塑料檢查井的開發(fā)

1、<p><b>　　塑料檢查井的開發(fā)</b></p><p>　　摘要：排水用塑料檢查井是用于連接排雨水或排污水裝置，改變雨水或污水流向的配件。是排水系統(tǒng)中的重要組成部分。當(dāng)排水系統(tǒng)不暢時(shí)，地表和地下水將被污染，甚至?xí)廴靖蓛舻乃?，目前國?nèi)大部分的檢查井為磚砌井，其中塑料管與磚砌井的連接處防滲非常困難，粘土實(shí)心磚檢查井周圍是發(fā)生滲漏的重災(zāi)區(qū)。應(yīng)用塑料檢查井可以很好的解決這一問題，

2、但在前期開發(fā)設(shè)計(jì)中也必須將其使用環(huán)境考慮的面面俱到。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：塑料檢查井；人孔井；井筒；井座；應(yīng)力；載荷 </p><p>　　Abstract:. Plastic drainage manhole is a device used to connect line rain water or sewage water, changing the flow of sto

3、rm water or sewage accessories. Are important components of the drainage system. When the poor drainage system, and surface and groundwater will be contaminated, even contaminate clean water sources, the current domestic

4、 inspection Chamber mostly brick, plastic pipes and seepage connection of brick well very difficult, clay solid brick manhole is leaking around the worst-hit a</p><p>　　Keywords: plastic inspection Chambers

5、； manhole Chambers; shaft;; stress; load </p><p>　　中圖分類號：S276 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　1.塑料檢查井的介紹 </p><p>　　傳統(tǒng)的粘土實(shí)心磚檢查井，占用土地資源，不符合國家土地和環(huán)保政策；隨著國家“四節(jié)一環(huán)?！钡恼叩某雠_，在各建設(shè)部、建設(shè)廳、建設(shè)局等政策執(zhí)行和推動下，塑

6、料檢查井市場經(jīng)過導(dǎo)入階段，開始進(jìn)入發(fā)展期，國內(nèi)塑料檢查井需求量不斷增加，促使塑料檢查井技術(shù)開發(fā)不斷提高與創(chuàng)新，以生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品從而滿足市場需求。在此種情況下本公司想插入檢查井行業(yè)并占據(jù)銷售市場，必須又快又準(zhǔn)的確定好開發(fā)方案，加快推入市場的時(shí)間。 </p><p>　　1.1塑料檢查井的主要功能 </p><p>　　塑料檢查井分為建筑小區(qū)井和市政井兩類，也可以按照檢查井和人孔井兩類進(jìn)行劃

7、分，主要用于小區(qū)、人行道或車輛交通區(qū)域，部分產(chǎn)品也用于建筑物旁，采用的材料主要為聚乙烯（PE)、未增塑聚氯乙烯（ PVC-U) 、聚丙烯（PP)、礦物改性聚丙烯（ PP-MD) 以及玻璃鋼等。塑料人孔井和檢查井的功能如下： </p><p>　?、偬峁┚c管道之間的連接，并可改變水流方向； </p><p>　　②在較低運(yùn)行費(fèi)用下得到管道最佳流動特性； </p><p&

8、gt;　?、劭梢怨┤藛T或設(shè)備進(jìn)入排水系統(tǒng)進(jìn)行清潔和檢查； </p><p>　　1.2 國內(nèi)外塑料檢查的發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　發(fā)達(dá)國家如美國、日本、英國、荷蘭、德國等，從上世紀(jì)80年代就開始研究應(yīng)用塑料檢查井。目前日本新建小區(qū)管網(wǎng)使用塑料檢查井的比例接近90%。國際上最具代表性的是荷蘭wavin公司的注塑檢查井，據(jù)了解，國內(nèi)第一只注塑檢查井2003 年12月誕生于江蘇河馬公司。近

9、年來，塑料檢查井在國內(nèi)發(fā)展很快，已經(jīng)形成了江蘇常州市河馬塑膠有限公司、浙江雙環(huán)塑膠閥門有限公司、云南普爾頓集團(tuán)有限公司、四川成都美沃實(shí)機(jī)電科技有限公司、杭州錦程實(shí)業(yè)有限公司等近二十余家企業(yè)。 </p><p>　　目前，我國建筑小區(qū)和市政用塑料檢查井都有生產(chǎn)，主要以PP. PE 和PVC材料為主，個別企業(yè)采用玻璃鋼。井座及其配件生產(chǎn)工藝以注塑為主，也可以采用旋轉(zhuǎn)成型工藝生產(chǎn)，還有的企業(yè)采用拼裝或機(jī)械連接的方法進(jìn)行

10、生產(chǎn)。各廠家井筒基本上采用目前比較成熟的實(shí)壁或結(jié)構(gòu)壁管段，并采用焊接或橡膠圈密封連接。 </p><p>　　2.塑料檢查井的設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　檢查井的設(shè)計(jì)，一定要基于基本的使用條件。填埋層沉降應(yīng)在一定限度內(nèi)，若沉降超過10%需要特殊設(shè)計(jì)，為了保證整個井周邊的土壤穩(wěn)定性，回填材料應(yīng)該延伸到檢查井外圍周邊1m范圍。檢查井應(yīng)放置在I級材料，普氏密度至少為95%，厚度為30. 5m

11、m 的土層上，或者放在水泥墊層上。墊層下面的土層應(yīng)有足夠的抗剪切能力，抵抗周圍土壤的下拽負(fù)荷。 </p><p>　　檢查井井筒需要考慮的性能包括：環(huán)向形變、環(huán)向和軸向應(yīng)力（應(yīng)變）、以及環(huán)和軸向的壓曲失穩(wěn)等。作用在井筒的徑向載荷產(chǎn)生環(huán)向形變和環(huán)向彎曲應(yīng)力。作用在井筒各點(diǎn)的徑向載荷沿長度方向變化，井筒埋地越深，其承受的徑向載荷也較大。除徑向應(yīng)力之外，還要考慮作用于井壁的軸向應(yīng)力所產(chǎn)生的下拽力。檢查井與周圍的回填土具

12、有動摩擦力，當(dāng)回填土隨時(shí)間逐步發(fā)生沉降時(shí)對檢查井產(chǎn)生下拽力，也就是檢查井和回填土之間由于摩擦力產(chǎn)生的軸向載荷，此外，檢查井還必須考慮由于拉拽力產(chǎn)生的軸向壓應(yīng)力以及軸向壓曲作用。下面分別介紹檢查井的徑向壓力和下拽力的計(jì)算方法。 </p><p>　　2.1 作用于井筒的徑向壓力計(jì)算 </p><p>　　沿著井筒長度方向的徑向壓力，可以采用有限元或其他方法進(jìn)行計(jì)算。但是由于井筒周圍土壤密度是

13、不均勻的．因此其土壤的徑向壓力計(jì)算需要進(jìn)一步修正．修正后土壤對井筒徑向設(shè)計(jì)壓力的計(jì)算如公式1.由公式1可見，徑向壓力與埋深有關(guān)，越深則受到的徑向壓力越大。 </p><p>　　PR=1.21KaγH （1） </p><p>　　PR＝所計(jì)算的徑向壓力（kPa) </p><p>　　KA＝主動土壓力系數(shù) </p><p>　　γ＝土壤重力

14、密度（KN/m&sup3;） </p><p><b>　　H＝埋深（m） </b></p><p>　　地下水對徑向壓力有較大的形響，設(shè)計(jì)時(shí)必須給予考慮。地下水的出現(xiàn)，在并筒外圍形成靜液壓，同時(shí)在檢查井底部產(chǎn)生浮力。這時(shí)，作用在井簡上的徑向壓力，應(yīng)該加上地下水的壓力，同時(shí)減去由于浮力使土壤產(chǎn)生的徑向壓力的減小的部分。 </p><p>

15、;　　如果地下水到達(dá)地表面但不高出地面，則土壤處于飽和狀態(tài)，檢查井周圍回填材料在完全飽和狀態(tài)下的徑向壓力可以由公式2計(jì)算。 </p><p>　　PR&acute;=γWH+1.21KA(γS-γW) （2） </p><p>　　PR&acute;=徑向壓力（Kpa） </p><p>　　KA＝主動土壓力系數(shù) </p><p&

16、gt;<b>　　H＝埋深（m） </b></p><p>　　γW＝水的重力密度（KN/m&sup3;） </p><p>　　γS＝土壤重力密度（KN/m&sup3;） </p><p>　　如果地下水位在地表之下，但在檢查井流道之上，土壤處于部分飽和狀態(tài)，這時(shí)徑向壓力由地下水位上方土壤以及公式2給出的地下水和飽和土壤的徑向

17、壓力相結(jié)合進(jìn)行計(jì)算。這時(shí)，公式2中的H應(yīng)減去地表到水面的距離。 </p><p>　　2.2 作用于井筒的最大下拽力計(jì)算 </p><p>　　要計(jì)算檢查井的最大下拽力，先計(jì)算其軸向剪切應(yīng)力。檢查井周邊土壤沉降在井筒和回填土之間產(chǎn)生軸向剪切應(yīng)力，并沿著井筒外壁對井筒產(chǎn)生拉拽作用，并持續(xù)到回填土穩(wěn)定之后，下沉土壤對井筒的下拽剪切力就開始產(chǎn)生，直到該剪切力與土壤和井筒之間的摩擦力相等為止。 &

18、lt;/p><p>　　下拽負(fù)荷可運(yùn)用公式3進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　TA=μ[PR1+PR1]/2（3） </p><p>　　TA =平均剪切（摩擦）應(yīng)力（Kpa） </p><p>　　PR1=井頂部土壤的徑向應(yīng)力（Kpa） </p><p>　　PR2=井底部土壤的徑向應(yīng)力（Kpa） </p>

19、<p>　　μ=井與土壤之間的摩擦系數(shù) </p><p>　　土壤下拽力在檢查井壁上產(chǎn)生軸向負(fù)載，且隨著檢查井埋深而增加。作用在檢查井的總的軸向力可以通過檢查井和土壤之間各點(diǎn)的摩擦力積分進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　PD=TAπ（D0/12）H （4） </p><p>　　PD=最大下拽力（KN） </p><p>　　D0

20、＝檢查井外徑（m） </p><p>　　TA =平均剪切（摩擦）應(yīng)力（Kpa） </p><p><b>　　H＝埋深（m） </b></p><p>　　2.3塑料檢查井的設(shè)計(jì)程序 </p><p>　　典型的檢查井包括井筒、井座、錐體、井筒接頭。每部分要求不同，需要分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。井筒需要抵抗地下水的壓力、土壤的徑向

21、壓力、以及由于周圍土壤沉降產(chǎn)生的剪切力、同時(shí)還要承受靜載和動載。井座底部主要需抵抗地下水的壓力。頂部必然傳遞動載到井筒。對于承受車輛載荷的檢查井，必須做承壓圈。檢查井井筒、井底和錐體等可以用有限元分析、經(jīng)驗(yàn)測試及其他方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 </p><p>　　目前檢查井暫無國家標(biāo)準(zhǔn)，只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，歐洲BS EN13598-2:2009 標(biāo)準(zhǔn)涉及到檢查井的l000h持持久性外推試驗(yàn)。該標(biāo)準(zhǔn)要求的測試項(xiàng)目比較貼近檢查井

22、的使用環(huán)境。我國各地的氣候和地質(zhì)條件相差較大，對檢查井的性能要求以及鋪設(shè)條件也不一樣。例如在北部寒冷地區(qū)，對產(chǎn)品的抗低溫沖擊性能和抗跌落性能要求就非常重要，設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮凍土層的影響，行抗拔計(jì)算等；我國南方地區(qū)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該更多地考慮地下水的影響，安裝時(shí)還要考慮采取抗浮措施等。 </p><p>　　采用注塑和旋轉(zhuǎn)成型等都是塑料檢查井成熟的加工工藝。注塑成型具有產(chǎn)品密實(shí)度好、生產(chǎn)效率高、節(jié)省原材料、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，

23、但設(shè)備和模具的投資較大、投產(chǎn)速度較慢，比較適合小型和中型以下的檢查井的生產(chǎn)；采用旋轉(zhuǎn)成型加工方法，具有模具設(shè)計(jì)和加工較為簡單、投產(chǎn)快等優(yōu)點(diǎn)，比較適合大型的檢查井的生產(chǎn)，缺點(diǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)效率較低。因此，塑料檢查井的開發(fā)要結(jié)合公司的技術(shù)特長和面對的市場，選擇合適的技術(shù)路線。 </p><p><b>　　3.結(jié)論 </b></p><p>　　建設(shè)部早在“十一五技術(shù)公告”中

24、就明確要求推廣塑料檢查井。北京、上海、河北、四川、重慶、山西、江西等省市的建設(shè)廳己經(jīng)下文明確規(guī)定在市政和住宅小區(qū)工程中禁止使用磚砌井。從國家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向以及從市場需求的角度看，該產(chǎn)品有較大的發(fā)展空間。但由于產(chǎn)品和模具很大，開發(fā)難度和成本高，且模具較大模具套數(shù)上千套，場地及設(shè)備投入都很大，因此塑料檢查井開發(fā)前期的方案評審工作至關(guān)重要。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b>&