整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井

作者:浙江双林塑料机械有限公司 文章来源:PT《现代塑料》 发布时间:2014-05-08
整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井采用整体预制成型,且与管件采用热熔对接方式连接,不仅产品整体性好,具备较好的互换性和整体结构性,而且高度调节方便,施工作业面小,不存在密封不好和不均匀沉降问题......

相比传统的塑料检查井,整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井采用整体预制成型,且与管件采用热熔对接方式连接,不仅产品整体性好,具备较好的互换性和整体结构性,而且高度调节方便,施工作业面小,不存在密封不好和不均匀沉降问题,从根本上解决了现有检查井易渗漏、侵蚀等问题,是传统检查井的环保型替代产品。

检查井,俗称 “窑井”,它通过埋地与城市地下管网相连接 ,是管网的汇合枢纽,便于定期检查、清洁和疏通管道。凡是安埋有给水、排水、电信、电力、燃气、供热、消防和环卫等公用管网设施的地方,都会安装检查井。

传统的检查井主要有砖砌和钢筋混凝土构筑等方式(如图1所示)。砖砌井是我国长期沿用的井室修建方式,它主要由红砖和水泥修建而成,具有结构简单、成本低的优点。但砖砌井同时也存在诸多问题:由于主要由粘土烧制而成,砖砌井容易出现缝隙间砂浆不实的现象,一般井体建成后一两年就容易出现沉降、塌陷等现象,导致路面不平,而且维修作业面大、施工周期长且综合维护成本高;对于污水井而言,由于砖砌井渗漏严重,会再次污染地下水资源,而且普遍使用红砖还会造成表土资源的大量消耗,不符合“节约型、环保型” 社会的要求。

图1 两种主要的检查井类型

钢筋混凝土检查井是十几年前从我国北方发展起来的,具有整体稳固性好、强度高等特点,而且其闭水性也有所改善,可用于取代砖砌井。但是,钢筋混凝土检查井也存在重量过重、支管开孔困难和安装麻烦等缺点。另外,由于与埋地塑料管连接仍存在密封不好和不均匀沉降等现象,钢筋混凝土检查井并没有从根本上解决现有检查井易渗漏、侵蚀等问题。

排水检查井是非常重要的节水和环保设施,所有的雨水和污水均需先在检查井中汇流后再流出。作为城市地下水系中不可或缺的排水设施,排水检查井一般沿公用设施铺设,每隔20~40m的距离就有一个检查井,数量巨大。城市中一条排水管线的长度短则几百米,长则几十公里,其间检查井星罗棋布。据资料考证,我国的排水用检查井数量至少在380万只以上。

检查井的密封性对于节水和环保至关重要,若密封不好,将会带来严重后果:水资源大量流失;污水渗入地下污染地下水,产生二次污染;雨水和地下水渗入污水系统中,加大污水处理的成本。因此,每个排水用检查井可以说都是一个节水源和防污染源。在水资源严重匮乏的今天,通过布局数量巨大的排水用检查井实现对雨水和污水的综合利用是非常重要的节水和环保途径。

塑料检查井的现状和发展趋势

目前,我国塑料排水检查井行业仍处在起步发展阶段。我国最早开始研发塑料检查井是在2002年,当时塑料排水管已在工程中得到普遍应用,而且多为砖砌井。在对传统检查井与管道系统进行连接时,由于两者使用的是不同的材料,系统难以实现完全密封,而且不均匀沉降、二次污染、故障率高和寿命短等问题一直没有得到根本解决,形成了先进的管材技术和落后的检查井技术共存的严重不协调局面,这不仅致使塑料管道系统的优势得不到有效发挥,同时又为花费巨资兴建的城市地下管网埋下了严重隐患。

塑料检查井(如图2和图3所示)按成型方法可分为注塑法、缠绕法和涂覆法等。我国主要采用注塑法,该方法是在大型注塑机上利用专用模具通过高压或低压注射方式一次成型各个部件。其优点是,产品结构整体性较好,组装时二次加工工序较少,生产效率高。缺点是,设备投资较大,且因注塑机的加工能力有限,因此产品规格受限,无法生产大直径管道,不能很好地满足国内大直径排水、排污管网的需求。另外,在产品投入初期,由于销售量不大而使得单件成本较高,使用方难以接受。

图2 塑料检查井

缠绕法则采用螺旋缠绕技术成型检查井的各个部件,再经开孔、切割等二次加工工序,最后通过塑料焊接手段实现整体预制成型。该方法具有投资较少、生产率高,制品质高价廉、规格齐全等优点,较为适合我国国情。涂覆法在国内一般很少采用。

塑料排水检查井亟待开发的市场很大,其应用领域主要是市政塑料排水检查井和建筑小区塑料排水检查井。按承载强度,塑料检查井可分为轻型、普通型和重型。其中,轻型适用于禁止机动车进入的绿地、通道、自行车道或人行道;普通型适用于5t及以下车辆通行的道路和停放场地;重型适用于机动车辆通行的道路和停放场地。据2010年有关资料显示,市政塑料排水检查井的全国销售量为5000只,建筑小区塑料排水检查井的全国销售量为20万只。

整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井的性能特点

随着我国城镇化的推进,城市发展规模越来越大,聚集人口越来越密,相应地,市政设施的运行负担越来越重,传统市政设施出现的问题也越来越多。目前,大直径塑料排水、排污管道以其低碳环保、性能优异等众多优点,逐渐成为传统管道的代替品,被广泛应用于排水工程中。但是,与大直径塑料排水管道配套的检查井绝大多数依然使用传统的砖砌井。为了解决整体管网二次污染、故障率高和寿命短等问题,目前市场极需一种与大直径塑料管道相配套的大直径塑料检查井。

相比之下,整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井是一种以聚烯烃为主要原料,借助往复缠绕方式制成的带锥体收口的塑料检查井,具有外观大方、重量轻、承载强度高、抗冲击性能好、耐腐蚀、与塑料管材连接方便可靠和不易渗漏、利于环境保护等优越的综合性能。由于产品采用整体预制成型,而且管件采用热熔对接方式连接,不存在密封不好和不均匀沉降问题,从根本上解决了现有检查井易渗漏、侵蚀等问题,很好地满足了上述需求。

整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井采用整体预制成型方法,不仅可方便调节高度,而且具有较好的互换性和整体结构,安装快捷、施工作业面小、维护方便且适用于各种复杂的安装环境。如图4所示,可通过井身与井座的热熔对接方式来生产超高检查井。

图3 塑料检查井剖截面(上)与图4 通过井身与井座的热熔对接方式可制得超高检查井(下)

一次整体成型检查井的成型工艺借鉴了大口径缠绕管成型工艺(如图5所示),因模具选用的是开放式模具,所以可制造出不同壁厚的检查井,以适应不同地质的需求。而且通过配置不同规格的模具,可制造出不同直径的产品,满足大直径缠绕结构壁管材的配套使用要求。

不管是砖砌井,还是水泥浇筑的检查井,都存在因为质量太大而在易沉降地区发生沉降时,检查井与连接管道会出现不均匀沉降的现象,从而导致连接处发生泄露,造成二次污染。而现有的注塑检查井因受加工设备的局限只能分段注塑,并通过承插连接检查井的各个部件,也存在受力变形后密封不严的隐患。

与缠绕结构壁管道连接一样,整体成型缠绕实壁检查井与管道的连接采用承插式电热熔连接方式,承插口可实现完全熔合,而且接口处的刚度和强度与管材本体一致,基本属于本体连接(如图6所示)。当管网连接处因受力产生变形时,变形将顺畅地通过接头分散到整段管中,而不会在接头处形成应力集中。在软基或滩涂等地质情况复杂的地区,地基会经常发生不均匀沉降,采用承插式电熔连接的检查井与缠绕增强管会同时沉降,充分发挥其密封性和柔性等特点,很好地适应地质变化。

图5 大口径缠绕成型检查井(上)与图6 (下)

技术应用前景

目前,最直接有效的节水和环保措施就是对雨水和污水资源的综合循环利用,而塑料检查井就是实现该措施的关键。据权威专家推测,若在全国范围推广使用塑料检查井,每年可节约农田1.5万亩,节约标准煤75万t,节约因雨水渗入污水而产生的处理费约6亿元,并且可显著缩短施工时间。可以看出,推广使用塑料检查井具有积极的社会效益和经济效益。

排水用检查井的市场用量非常巨大。目前,随着我国城镇化的深入推进和城市雨污分流改造设施的持续完成,城市地下排水管网得到了快速发展和不断完善。据统计,全国的排水管线以每年10%的速度增长。对于一个50万人口的城市,每年对检查井的需求约为1万只,全国每年新增和改造排水检查井的数量至少在150万套以上。按我国每年新增房屋住宅面积约3.6亿m2计,初步估算每年在该领域需要250万套排水检查井。综合下来,全国每年对排水检查井的市场需求在400万套以上。

相比传统的塑料检查井,整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井(如图7所示)竞争优势明显,具有较好的产业化前景。该种检查井的井筒成型简捷快速,而且井筒与管件的连接采用实壁管的热熔连接方法,开孔、热熔和焊接等工序可快捷、稳定地进行。制得的产品整体性好,具备较好的互换性和整体结构性,安装高度调整方便,且施工作业面小,适用于各种复杂的安装环境。

图7 整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井(双林试制)

总的来说,整体型大口径聚烯烃缠绕排水检查井由于采用整体预制成型,自身密封性能非常好,而且耐腐蚀、抗老化,与塑料管材的连接方便、可靠,很好地解决了与原有管道系统连接时的渗漏问题,有利于保护地下水资源和改善水环境,符合国家的产业政策。

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