吉林工程建设地方标准DB22.docx

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吉林工程建设地方标准DB22

吉林省工程建设地方标准DB22

DB22/JTXXX－2018

纤维增强聚乙烯给水管道工程技术标准

Technicalstandardforfiberreinforcedpolyethylenewatersupplypipelineengineering

2018-XX-XX发布2018-00-00实施

吉林省住房和城乡建设厅联合发布

吉林省质量技术监督局

吉林省工程建设地方标准

纤维增强聚乙烯给水管道工程技术标准

Technicalstandardforfiberreinforcedpolyethylenewatersupplypipelineengineering

DB22/JTXXX－2018

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

施行日期：

2018年XX月XX日

吉林人民出版社

2018·长春

前言

根据吉林省住房和城乡建设厅《关于下达<2016年全省工程建设地方标准及标准设计制定（修订）计划

（一）>的通知》的要求，标准编制组通过广泛调查研究，参考国内外的有关标准，总结纤维增强聚乙烯给水管道工程的实践经验，并经广泛征求意见，制定本标准。

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试验；7验收。

本标准由吉林省工程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，请各单位在执行本标准过程中，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工程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:

jljsbz@），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

吉林省荣亿工程管道有限公司

本标准主要起草人员：

高菲孙健孙炜宁孙宏亮付鹏

赵明月王子宣张岩李明怡李明聪

蒋丰亮周强田建宁申剑波

本标准主要审查人员：

胡晶国陶乐然林英姿王晓阳翟亚涛

目次

1总则

1.0.1为统一纤维增强聚乙烯给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℃，管径不大于dn1000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工程设计、施工及验收。

1.0.3纤维增强聚乙烯给水管道工程的设计、施工及验收，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1纤维增强聚乙烯给水管道fiberreinforcedpolyethylenewatersupplypipeline

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的管道的总称。

其中，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管道的环刚度，在外保护层外熔接增刚肋，增刚肋包覆聚乙烯保护层。

2.1.2增刚肋stiffeningrib

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burstpressure

爆破试验时达到破裂的最大压力，单位为MPa。

2.1.4环刚度（环向弯曲刚度）ringstiffness

管道抵抗环向变形的能力，单位kN/m2。

2.1.5管侧土的综合变形模量soilmodulus

管侧回填土和沟槽两侧原状土共同抵抗变形能力的量度，单位MPa。

2.1.6管道连接pipelineconnection

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。

图2.1.7承插式密封圈连接

2.1.7土弧基础shappedsubgrade

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。

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

在沟槽底原状地基或经处理回填密实的地基上，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beddingangle

与回填密实的砂砾料紧密接触的管下腋角圆弧相对应的管截面中心角，用2α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；

ρp——管材质量密度；

υp——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；

Wd,max——管道在组合作用下的最大竖向变形量；

——管壁环向弯曲拉（压）应力；

ε——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；

di——管道内径；

dj——相邻两个轮压间的净距；

D1——管道外径；

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。

2.2.4计算参数和系数

Df——形状系数，与管道环刚度和回填密实度有关；

DL——变形滞后效应系数；

Kd——管道变形系数，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；

γG——永久荷载分项系数；

γQ——可变荷载分项系数；

γ0——管道重要性系数；

γs——回填土的重力密度；

μd——车辆荷载动力系数；

ψq——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——水力坡度；

Q——流量；

Qs——允许渗水量；

R——水力半径；

n——管壁粗糙系数；

υ——流速。

2.2.6缩略语

PE聚乙烯

MFR熔体质量流动

3材料

3.1一般规定

3.1.1纤维增强聚乙烯给水管道，应有生产厂家质检部门的产品合格证，具备相应资质的实验室出具的检测报告，并具备主管部门的认证文件。

3.1.2纤维增强聚乙烯给水管材料应符合国家现行标准《给水用聚乙烯（PE）管道系统第1部分：

总则》GB/T13663.1、《给水用聚乙烯（PE）管道系统第2部分：

管材》GB/T13663.2、《给水用聚乙烯（PE）管道系统第3部分：

管件》GB/T13663.3、《给水用聚乙烯（PE）管道系统第5部分：

系统适用性》GB/T13663.5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国家现行标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219中的相关规定。

3.1.3管道系统中与管材连接的管件和配件应由管材生产企业配套供应。

3.2管材

3.2.1管材组成

纤维增强聚乙烯给水管道是由高密度聚乙烯（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，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。

结构见图3.2.1。

图3.2.1纤维增强聚乙烯给水管结构图

3.2.2高密度聚乙烯原料应符合下列规定：

1原料

内衬层和外保护层采用PE100高密度聚乙烯混配料，性能应符合国家现行标准《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663的要求；内衬层可以采用本色料或其他符合表3.2.1要求的染色料，外保护层宜采用含碳黑的黑色混配料；聚乙烯混配料的性能应符合表3.2.2要求。

表3.2.2聚乙烯混配料的性能

序号

项目

要求

1

碳黑含量注1，质量（%）

2.5±0.5

2

碳黑分散注1

≤等级3

3

颜色分散注2

≤等级3

4

氧化诱导时间（200℃），（min）

≥20

5

熔体质量流动速率MFR（5kg.190℃）

与原料标称值的偏差不应超过±25%

6

灰分

≤0.1%

注：

1仅适用于黑色管材；

2仅适用于其他颜色管材。

2回用料

按本标准生产管材时产生的洁净回用料，在能生产出符合本标准要求的管材时，可掺入新料中回用，添加量不大于10%，不允许掺入外来的回用料和填充料。

3.2.3纤维增强带应符合下列规定：

纤维增强带由连续纤维处理后用聚乙烯流延成型。

其表面应平整、表面光滑无缺陷、无气孔等对使用有害的缺陷。

纤维增强带的力学性能、尺寸（宽、厚）及允许偏差见表3.2.3。

表3.2.3纤维增强带力学性能、尺寸及允许偏差

项目

指标

允许偏差

宽度（mm）

50

±1.0

厚度（mm）

0.3

±0.03

抗拉强度（MPa）

＞600

抗拉延伸率（%）

＜5

纤维含量（%）

＞60

3.3配件

3.3.1弹性密封橡胶圈应符合下列规定：

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：

1弹性密封橡胶圈的外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷；

2弹性密封橡胶圈应采用氯丁橡胶或其它耐酸、碱、污水腐蚀性能的合成橡胶，其性能应符合现行行业标准《橡胶密封件给排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》HG/T3091的规定；橡胶密封圈的邵氏硬度宜采用50±5；伸长率应大于400%；拉断强度应不小于16MPa；

3Ｏ形弹性密封胶圈的规格尺寸应符合表3.3.1的要求。

表3.3.1Ｏ形弹性密封橡胶圈线径

序号

管材内径

公称压力PN（MPa）

dn

0.6

0.8

1.0

1.25

1.6

（mm）

胶圈线径（mm）

1

400

13

13

13

13

13

2

500

15

15

15

15

15

3

600

4

700

5

800

18

18

18

18

18

6

900

7

1000

20

20

20

20

20

3.3.2转换接头等金属连接件应符合下列规定：

连接所用的金属材料，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。

4设计

4.1一般规定

4.1.1纤维增强聚乙烯给水管道工程设计应符合国家现行标准《室外给水设计规范》GB50013、《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332和《埋地塑料给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。

4.1.2纤维增强聚乙烯给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城镇永久性给水管道结构设计使用年限不得低于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应规定确定。

4.1.4纤维增强聚乙烯给水管道结构设计时，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密实度等。

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30º。

4.1.8纤维增强聚乙烯给水管道的线膨胀系数可采用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国家现行标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的各项规定。

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。

4.2.2管道与建筑、构筑物和其他管线之间最小净间距宜符合以下规定：

1与建筑物间距宜为3.0m；

2与雨污水管间距宜为1.5m；

3与燃气管间距，中低压管为1.0m，高压管为1.5m；

4与电力电缆、电信电缆、通信照明电缆间距为1.0m；

5与乔木、灌木间距为1.5m；

6与高压铁塔基础间距为3.0m；

7与道路侧石边缘间距为1.5m；

8与铁路坡脚间距为5.0m。

当上述间距难以保证时，应采取必要的安全保护技术措施。

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《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268有关条款采取相应技术措施。

4.2.5管道穿越高等级路面、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道连接时，连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。

4.3水力计算

4.3.1管道总水头损失hw应按下式计算：

hw=hf+hj（4.3.1）

式中：

hf——管道沿程水头损失（m）；

hj——管道局部水头损失（m）。

4.3.2管道沿程水头损失hf应按下式计算：

（4.3.2-1）

（4.3.2-2）

（4.3.2-3）

（4.3.2-4）

式中：

λ——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（mm），一般取0.010～0.015；

Re——雷诺数；

v——管段平均流速（m/s）；

T——水温（℃）

——水的运动黏滞度（cm2/s）。

4.3.3局部水头损失hj应按式下式计算：

（4.3.3）

式中：

ζ——局部水头损失系数。

4.4结构设计

4.4.1纤维增强聚乙烯给水管道所受作用的分类和作用代表值，均应按国家现行标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332的规定采用。

4.4.2管道上的永久作用为管顶覆土压力，其管顶单位面积上的覆土压力标准值，可按下列公式计算：

（4.4.2）

式中：

———单位面积上管顶竖向土压力标准值（kN/m2）

———回填土的重力密度，一般情况下可取18kN/m3；当地下水高于管顶时，地下水位以下土的重力密度，计算管道环截面变形时可取10kN/m3，强度计算时可取20kN/m3；

———管顶覆土深度（m）。

4.4.3管道上的可变作用应包括作用在管道上的地面车辆荷载或堆积荷载。

车辆荷载与堆积荷载不应同时考虑，而应选用荷载效应较大者。

车辆荷载等级应按实际行车情况采用。

4.4.4作用在管道上的地面车辆荷载标准值，可按下列公式计算，其准永久值系数可取

=0.5：

1单个轮压传递到管顶处的竖向压力可按下式计算：

（4.4.4-1）

（a）顺轮胎着地宽度方向的压力分布（b）顺轮胎着地长度方向的压力分布

图4.4.4-1地面车辆单个轮胎的传递分布

2两个以上单排轮压综合影响传递到管顶处的竖向压力可按下式计算：

（4.4.4-2）

（a）顺轮胎着地宽度方向的压力分布（b）顺轮胎着地长度方向的压力分布

图4.4.4-2地面车辆两个以上单排轮压综合影响的传递分布

式中：

——地面车辆荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值（kN/m2）；

——车辆荷载的动力系数，可按表4.2.4选用；当车辆荷载采用“城-A”、“城-B”级时，可取

=1.0；

——车辆的单个轮压标准值（kN）；

——单个车轮着地长度（m）；

——单个车轮着地宽度（m）；

——轮压数量；

——相邻两个轮压间的净距（m）。

表4.4.4动力系数

覆土厚度（m）

≤0.25

0.30

0.40

0.50

0.60

≥0.70

动力系数

1.30

1.25

1.20

1.15

1.05

1.00

4.4.5地面堆积荷截标准值

可按10kN/m2计算；其准永久值系数可取

=0.5。

4.4.6管道环截面变形验算的荷载组合应按准永久组合计算。

4.4.7纤维增强聚乙烯给水管道在外压作用下，其竖向直径的变形量可按下式计算：

（4.4.7）

式中：

——管道在组合作用下最大竖向变形量（mm）；

——管道变形系数，应根据管道的敷设基础计算中心角按表4.4.7选用；

——管顶单位面积上的竖向土压力标准值（kN/m2），按（4.4.2）式计算；

——地面车辆荷载或地面堆积荷载传至管顶单位面积上的竖向压力标准值（kN/m2）,应按本标准第4.4.3条～4.4.5条确定；

——变形滞后效应系数，可根据管道胸腔回填密实度取1.20～1.50；

——可变荷载的准永久值系数，可取0.5；

——管环刚度（kN/m2）；

——管侧土的综合变形模量（kN/m2），应由试验确定，如无试验资料时，可按本标准附录A采用。

——管道外径（mm）。

表4.4.7管道变形系数

敷设基础

计算中心角

20º

45º

60º

90º

120º

150º

变形系数

0.109

0.105

0.102

0.096

0.089

0.083

4.4.8纤维增强聚乙烯给水管道在外压荷载作用下，其竖向直径的变形率不应大于管道直径允许变形率5%。

管道竖向直径变形率可按下列公式计算：

（4.4.8）

式中：

——管道竖向直径变形率；

——管道内径（mm）。

4.4.9管道环截面强度计算应按下式进行：

（4.4.9）式中：

——管道环向应力；

——管顶单位面积的土柱压力；

——管道直径；

——单位管长的管壁面积；

——管壁材料的极限强度，当

＜294时，

；

——管壁材料的屈服强度；

——管壁波纹的回转半径，可近似地取波纹高度的一半；

——安全系数。

4.4.10管道环截面压屈失稳计算时，应根据各项作用的不利组合，计算管壁截面的环向稳定性。

计算时各项作用均取标准值，并应满足环向稳定性抗力系数不低于2.0的要求。

4.4.11纤维增强聚乙烯给水管到在外压力作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求：

≥

（4.4.11）

式中：

——管壁失稳的临界压力标准值（kN/m2）；

——管顶在各项作用下的竖向压力标准值（kN/m2）；

——管道的环向稳定性抗力系数，

≥2.0。

4.4.12管顶竖向作用不利组合标准值可按下列公式计算：

（4.4.12）

式中

、

同公式4.4.3。

4.4.13管壁失稳的临界压力标准值可按下列公式计算：

（4.4.13）

式中

、

同公式4.4.7。

4.4.14对埋设在地表水或地下水以下的管道，应根据设计条件计算管道结构的抗浮稳定，计算时各项作用均应取标准值。

4.4.15纤维增强聚乙烯给水管道的抗浮稳定性计算应符合下列要求:

≥

（4.4.15）

式中：

——各项抗浮永久作用标准值之和（kN）；

——浮托力标准值（kN）；

——管道的抗浮稳定性抗力系数，应取1.10。

5施工

5.1一般规定

5.1.1纤维增强聚乙烯给水管道系统工程施工应符合国家现行标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268及《埋地塑料给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。

5.1.2从事给排水管道工程的施工单位应具备相应的施工资质，施工人员应具备相应的资格。

给排水管道工程施工和质量管理应具有相应的施工技术标准。

5.1.3施工单位应建立、健全施工技术、质量、安全生产等管理体系，制订各项施工管理规定，并贯彻执行。

5.1.4施工单位应按照合同文件、设计文件和有关规范、标准要求，根据建设单位提供的施工界域内地下管线等构（建）筑物资料、工程水文地质资料，组织有关施工技术管理人员深入沿线调查，掌握现场实际情况，做好施工准备工作。

5.1.5施工单位应熟悉和审查施工图纸，掌握设计意图与要求实行自审、会审（交底）和签证制度；发现施工图有疑问、差错时，应及时提出意见和建议；如需变更设计，应按照相应程序报审，经相关单位签证认定后实施。

5.1.6施工单位在开工前应编制施工组织设计，对关键的分项、分部工程应分别编制专项施工方案。

施工组织设计、专项施工方案必须按规定程序审批后执行，有变更时要办理变更审批。

5.1.7施工临时设施应根据工程特点合理设置，并有总体布置方案。

对不宜间断施工的项目，应有备用动力和设备。

5.1.8施工测量应实行施工单位复核制、监理单位复测制，填写相关记录，并符合下列规定：

1施工前，建设单位应组织有关单位进行现场交桩，施工单位对所交桩进行复核测量；原测桩有遗失或变位时，应及时补钉桩校正，并应经相应的技术质量管理部门和人员认定；

2临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测、不易被扰动且必须牢固，并应采取保护措施；开槽铺设管道的沿线临时水准点，每200m不宜少于1个；

3临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩，必须经过复核方可使用，并应经常校核；

4不开槽施工管道，沉管、桥管等工程的临时水准点、管道轴线控制桩，应根据施工方案进行设置，并及时校核；

5对既有管道、构（建）筑物与拟建工程衔接的平面位置和高程，开工前必须校测。

5.1.9施工测量的允许偏差，应符合表5.1.9的规定，并应满足国家现行标准《工程测量规范》GB50026和《城市测量规范》CJJ8的有关规定；对有特定要求的管道还应遵守其特殊规定。

表5.1.9施工测量的允许偏差

项目

允许偏差

水准测量高程闭合差

平地