铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管的研发与应用

铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管的研发与应用

齐久林

大秦铁路股份有限公司茶坞工务 北京市 　100081

摘要：铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管将有效克服其他排水管材的诸多弊病，因其产品独特的设计原理和构成材料的优良性能，它排、渗水效果强，利用“毛细”现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一气呵成，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用；环刚度和换柔度强，不因地质、地理温度变化而发生断裂，并可达到排放洁净水的效果，不会对环境造成二次污染，更有效解决了泄水孔淤堵的难题。

关键词：透水管；毛细；虹吸；淤堵

1  引言

目前路基结构物传统使用的排水孔一般均为PVC或软式透水管，管材外包裹土工布或碎石反滤进行设计，根据大量的实践应用得知，PVC管环刚度较低，在土木结构物承受较大的外力或者结构物背后岩土体受到较大的下滑力影响，由于PVC管环刚度较小且脆性大，加之受水长期作用或者变形作用下PVC管易脆裂，软式透水管虽然脆性小且环刚度较大，但软式透水管材质与弹簧钢圈在受到水或者岩土腐蚀性影响下，弹簧圈与无纺布易锈蚀破坏，从而影响其抗压及排水效果。为有效解决上述问题，提高路基设备状态稳定性, 我们设计了一款适用于铁路的新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管。

2  铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管结构组成

铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管主要采用密度聚乙烯（HDPE）塑料为主要原料，添加一定比例的抗氧化和抗酸碱腐蚀剂等，在高温情况下通过热挤出机，经成型模具机头环向均匀摆动后，再通过冷却机组冷却后所形成的管身具有均匀密集小孔的网状管材。在结构上主要由内管、外管和辅助性配件组成。

（1）外管采用1/3不透水型可更换硬韧组合双层曲纹网状PE硬式透水管，规格直径90*55mm，环刚度（抗压强度）大于等于3kPa，每米管透水孔个数大于等于2700，孔径2-4mm，环向曲纹肋条数大于等于36条，热熔对接连接形式。

（2）内管采用全透水型可更换硬韧组合双层曲纹网状韧性透水管，规格直径60*4.0mm，环刚度（抗压强度）大于等于3kPa，每米管透水孔个数大于等于48，孔径1-2mm，环向曲纹肋条数大于等于26条，内管两端为带螺旋丝扣的接头，两个接头均为HDPE材质，与管材承插热熔在一起形成整体，管与管之间采用螺旋丝扣连接。

（3）外管采用热熔对接连接，内管两端为带螺旋丝扣的接头，两个接头均为HDPE材质，与管材承插热熔在一起形成整体，管与管之间采用螺旋丝扣连接。

3  曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相比传统管材的优越性

铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管相对于其他排水管的优越性主要体现在曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材的创新使用上。

3.1  曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相对于传统PVC管材的优越性

（1）材质方面：曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材采用高密度聚乙烯（HDPE）塑料为主要原料，添加一定比例的抗氧化和抗酸碱腐蚀剂等。传统PVC人管材采用聚氯乙烯（PVC）为主要原料制成。相对比具有以下优越性：

①解决了传统PVC管材容易老化腐蚀，使用寿命短的弱点；

②解决了传统PVC管材由于太脆，容易破损断裂的造成管道淤堵的特点；

③增强了管材抗震性和抗沉降性，不会因地质变化而影响其渗排水性能；

④增强了管材在遇到拐角与坡度施工的适应能力，其独特的柔韧性可弯曲施工。

（2）结构方面：曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材生产工艺采用一次挤出成型具有均匀密集小孔，且每个透水孔形似小型漏斗，充分利用了“毛细”现象和“虹吸”原理，集吸水、透水、排水为一气呵成，透水孔数量多、密度大。传统PVC管材需要人为用手工电钻在管身上一个一个地钻孔。相对比具有以下优越性：

①解决了传统PVC管材需要人工打孔而影响施工进度的弱点；

②解决了传统PVC管材所钻孔的数量少导致的渗水量小的弱点；

③解决了传统PVC管材所钻孔结构不科学导致的渗水速度慢的弱点；

④避免了传统PVC管材因工人素质问题造成的质量差和管材浪费现象。

（3）运输和施工方面：曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材可根据需要定做任意长度。传统PVC管材长度单一，目前市场上销售的的标准长度为4米和6米两种，超过6米长度，搬运时容易折断，所以无法定做更长的规格。相对比具有以下优越性：

①解决了传统PVC管材因长度单一而难选择更合理运输方式的弱点；

②解决了传统PVC管材因太短需要太多接头而影响施工进度的弱点。

（4）维护保养方面：采用曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材施工，性能稳定、渗排水能力强、使用寿命长。采用传统PVC管材施工，管材容易破损断裂、渗水效果差。相对比具有以下优越性：

①解决了传统PVC管材因产品质量缺陷而造成的工程质量安全隐患高的弱点；

②解决了传统PVC管材因使用后期工程质量没保障而造成的重复施工或多次维修会产生高昂维护成本的弱点；

③增强了工程质量、减少了维护次数、节省了维护成本、有效降低了安全事故发生的概率。

3.2  曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相对于传统软式透水管的优越性

（1）材质方面：传统软式透水管是一种以弹簧圈作为支撑管体，在管体外缠绕丙纶丝和无纺布所形成软式结构管。曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相对比具有以下优越性：

①解决了传统软式透水管弹簧圈易生锈、丙纶丝和无纺布易腐烂而造成的管材寿命短的弱点，通常寿命不到2年；

②解决了传统软式透水管因管体太过柔软，容易变形、压扁而造成的排水系统预堵的弱点；

③增加了防止二次渗漏的功能，提升了排水速度。曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材有1/3区域为不透水层，专门用以收集并排水已渗入管体的水，切不透水层平整，排水速度快，而传统软式透水管不能区分透水与不透水层，从而很容易导致渗入管体的水又重新渗入到土壤中，另外传统软式透水管内的钢丝圈也会阻挡水流，影响排水速度；

④增强了管材环刚度，可确保施工时不会被压扁、压塌。

（2）施工方面：传统软式透水管由于太过柔软，所以施工回填时为了避免其不被压塌或压扁，通常需要两头用人工拉直、中间人工扶正回填。曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相对比具有以下优越性：

①解决了传统软式透水管施工时需要浪费大量人力的弱点；

②解决了传统软式透水管施工工序烦琐而影响施工进度的弱点。

（3）维护保养方面：采用传统软式透水管施工，管材使命短，易扁易塌，容易二次渗漏。曲纹网状密度聚乙烯（HDPE）管材相对比具有以下优越性：

①解决了传统软式透水管因产品质量缺陷而造成的工程质量安全隐患高的弱点；

②解决了传统软式透水管因使用后期工程质量没保障而造成的重复施工或多次维修会产生高昂维护成本的弱点；

③解决了传统软式透水管因使用寿命短而造成的重复施工的弱点；

④增强了工程质量、减少了维护次数、节省了维护成本、有效降低了安全事故发生的概率。

4 结束语

铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管在施工工艺上是将外管固定在边坡位置已钻探好的仰斜排水孔中，永不再取出，形成一个固定的永久不塌孔，再将内管插入到固定好的外管内，内管可方便拔出，坡体内富水区的积水可通过外管周身的透水孔渗入到外管管体内，再经过内管管身的泥沙过滤物渗入到内管管体内，然后由内管排放到坡体外边沟中。

采用铁路新型挡土墙可更换硬韧组合双层曲纹网状透水管有效克服了其他排水管材的诸多弊病，不仅节能环保，而且耐腐蚀性与耐久性能都得到了大幅提高，从长远养护工程来看，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

参考文献：

［1］黄真.给排水管道市场发展之策略[J].科技资讯，2009.25.

［2］王贱根，金长祥.谈市政给排水管道工程施工[J].黑龙江科技信息，2009,12.

［3］潘家多.给水排水管道工程管材的应用[J].特种结构，2003，23.