底部宽度 a=D1+D2+S+0.3m 铺设的一般规定
75＜D≦400 管道的工程外径 D+300mm 400〈D≦630 管道的工程外径 D+450mm 公式中： a——沟底宽度 D——管道工程外径
D1——第一根管子工程外径（m） D2——第二根管子工程外径（m） S——两管之间净距（聚乙烯燃气管为0.5m） 其它：
a、人工开挖：要求沟底平整，密实，无坚硬物，如果超挖必须夯实。
b、机械开挖，必须留有人工开挖的余量，不能用机械一次开挖到位，需留有200mm的余量。