1、南京市桥北污水处理系统一期工程浦东路、浦口新马路、柳洲路、江北大道、浦乌路污水管铺设工程倒挂护壁井施工方案编制： 审核： 批准： 目 录1 工程概况及编制依据31.1 工程概述31.2 工程地质及水文地质31.2.1 工程地质31.2.2 水文地质51.3 编制依据62 施工方案72.1方案特点72.2砖砌护壁拱墙72.3施工流程72.4施工工艺83 质量保证措施94 安全文明措施114.1主要安全防护措施114.2施工用电安全114.3机械安全措施114.4制度保证114.5文明施工措施125 应急救援预案135.1 应急预案的方针与原则135.2 应急预案工作流程图135.3 应急救援组织2、架构131 工程概况及编制依据1.1 工程概述本工程为浦东路、浦口新马路、柳洲路、江北大道、浦乌路污水管铺设工程。浦东路段污水主干管总长约1366米，管径de500,起点位于沿江路路口，终点进入浦东路西侧主干管。浦口新马路段污水干管总长约2300米，分为两段，西段起自小柳河，终于浦珠路主干管。采用de400HDPE管，全长460米。东段西端起点位于小柳河，东端起点位于新马路、规划沿江路路口，东西两向汇入规划丰字河路主干管。全长约840米，采用de400-500HDPE管。柳洲路段污水主干管总长约1680米，分南北两段，分别汇入浦珠路主干管，北段北起星火南路，南段南起沿江路。江北大道该段污水管总3、长约2656米，起自泰山转盘，终于浦珠路污水主干管，管径de500600.浦乌路污水次干管全长约2700米，南端自七里河，北端至定向河，南北两端向中间汇水至规划中央大道路口，接入待建中央大道污水管，由定向河泵站提升。1.2 工程地质及水文地质 工程地质浦东路段地质状况：11层杂填土：杂色，以碎砖、碎石为主，混粉质粘土，在道路位置，由三合土组成，中密密实，填龄大于5年，沿线普遍分布。层厚0.500.80m，层顶标高6.569.35m；12层素填土：灰黄色，以软塑粉质粘土为主，夹有碎石、碎砖块，松散，填龄大于10年，含植物根系，沿线普遍存在。层厚0.602.00m，层顶标高5.868.65m，层顶4、埋深0.500.80m；21层粉质粘土：灰褐色，软塑，局部可塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，场地局部缺失，层厚0.501.50m，层顶标高5.037.75m，层顶埋深1.502.50m；22层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为软塑状粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹有薄层粉土，沿线普遍分布。层厚2.0010.50m，层顶标高4.217.05m，层顶埋深1.303.40m；22C层粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土，软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，粉土，稍密，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。沿线局部分布，层厚0.604.505、m，层顶标高1.563.30m，层顶埋深3.507.00m。22B层粉砂：灰色，稍密中密，饱和，主要成分为石英、长石，含云母及少量腐殖物，级配较好，局部为粉土，夹有粉质粘土薄层。沿线普遍分布，未揭穿，层顶标高-5.970.96m，层顶埋深5.6013.60m。浦口新马路段地质状况：11层杂填土：杂色，以碎砖、碎石为主，下部夹杂粉质粘土，0.00.70m主要由路基及路基下三合土组成，中密密实，填龄大于5年，沿线普遍分布。层厚1.23.00m，层顶标高6.348.12m；21层粉质粘土：灰褐色，软塑，局部可塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，场地局部分布。层厚0.700.90m，层顶标6、高4.946.52m，层顶埋深1.501.70m；22层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为软塑状粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹有薄层粉土，沿线普遍分布。层厚5.3018.40m，层顶标高4.115.80m，层顶埋深1.203.00m；22C层粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土，软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，粉土，稍密，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。沿线局部缺失。层厚1.003.80m，层顶标高-3.890.50m，层顶埋深6.7010.5m；22B层粉砂：灰色，稍密中密，饱和，主要成分为石英、长石，含云母及少量腐殖物，级配较好，局7、部为粉土，夹有粉质粘土薄层。沿线普遍分布，J1,C1,J2勘探深度范围内未揭露。层厚3.508.50m，层顶标高-5.49-2.12m，层顶埋深9.0013.00m；柳州路段地质状况：11层杂填土：杂色，以碎砖、碎石为主，混粉质粘土，由三合土组成，中密密实，填龄大于5年，沿线普遍分布。层厚0.504.30m，层顶标高6.307.83m；12层素填土：灰黄色，以粉质粘土为主，松散，填龄大于10年，含植物根系，沿线局部分布。层厚0.501.70m，层顶标高5.066.88m，层顶埋深1.402.20m；12A层淤泥质填土：灰黑色，以粉质粘土为主，软-流塑，填龄大于5年，含少量碎石，C7-J7可见。8、层厚0.502.30m，层顶标高5.086.03m，层顶埋深1.802.20m；22层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为软塑状粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹有稍密状粉土、粉砂薄层，沿线普遍分布，局部未揭穿。层厚3.9013.10m，层顶标高3.735.47m，层顶埋深1.504.70m；22B层粉土-粉砂：灰色，稍密，饱和，主要成分为石英、长石，级配一般，含云母碎片，局部夹有粉质粘土。沿线均有分布，该层未揭穿，层顶标高-8.28-0.11m，层顶埋深7.0015.50m。江北大道路地质状况：11层杂填土：杂色，松散稍密，以碎砖、碎石、粘性土为主，在道路表层为中密三9、合土，填龄大于5年，沿线普遍分布。层厚0.504.20m，层顶标高6.9311.70m；12层素填土：灰黄色、灰褐色，以粉质粘土为主，软塑可塑，含碎石、植物根系等，填龄大于10年，沿线局部缺失。层厚0.503.90m，层顶标高5.7311.10m，层顶埋深0.502.50m；21层粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，沿线零星分布，层厚0.403.90m，层顶标高3.5710.60m，层顶埋深1.104.40m；22层粉质粘土淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为软塑状粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹有稍密状粉土、粉砂薄层，沿线北10、端缺失。层厚2.0015.50m，层顶标高2.775.95m，层顶埋深1.704.80m；22B层粉砂：灰色，稍密，局部中密，饱和，石英、长石为主要成分，级配一般，含云母碎片，局部夹有粉质粘土。主要在沿线南部分布，北部局部零星分布，未揭穿，层顶标高-7.416.96m，层顶埋深3.4014.50m；23A层粉质粘土：褐灰色，软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，沿线仅北端分布，局部揭穿，层顶标高4.066.70m，层顶埋深5.006.30m；23B层粉质粘土：褐灰色，可塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，沿线仅J1揭露，未揭穿，层顶标高-6.30m，层顶埋深18.00m11、；3层粉质粘土：黄褐色，硬塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，沿线仅J2揭露，未揭穿，层顶标高6.84m，层顶埋深3.00m。浦乌路段地质状况：1-1层杂填土：杂色，松散，表面为水泥混凝土路面，下部为碎石、碎砖建筑垃圾组成，硬质含量大于30%，填龄大于10年。层厚0.22.30m，层顶高程9.4010.30m；1-2层素填土：黄褐色，软可塑，夹少量石子，以粉质粘土为主填积，填龄大于10年。层厚0.52.20m，层顶高程7.809.70m，层顶埋深0.22.30m；2-1灰黄色，软可塑，稍有光泽，无摇震反应，韧性，干强度中等，层厚0.602.90m，层顶标高6.208.10m，层顶埋12、深1.503.50m；22层淤泥质粉质粘土粉质粘土：灰色，流塑软塑，稍有光泽，无摇震反应，韧性、干强度中等，。层顶标高4.407.20m，层顶埋深2.905.20m；3层粉质粘土：灰色，可塑，稍有光泽，无摇震反应，韧性、干强度高，仅见于勘探点C11；5-1层强风化泥质粉砂岩细砂岩：棕红色紫红色，风化强烈，呈土状，具遇水软化特征，属极软岩，岩体基本质量等级为级。层顶高程-10.705.60m，层顶埋深4.4020.40m；5-2层中风化泥质粉砂岩细砂岩：紫红色，层状结构，块状构造，泥、钙质胶结，岩芯呈长柱状，局部短柱状，岩体完整，属较软软岩，岩体基本质量等级为级。层顶高程-1.404.80m，层13、顶埋深5.3011.20m。 水文地质南京地区地下水水位最高一般在78月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。场地潜水稳定水位埋深1.23.4m。沿线地下水补给来源主要为地下径流和大气降水；水位变化除人为因素影响外，主要受大气降水的影响，年变化幅度在1米左右。潜水最高地下水位取6.7m（吴淞高程系）。1.3 编制依据1、本施工方案依据工程招标文件、合同技术条款、设计图纸，按照有关技术规范、检验评定标准编制而成。2、施工现场的综合情况。3、国家现行的相关政策、标准、规范等。主要规范如下：建筑结构荷载规范（GB 50009-2006）砌体结构设计规范（GB 50003-2001）给水排水工14、程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS 138：2002）埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程（CECS164:2004）地下工程防水技术规范（GB 50108-2009）给水排水图集（苏SO1-2004）埋地塑料排水管道施工（04S520）给水排水构筑物施工及验收规范（GB50141-2008）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 20204-2002）建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）钢筋机械连接通用技术规程（JGJ10715、-2003）混凝土碱含量限值标准（CECS 53:93）混凝土外加剂应用设计规范（GB 50119-2003）4、我单位长期从事类似工程施工过程中积累的施工经验。2 施工方案2.1方案特点根据施工现场实际情况，该方案首先明确地下管线位置，采用人工开挖的方式，在开挖的过程中为保证土方边坡的稳定性，边开挖边向下施工砖砌拱墙，对已开挖土方的边坡进行保护，开挖顺序为水平分段，垂直分道施工，水平分段数量和垂直每道施工高度视土的直立高度而定。待上道拱墙合拢且强度达到一定的强度后，才可进行下道拱墙施工。上下两道拱墙的竖向施工缝应错开。边开挖边砌筑，直至拱墙施工至设计高程，挖土停止。而后进行井底钢筋混凝土施工16、，绑扎井壁钢筋，以拱墙作为井壁外模，支设内模，浇注井壁混凝土。逆作法的优点是：缩短工程施工的总工期；基坑变形小，减少施工对周围环境的影响；简化基坑支护结构，有明显经济效益；可减少坑底隆起及底板抗浮。2.2砖砌护壁拱墙井外护壁拱墙是本方案的核心，它一方面是井壁施工的外模板，更为重要的是它需要满足承载力的要求，在逆作开挖过程中满足各个工况下土体对拱墙的土压力，不同施工阶段的稳定性；可能遇见的不同地质情况下的稳定；和土体之间的摩擦阻力使其在逆作过程中保持稳定不下沉等等，根据设计图纸砖护壁厚度为240mm，砖护壁内间距1米设置一道插筋。2.3施工流程2.4施工工艺1.定位放线： 根据图纸设计要求，进行17、定位放线工作。2.挖土： 根据现场实际情况，开挖上部土方，以便进一步掌握地下管线情况。开挖的深度以使地下管线全部外露为宜。如果周边环境许可，可以放坡，第一次挖土的深度尽量挖深一点，以降低逆作深度。3.砌筑第一层拱墙： 第一层逆作拱墙的砌筑在开挖以后的工作坑内进行，和普通砌体的砌筑没有多大区别，不再详述。4.降水：逆作法施工的全过程均需要在无水施工的状态下进行。5.分段挖土： 逆作挖土采取人工挖土、分层分段的方法。每层厚度根据土质情况而定，但不超过1.2m。本层开挖完成拱墙砌筑完成72h以后，砂浆强度达到50%以上时，才进行下层挖土。挖土采用人工挖土的方式进行，开挖以后的土方通过设置在井位上方的18、龙门吊吊出，自卸汽车外运。6.分段砌筑拱墙：逆作拱墙的砌筑墙体砌筑时严格按照设计要求施工，做好技术交底，砌体用砖提前浇水湿润，严禁干砖上墙，以确保砌筑质量。砌筑砂浆采用重量配合比，计量准确，试块按规定留取。砂浆应随伴随用，水泥砂浆和水泥混合砂浆必须在拌成后3h和4h内使用完毕，隔夜砂浆不得使用。施工段墙体交接处只能留直槎，留成阳槎，并加设拉结筋，拉结筋为10钢筋，间距沿墙高1000mm，埋入深度从墙的留槎处算起大于500mm，外露长度200mm，末端成90度弯钩。接槎时，将接槎处的表面清理干净，浇水湿润，并填实砂浆，保证灰缝顺直。本施工层的拱墙砌筑完成以后，下层拱墙砌筑以前，应确保水泥砂浆的强19、度达到设计强度的50%以上。7.钢筋混凝土施工：当逆作拱墙施工至设计高程以后，开始浇筑混凝土底板垫层。然后绑扎钢筋、支内模板，浇筑井壁混凝土，是常规的钢筋混凝土施工，不再详述。8.养护。3 质量保证措施1.砖的品种、标号必须符合设计要求，规格一致。2.砖砌体应上下错缝，内外搭接，每皮砖的里外缝必须准确对齐。3.砖砌体的水平灰缝的砂浆应饱满，竖向灰缝采用挤浆方式，使其砂浆饱满。4.水平灰缝812mm，一般为10mm。5.砌筑砂浆宜在搅拌后3h内用完，稠度为710cm。6.砌筑脚手采用钢管扣件脚手，跳板采用5cm厚木板，绑扎牢固。7.在混凝土施工时，实行全过程监测。8.量测入模混凝土塌落度，每班不20、少于5次；检查混凝土在运送过程中是否离析，如发生离析现象则不得使用；记录运送时间，防止使用超过终凝时间的混凝土。9.按规定在现场留做试块，试块组数符合有关技术规定。10.质量管理组织网络图项目经理：王广经技术负责人：赵丹项目副经理：范昌月试验员：沈金平施工员：郑超质检员：张国强材料员：周启明资料员：丁恩凯测量员：段世辉11材料设备及劳动力保证计划本工程劳动力计划表工 种本工程劳动力投入情况管理人员5瓦工10木工5钢筋工5杂工10主要机械设备计划表机械或设备名 称型 号规 格数 量国 别产 地卡特挖掘机320L1美国推土机PD1401上海装载机ZL501常州木工电锯FJ1043国产木工平刨MB-21、504-12国产木工压刨FB-1062国产钢筋切断机GQ-402国产钢筋弯曲机GW-402国产砂轮机S3-3501国产砂轮机切割机2国产低压水泵8sh65国产插入式振动器4国产平板式振动器1国产潜水泵4国产砂浆搅拌机2m31国产柴油发电机康明斯200KW1国产4 安全文明措施4.1主要安全防护措施1.施工现场必须设置安全防护措施，必须配备足够的消防器材。在各配电箱旁边必须悬挂相关的危险标志牌。所有作业人员进场时必须佩戴安全帽。施工人员将严格按有关施工规范施工，做好预防监测控制措施,做好排水和边坡支护措施。2.在施工过程中的不安全因素主要是由塌方造成。施工中引起塌方的主要原因有：(1)大型机械离22、沟坑边太近，增大土体的滑动力；(2)排水系统设计不合理，使土体抗滑力减小，滑动力增大。(3)明确各级各类人员在施工活动中应承担的安全职责，做到安全生产事事有人负责，并使责任制落实到实处。把安全生产同经济责任制挂钩，做到奖罚分明。4.2施工用电安全1.现场设配电房，采用三相五线制，配电房建筑面积约10平方米左右，并具备一级耐火等级。2.用电由有相应专业资质的持证专业人员管理，负责保护所有设备的线路和开关箱，停用的设备必须接闸断电，锁好开关箱；搬迁和移动用电设备应切断电源，作妥善处理后进行；对用电过程发现的问题应及时报告和解决。3.严格用电管理，现场临时电线路按施工临时设施用电安全技术规范要求布设23、，必须由持证的专职电工上岗操作，不得任意拉接电线和电器设备，采用三相五线制供电系统，各类电器设备均安设安全保险装置，严格执行一机一闸一保护，对电力线路、电器设备经常检查、维修、调整并做好测试、检查、维修记录。4.电气设备和线路的绝缘必须良好，各种电动机械接地，接地电阻不大于4，电气设备及线路检修时，先切断电源。4.3机械安全措施1.各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械运行的关键部位进行检查，保证安全防护装置完好，设备装置附近设标志牌及安全使用规则牌。2.各种机械设备视其工作性质、性能的不同搭设防尘、防雨、防晒、防噪音工棚等装置。3.机械安装基础必须稳固，吊装机械臂下不得站人，操作时，机24、械臂距架空线要求符合安全规定。4.运输车辆服从指挥，信号灯齐全，制动器机械性能良好。4.4制度保证1.落实安全生产责任制在本工程施工中，我公司将贯彻执行安全生产责任制，从领导到施工工人层层落实，分工负责，使“安全生产，人人有责”落到实处。2.贯彻落实安全检查制度项目部每月组织一次定期安全大检查，施工队每半个月组织一次定期安全大检查。对安全隐患提出整改措施，并由安全员督促落实。雨后安全大检查结合防雨工作进行。专业安全大检查由工长负责组织工种班长、安全员参加。按照表列的检查项目、内容、标准进行详细检查，确认无重大危险隐患，基本达到规程要求，检查组长签字正式验收。各级领导和专职安全员等，经常深入施工25、现场、生产车间、库房，对各种设施、安全装置、机电设备、起重设备运行状况，施工工程周围高压线路的防护情况，以及干部有无违章指挥、工人有无违章作业行为等，进行随时的检查。3.坚持持证上岗制度对于机械操作手、电工等等作业人员，严格执行持证上岗，确保按操作规程施工，保证施工安全。4.落实安全教育培训制度安全教育包括安全生产思想、安全知识、安全技能三个方面的教育。安全教育由质安科等部门组织，采用安全标语宣传牌、开设安全生产黑板报、挂安全挂图或防护标准、张挂安全警示板等形式，采取三级安全教育、特种作业人员岗位培训、经常性安全教育等方法，使安全教育工作形成制度化、经常化、群众化。4.5文明施工措施1.成立以26、项目经理为组长的施工现场文明领导小组，负责基坑开挖文明施工管理工作，并结合实际情况制定文明施工管理细则，报驻监理批准后实施。2.加强宣传教育工作，提高管理人员及各施工班组文明施工的意识和自觉性，并定期对现场文明施工情况进行评比，找出不足，重点改进。3.做好施工现场总平面设计，报请监理工程师审批，施工中，严格按总平面图布置，不得随意改变。同时根据工程进度，适时地对施工现场进行整理和整改，或进行必要的调整。4.施工沿线范围除预留路口外全部采用围挡围蔽，以降低施工对周围的干扰与影响。5.现场机械机具分类堆放停置。6.施工现场设置施工铭牌，标明工程项目名称、建设单位、项目监理单位、施工单位、设计单位、27、项目经理和施工现场管理代表人的姓名、开竣工日期、施工许可证批号等。7.加强施工范围地上、地下管线及公用设施的保护；8.及时修复因施工遭到破坏的行车路面，确保行车顺畅；9.加强施工沿线的夜间照明；10.保持场内排水系统处于良好的使用状态，保持场地的整洁、道路畅通，随时清理生产、生活垃圾。5 应急救援预案5.1 应急预案的方针与原则“发生事故时应遵循“保护人员优先，防止和控制事故的蔓延为主；统一指挥、分级负责、区域为主、单位自救与社会救援相结合”的原则。达到控制事故，有效地抢救伤员，减少事故损失，防止事故扩大。 5.2 应急预案工作流程图根据本工程的特点及施工工艺的实际情况，认真的组织对危险源和环28、境因素的识别和评价，特制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。其应急准备和响应工作程序见下图：危险源及环境因素辩识、评价编制应急预案成立抢险领导小组组建抢险队配备应急物资、设备应急知识教育培训定期评审实施应急预案进行评审、修订未发生发生应急准备和响应工作程序图5.3 应急救援组织架构1、应急救援领导组：组 长：范昌月 电话：副组长：王桂青 组 员：周启明、邓超、张国强聚乙烯（PE）简介1.1聚乙烯化学名称：聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE结构式： 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂29、，也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是30、较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa压缩强度MPa缺口冲击强度kJm-2弯曲强度MPa414672010030012.580901217405015252505507015256070213740031、130022.540702540646730501508001003.热性能PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125137，MDPE的熔点约为126134，LDPE的熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度（Tg）随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(Tb)约为-80-50，随相对分子质量增大脆化温度降低，如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的32、热变形温度(THD)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为3850(0.45MPa，下同)，MDPE约为5075，HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82100，MDPE约为105121，HDPE为121，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(1530)10-5K-1之间，其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45MP33、a)脆化温度线性膨胀系数(10-5K-1)比热容J(kgK)-1热导率/ W(mK)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01（质量分数），电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，34、但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级（工作温度90）。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/cm介电常数/Fm-1（106Hz）介电损耗因数（106Hz）介电强度/kVmm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸35、盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超过100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，最36、终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性极低，但为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂，且用量极少，一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中，因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味，影响食用效果。1.1.2聚37、乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种，是工业上常用的聚乙烯，其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称： Low density polyethylene，简称LDPE低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无38、光泽、乳白色蜡状颗粒，密度0.9100.925g/cm3，质轻，柔性，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70），但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度较低（55%65%），熔点105115。LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺，如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等，成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名称：High Density Polyethylene，简称HDPE高密39、度聚乙烯，又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭，白色颗粒，分子为线型结构，很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约125137，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100-70，密度为0.9410.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业40、用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称：Linear Low Density Polyethylene，简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种，是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度0.9180.935g/cm3。与LDPE相比，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，且软化温度和熔融温度较高，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、41、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称：Medium density polyethylene，简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用-烯烃共聚，控制密度而成。MDPE的密度为0.9260.953g/cm3，结晶度为7080，平均相对分子质量为20万，拉伸强度为824MPa，断裂伸长率为5060，熔融温度126135，熔体流动速率为0.135g10min，热变形温度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性42、及强度的长期保持性。MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称：ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300600万，密度0.9360.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85，熔点130136。UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能，如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐43、蚀等性能，广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用，而且，超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异，在-40时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pas，流动性极差，其熔体流动速率几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，通过44、对普通加工设备的改造，已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其相对分子质量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。聚乙烯属于结晶性塑料，吸湿小，成型前不需充分干燥，熔体流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注45、射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左右，最高成型加工温度一般不超过280。熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀46、一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.55.0)，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差，采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。（1）增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改47、性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE，在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度。纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高48、等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PELGF复合材料，当LGF加入量为3O(质量分数)、长度约为35mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJm。晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2纳米粒子均匀分散于49、基材中，与基材形成牢固的界面结合，当填充质量分数为2时，拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混。PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题；LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性50、能。PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物，当POE的质量分数为3O时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa。PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的51、，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等，但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE52、的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义。2.化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。（1）接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。（2）共聚改性 共聚改性是指通过共聚反53、应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃（如辛烯POE、环烯烃）共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用。（3）交联改性 交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力，由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能，适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的交联改性54、方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联、硅烷接枝交联、紫外光交联。（4）氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性。主要用作聚氯乙烯的改性剂，以改善聚氯乙烯抗冲击性能，氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种。其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业。（5）等离子体改性处理 等55、离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子。在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等。1.1.5聚乙烯的应用聚乙烯是通用塑料中应用最广泛的品种，薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其他各种注射和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门56、。1.薄膜低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的拉伸强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。高密度聚乙烯薄膜的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性稍优于高密度聚乙烯。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。2.中空制品高密度聚乙烯强度较高，适宜成型中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。3.管、57、板材挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工，也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低发泡塑料，作台板和建筑材料。4.纤维中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。超高相对分子质量聚乙烯纤维（强度可达34GPa）,可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。5.杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。超高相对分子质量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。1.1.6聚乙烯的简易识别方法（1）外观印象 白色蜡状，半透明，HDPE透明性更差，用手摸制品有滑腻感；LDPE柔而韧，稍能伸长，HDPE手感较坚硬。（2）水中沉浮 比水轻，浮于水面。（3）溶解特性 一般熔融后可溶于对二甲苯、三氯苯等。（4）受热表现 温度达90135以上变软熔融，315以上分解。（5）燃烧现象 易燃，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，燃烧时熔融滴落，发出石蜡燃烧时的气味。