1、中国工程建设标准化协会标准给水钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管道王程技术规程CECS 181 : 2005 条文说明目次1总贝。（2 9 ) 2术语3材料3. 1 一般规定 3. 2管材、管件门幻4 设计要求5 管道施工 5. 3 室外埋地管道敷设5.4 室内管道支、吊架安装6 管道系统现场水压试验川 27 1总则1. 0. 1 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管是在近几年由国内科研单位和生产厂研制开发的一种可用于给水压力管道和埋地中低压燃气管道的新型管材。其特点是，在高密度聚乙烯HDPE）塑料管管壁中心部位埋入一个用钢材制造的带网状的圆筒，这是一种芯层用钢材增强的热塑性塑料结构壁复合管，因而在很
2、大程度上提高了管道在内、外压作用下的承载能力和安全度。1 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管是在专用的自动化生产线上，用高密度聚乙烯（HDPE）塑料制成芯管采用高强度钢丝（抗拉强度注l770MPa）按与管轴线成54。42角连续双向缠绕（左旋右旋）成网状圆筒，再采用专用热熔胶、高密度聚乙烯（HDPE）塑料，通过挤出成型方法复合成一体的管壁结构。2 目前，钢骨架聚乙烯复合管件，是在簿钢板均匀冲孔后卷焊成各种形式的管件钢骨架，然后采用注塑成型工艺制成。广东东方管业有限公司研制开发的采用高强度钢丝连续缠绕成型的钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管材，已在国内许多建筑给水和埋地给水管道工程中运用，效果良好。为了
3、在给水管道工程中推广应用钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管，做到在设计、施工中确保工程质量，制定了本规程。所以本规程是针对钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的专门的工程应用标准。1. 0. 3、1.0. 4 这两条规定了本规程针对的管材产品品种。目前国内有三种形式的钢骨架塑料复合管，且各有相应的行业标准，但这三种管材的规格、品种和管壁壁厚均不统一（有内径系列和外径系列两种规格）。为此，本规程1.0. 4条规定管道工程的全部管材必须采用由专业生产厂配套供应的同一种管材。这是为了保证管材、管件、连接件等管配件的质量和配合精度。一家专业生产厂制造的管材、管件的质量和精度应是一致的。 30 2术语本章的条目均
4、是本规程采用的专用术语。其中，2.o. 1、2.0.2条为本规程针对的管材、管件的名称；2.o. 3 2.0. 6条为关于管道连接的专用术语；2.0.7 2.0. 10条为给水压力管道工程设计必须明确的几个力学概念。 31 3材料3. 1一般规定3. 1.4 本条对钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的强度试验要求，是根据行业标准钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管CJ/T189-2004的规定：对钢骨架聚乙烯复合管件的强度试验要求，是根据行业标准给水用钢骨架聚乙烯塑料复合管件CJ/T124-2000 的规定。国内研制开发的钢丝网骨架塑料复合管在内压作用下的承载能力，亦即管材的公称压力（PN）都是根据管材
5、的内压试验确定的。在三种钢骨架塑料复合管的产品标准中都要求对管材的短期静压强度和爆破压力进行试验，所以生产厂提供管材和管件产品时必须同时提供相应管材的压力试验测试报告。3.2 管材、管件3.2. 1 本条中管材的管径、壁厚和公称压力（表3.2. 1），是根据行业标准钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管CJ/T189-2004表3表6中的管材规格汇总列出的，以便于在设计、施工中应用。钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的最小公称外径dn为llOmm,内径为90mm，这种管径的管道，只在大型建筑的输水干管上才可能采用。所以，本规程列出的管材也是在埋地给水压力管道工程中可广泛应用的一种新型管材。3.2. 2 直
6、管的最小允许弯曲半径是由生产厂根据试验结果提供的数据。塑料直管可用于弯曲敷管，这是一个特点。3.2.3 承插口连接必须规定承口的内径和插口的外径尺寸和相应的公差。表3.2. 3是根据工程实践经验制定的。4设计要求4.0. 1、4.0.3管道水力计算应按相应的给水排水标准和消防标准的规定进行。现行国家标准建筑给水排水设计规范GB50015中，对给水管道的沿程水头损失规定按海澄威廉公式计算，并规定了各种塑料管的海渣威廉系数ch=140。对埋地给水压力管道，目前室外给水设计规范GBJ13 0997年版）正在修订，在行业标准埋地聚乙烯给水管道工程技术规范CJJ101-2004中管道浩程水头损失规定采用
7、柯尔勃洛克怀特公式，并规定管道当量粗糙系数n取0.0100.0150本规程根据国外提供的相应资料，将n定为0.01。上述两种计算给水压力管道沿程水头损失的公式，是国内外常用的公式，本规程不再重复列出。其相应的系数是参照国内外对聚乙烯塑料管的有关资料确定的。4.0.4、4.0.5条文中的规定是按国家标准给水排水工程管道结构设计规范GB50332-2002制定的。给水管道的内压作用应按设计内水压力Fwd计算。采用Fw内水工作压力）+o. 5MPa作为管道的设计内水压力Fwd，是根据管道安装后强度试验的要求和运行中经常出现的水锤残余压力增加值等因素确定的（上述内水工作压力Fw和设计内水压力Fwd均为
8、相应压力的标准值）。因此，在选用管材、接头件和管件时，都应以设计内水压力来选用相应管材的公称压力PNo(4.0.4）式是国家标准给水排水工程管道结构设计规范GB50332 2002表3.3.4对钢管设计内压的规定，该表中对PE管规定设计内压Fwd采用（1. 4 1. 5）凡。对钢塑复合管在GB50332 2002中没有具体规定。目前，钢丝网骨架聚乙烯复合管在内压作用下，钢丝网骨架和聚乙烯塑料两种材料的受力状态还 33 没有科学的测试数据。从材料力学原理分析，钢材的弹性模量为206 105MPa, HDPE80的弹性模量为700MPa，也就是前者为后者的300倍。对钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管
9、管壁，按钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管CJ/T189提供的钢丝直径和根数计算，普通管系列钢丝网骨架的钢材面积为塑料管管壁面积的1/4001/300；加强管系列钢丝网骨架的钢材面积为塑料管管壁面积的1/180l/150c注：CJ/T189中规定的管径系列，钢骨架用钢量与管壁厚的比例不是固定配。按上述管壁含钢量和钢、塑两种材料的弹性模量的比值来分析，普通管系列在内水压作用下钢骨架应支承50%以上的内压，而加强管系列钢骨架应支承60%以上的内压。为此，本规程的设计内水压力采用了GB50332 2002表3.3.4对钢管的规定。本规程表3.2. 1中，普通管和加强管系列（按管径大小）的公称压力为1.0
10、 3. 5MPao对一般采用0,5MPa工作压力的给水管道，采用普通系列管材都可满足应用要求注2对钢骨架聚乙烯塑料复合管CCJ/T123）和孔网钢带聚乙烯复合管CCJ/T181)由于管壁内钢骨架的钢材用量均比钢丝网骨架多，所以在内压作用下由钢骨架承担的内压可达到70%以上。埋地管道在土压力（外压）作用下，按土弧基础2为90。支承角进行强度计算时，在管壁顶点和底点内侧将产生最大的弯曲拉应力。由于钢骨架设置在管壁中心部位（在制造过程中会有一些偏差），按材料力学原理，管芯钢骨架不受力，管壁内侧产生的最大弯曲拉应力应由HDPE管壁承担。由于内压作用产生的管壁拉应力的50%以上由钢骨架承担，因而在很大程
11、度上提高了HDPE管壁在外压作用下对弯曲的承载力。目前，国内外对HDPE的弯曲抗拉强度，在相应的产品说明和技术标准中都没有提供具体的强度指标，但按HDPE塑料材质的一般规定，其弯曲抗拉强度应大于轴心抗拉强度。本规程4.o. 8条对埋地给水压力管道管顶覆土高度的规定，是根据钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管壁结构的支承能力制定的。4.0. 14 本条是对管道埋设后管道内外介质温度变化对管道纵向伸缩的处理。在管道设计时，根据管道输送介质在长期使用期间的温度变化，应有相应的规定和必要的措施。钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管中的钢材和HDPE的线膨胀系数相差16倍（钢材线膨胀系数为0.0000012；HD
12、PE为0.00002），因而在环境温度变化时，由于两种材料伸缩量不同，在管道轴向（纵向）将产生反向的纵向应力，例如升温时钢材产生拉力，HDPE产生压力；降温时钢材产生压力，HDPE产生拉力。对埋地给水管道，在回填土完成后，埋在季节性冻土层以下的管道，管外部土层的温度相对稳定，温差的影响不大。但埋地给水管道工程的使用寿命在50年以上，在管道长期使用过程中，水温有可能变化。本规程规定的管材连接接头（电熔连接和法兰连接）均属于刚性接头。管道埋设后，在管内水升温的情况下，管道纵向（轴向）受压对管道不会产生破坏作用，但当内水降温时，管道出现纵向受拉。目前，对钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管在敷设后的整体纵
13、向抗拉强度还没有相应的指标。为了避免敷设后因介质温度降低而出现管道纵向拉裂的可能性，首先要求在施工时将管道温度影响减小到最低程度（本规程第5.3. 4条对电熔连接的要求和第5.3. 7条对沟槽回填土的要求，都是为了在施工时使管道纵向温差降低而制定的），此外，在设计管道时还应根据温差情况，对在管道上是否需要设置温度补偿设施作出了相应的规定。4. 0.11、4.0.15 条中对管道设置固定嗷、止推嗷等作了规定，其设计计算方法和构造要求可参照协会标准埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程CECS17 : 2000的有关条文，本规程不再重复列出。给水压力管道在改变方向时产生轴（纵）向推力，其值与管道拐弯角
14、度有关，例如dn500mm管，当设计内压力为1.OMPa时，90。弯头处产生的轴向推力超过22t；而135。弯头的轴向推力小于12t。对采用刚性接头的钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管，在轴向可支承相应的拉力；管道上覆土对管道外壁产生的摩擦力亦可支承相应的管道轴向推力。但目前对管道和接头抵抗综合轴向拉力尚未制定相应的强度指标；而管道与土的摩擦力与土质、管道覆土高度和管道弯头两端长度有关，因此对管道纵向支承轴向推力的承载力很难精确计算。为此，在管道平面和竖向线路拐弯设计时，应避免采用90。弯头，而按本规程第4.o. 15条计算管道轴向推力并确定是否采用止推瞰等措施。 36 5管道施工对埋地管道的施工
15、测量、降水、开槽、沟槽支撑、边坡和管道的交叉处理等的要求，在国家标准给水排水管道工程施工及验收规起GB50268-97中均有详细规定。对埋地给水钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管，上述施工要求的通用部分均应按国家标准执行，本规程不再重复制定。本规程第5.1. 4、5.3. 1、5.3. 2、5.3. 3、5. 3.4条等，是按本规程所针对的管材的特点和施工经验制定的。5.3 室外埋地管道敷设5.3.5 第1款是根据目前施工PE塑料管管道的单位一般都不具备PE管电熔连接的专用设备和连接技术而规定的。电热熔连接的加热时间不宜过长，也不宜过短，加热时间与环境温度、电热熔连接机具、电热熔管件型式和材料性质
16、、性能等因素有关，一般应按厂家规定执行。当电热熔机具有温度自动补偿功能时，则加热时间不需调整；当电热熔机具无温度自动补偿功能时，加热时间应按环境温度不同予以调整。电热熔连接的技术要求，可参照采用表1的数据：表1电热熔连接技术要求公称外径dn承插口深度加热时间冷却时间(mm) (mm) (s) (mm) 110 注75450 60 140 二三85450 60 160 二96450 60 200 注108750 60 250 注115900 90 37 续襄1公称外径dn承插口深度加热时间冷却时间(mm) (mm) ( s) (min) 315 关1351000 90 400 二1551200
17、90 500 注1751400 90 5.3. 7 关于沟槽回填的规定，是根据钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管属于埋地柔性管的特性制定的。埋地柔性管道属于管与土共同工作的管道结构模型。沟槽回填时，管道土弧基础的基础层、管底土弧基础腋角部位的回填土和管道两侧的回填土必须达到符合规定要求的密实度（见图1）。回填土密实度是指回填土的最佳密实度（用%表示），与土质和含水量有密切关系。为了保证施工中达到要求的回填土密实度，按惯例对回填土的土质亦作了相应的规定，图中2为管道上弧基础的支承角。考虑到钢骨架塑料复合管目前的最大管径为dn500mm，属于小管径范畴，这种铜塑结构壁管的环刚度比同直径的聚乙烯平壁管要
18、大得多，故其管底腋角和管两侧的回填土密实度不应低于93%。 38 859串句90）串原状土层或经处理的回填密实层图I沟槽各部位回填土要求5.4 室内管道支、吊架安装室内管道支、吊架是建筑给水管道系统的组成部分，吊架不但要支承管道重量，还要承受管道试压和使用期内工作状态下因水压租温度变化产生的轴向力。因此，支、吊架的位置、间距和类型必须符合设计要求，并按系统设计图和配管安装详图严格执行。本规程对支、吊架的规定，是按刚性连接的钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的具体条件制定的，应按第5.4. 2条的规定安装牢固。 39 6 管道系统现场水压试验6.0.2 本条规定现场严密性和强度试验的试验压力F，采用
19、设计内水压力Fwd，与现行国家标准给水排水管道工程施工及验收规范GB50268中规定的钢管现场试验压力相同，也与本规程第4.0.4条的规定一致。严密性试验规定的允许渗水量Q与协会标准埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程CECS17对PVC-U给水管道规定的标准相同，即每25mm管径允许漏水量为lOL/dkm。这个标准比GB50268中规定的钢管严密性试验允许渗水量高8倍左右。也就是采用钢丝网聚乙烯复合管的埋地给水管道，其允许渗水量要比钢管要低得多。关于埋地给水管道现场压力试验的安装、设施和要求等，可参照CECS17中有关条文及其说明执行。对管径小和长度较短的大管径管道，为了简化试验装置可采用压力
20、降方法。对室内给水管道，在相应标准中规定钢管的现场试验压力F，采用1.5倍工作压力凡。本规程采用与埋地管道相同的试验压力，在工作压力小于1.OMPa时，其标准均高于室内钢管道的规定。由于钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管产品标准的规格均大于1.OMPa，所以采用本规程的规定不影响管材产品的市场供应，相应地也提高了室内管道允许渗水量的标准，体现了这种管材的优点。6.0.6 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管（目前只有dlOO500mm8种）在室内管道系统上与其他不同材质的小管径管材组合成给水管道系统，以及在埋地管道上与不同材质的各种管径组成给水管道系统时，如需要对两种不同材质管道组成的给水管道系统进行水压试验，应对采用的现场试验压力作出相应的规定，以便施 40 工、验收时执行。对试验和验收方面的具体要求，如试验记录、验收记录表格和填表要求等，可参照相应标准的规定执行，本规程不再重复列出。 41 需本标准时按如F地址索购；地址：北京自JJl王建设部中国工程建设际准化协会邮政编码：100835电话：（010 )88375610 不得私自翻印。统一书号：1580058 663 定价：10.00元
