為滿足城市道路快速施工的要求，埋地化學建材排水管材特別是在上海得到了大規模地應用，特別是中小口徑（直徑≤1200mm）的排水管道工程，上海中心城區絕大多數使用埋地化學建材管。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增大，出于對化學建材排水管道質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，我國現行的埋地塑料排水管道規范主要有住建部的《埋地塑料排水管道工程技術規程》（CJJ143-2010）和上海建委2002年的《埋地塑料排水管道工程技術規程》（DG/TJ08-308-2002），規范里涉及的設計理論計算是參照國外上世紀90年代末的美國、歐洲和澳洲的相關規范標準，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性高的計算理論體系、確定可驗證的施工方案，迫切需要開展大口徑埋地塑料排水管道的應用研究，形成對大口徑埋地塑料管材生產、設計、施工及驗收等方面一系列應用技術規定，從而指導上海大口徑埋地塑料排水管道的應用。

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

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 沙箱試驗原理示意圖

圖2 沙箱試驗現場及控制室

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

a）產品類型（埋地排水管道、塑料檢查井）；

b）管材材質（HDPE、PP、PVC等）；

c）管材結構（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。

借助于沙箱試驗系統，可研究不同地面載荷、回填材料、回填密實度、覆土高度、管材口徑及規格等關鍵參數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定性的模擬試驗，積累管材破壞模式和破損特征的基礎數據，從而為管材生產企業提供管材材質及結構優化的方案，為設計院提供工程設計、選型的依據，為建設單位、監理單位提供工程質量安全的分析數據。