为满足城市道路快速施工的要求，埋地化学建材排水管材特别是在上海得到了大规模地应用，特别是中小口径（直径≤1200mm）的排水管道工程，上海中心城区绝大多数使用埋地化学建材管。由于大口径排水管道（直径＞1200mm）埋深通常较深，管材需要承受的荷载也相应增大，出于对化学建材排水管道质量安全和使用寿命的考虑，大口径排水管道中还使用较少。

目前，我国现行的埋地塑料排水管道规范主要有住建部的《埋地塑料排水管道工程技术规程》（CJJ143-2010）和上海建委2002年的《埋地塑料排水管道工程技术规程》（DG/TJ08-308-2002），规范里涉及的设计理论计算是参照国外上世纪90年代末的美国、欧洲和澳洲的相关规范标准，主要适用于DN1000以下的中小口径的排水管道，DN1000以上的大口径埋地塑料管道的理论计算仅是参照执行。

因此，为满足快速施工和日益增长的大口径埋地塑料管的使用需求和研究适应性高的计算理论体系、确定可验证的施工方案，迫切需要开展大口径埋地塑料排水管道的应用研究，形成对大口径埋地塑料管材生产、设计、施工及验收等方面一系列应用技术规定，从而指导上海大口径埋地塑料排水管道的应用。

上海清远科技股份有限公司建成一套大口径塑料管材沙箱试验系统。本套沙箱试验装置由四立柱门式框架结构压力试验机、液压加载装置及油路、传感器测控系统等组成（如图2 所示）。试验有效空间6000mm×3000mm×2000mm，最大试验力200吨力，移动横梁可沿连接梁上下移动调节，工程缸可以沿着移动横梁左右移动调节，方便不同载荷加载点的位置调整及施工操作。沙箱试验装置的总体方案为：将管材铺设试验沟槽内的基础垫层上，按照设计方案的条件回填、夯实，然后施加一定的静载荷于管顶，记录管顶应力和管道径向应变随时间的变化。

1-移动横梁，2-支撑柱，3-压板，4-测试管材，5-混凝土框架

图1 沙箱试验原理示意图

图2 沙箱试验现场及控制室

        借助于该试验系统，可开展对大口径埋地塑料排水管道（管径≥1200mm）的设计指标、施工控制、竣工验收等相关要求的应用研究。如下：

a）产品类型（埋地排水管道、塑料检查井）；

b）管材材质（HDPE、PP、PVC等）；

c）管材结构（波纹管、缠绕管、加筋管、玻璃钢夹砂管等）；

d）管材口径（DN300～DN2400）；

e）回填材料（土、中粗砂、砾石、粉煤灰等）；

f）回填密实度（60～95%范围）；

g）覆土高度（0～15米）；

h）各种道路快速施工回填技术。

借助于沙箱试验系统，可研究不同地面载荷、回填材料、回填密实度、覆土高度、管材口径及规格等关键参数对管材变形率的影响大小，同时开展大口径塑料管材长期稳定性的模拟试验，积累管材破坏模式和破损特征的基础数据，从而为管材生产企业提供管材材质及结构优化的方案，为设计院提供工程设计、选型的依据，为建设单位、监理单位提供工程质量安全的分析数据。