為滿足城市道路快速施工的要求，埋地化學(xué)建材排水管材特別是在上海得到了大規(guī)模地應(yīng)用，特別是中小口徑（直徑≤1200mm）的排水管道工程，上海中心城區(qū)絕大多數(shù)使用埋地化學(xué)建材管。由于大口徑排水管道（直徑＞1200mm）埋深通常較深，管材需要承受的荷載也相應(yīng)增大，出于對化學(xué)建材排水管道質(zhì)量安全和使用壽命的考慮，大口徑排水管道中還使用較少。

目前，我國現(xiàn)行的埋地塑料排水管道規(guī)范主要有住建部的《埋地塑料排水管道工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ143-2010）和上海建委2002年的《埋地塑料排水管道工程技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-308-2002），規(guī)范里涉及的設(shè)計理論計算是參照國外上世紀(jì)90年代末的美國、歐洲和澳洲的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，主要適用于DN1000以下的中小口徑的排水管道，DN1000以上的大口徑埋地塑料管道的理論計算僅是參照執(zhí)行。

因此，為滿足快速施工和日益增長的大口徑埋地塑料管的使用需求和研究適應(yīng)性高的計算理論體系、確定可驗(yàn)證的施工方案，迫切需要開展大口徑埋地塑料排水管道的應(yīng)用研究，形成對大口徑埋地塑料管材生產(chǎn)、設(shè)計、施工及驗(yàn)收等方面一系列應(yīng)用技術(shù)規(guī)定，從而指導(dǎo)上海大口徑埋地塑料排水管道的應(yīng)用。

上海清遠(yuǎn)科技股份有限公司建成一套大口徑塑料管材沙箱試驗(yàn)系統(tǒng)。本套沙箱試驗(yàn)裝置由四立柱門式框架結(jié)構(gòu)壓力試驗(yàn)機(jī)、液壓加載裝置及油路、傳感器測控系統(tǒng)等組成（如圖2 所示）。試驗(yàn)有效空間6000mm×3000mm×2000mm，最大試驗(yàn)力200噸力，移動橫梁可沿連接梁上下移動調(diào)節(jié)，工程缸可以沿著移動橫梁左右移動調(diào)節(jié)，方便不同載荷加載點(diǎn)的位置調(diào)整及施工操作。沙箱試驗(yàn)裝置的總體方案為：將管材鋪設(shè)試驗(yàn)溝槽內(nèi)的基礎(chǔ)墊層上，按照設(shè)計方案的條件回填、夯實(shí)，然后施加一定的靜載荷于管頂，記錄管頂應(yīng)力和管道徑向應(yīng)變隨時間的變化。

1-移動橫梁，2-支撐柱，3-壓板，4-測試管材，5-混凝土框架

圖1 沙箱試驗(yàn)原理示意圖

圖2 沙箱試驗(yàn)現(xiàn)場及控制室

借助于該試驗(yàn)系統(tǒng)，可開展對大口徑埋地塑料排水管道（管徑≥1200mm）的設(shè)計指標(biāo)、施工控制、竣工驗(yàn)收等相關(guān)要求的應(yīng)用研究。如下：

a）產(chǎn)品類型（埋地排水管道、塑料檢查井）；

b）管材材質(zhì)（HDPE、PP、PVC等）；

c）管材結(jié)構(gòu)（波紋管、纏繞管、加筋管、玻璃鋼夾砂管等）；

d）管材口徑（DN300～DN2400）；

e）回填材料（土、中粗砂、礫石、粉煤灰等）；

f）回填密實(shí)度（60～95%范圍）；

g）覆土高度（0～15米）；

h）各種道路快速施工回填技術(shù)。

借助于沙箱試驗(yàn)系統(tǒng)，可研究不同地面載荷、回填材料、回填密實(shí)度、覆土高度、管材口徑及規(guī)格等關(guān)鍵參數(shù)對管材變形率的影響大小，同時開展大口徑塑料管材長期穩(wěn)定性的模擬試驗(yàn)，積累管材破壞模式和破損特征的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而為管材生產(chǎn)企業(yè)提供管材材質(zhì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案，為設(shè)計院提供工程設(shè)計、選型的依據(jù)，為建設(shè)單位、監(jiān)理單位提供工程質(zhì)量安全的分析數(shù)據(jù)。