淺談新型管材在市政排水工程中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談新型管材在市政排水工程中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：闡述了市政排水工程中常用的管材，新型管材的種類及與傳統(tǒng)管材的優(yōu)缺點比較，同時對新型管材的應(yīng)用趨勢進行綜合性論述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：新型管材；市政排水工程；淺談 </p><p>　　中圖分類號： TU99 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p

2、>　　市政排水工程指城市生活污水、工業(yè)廢水、大氣降水（含雨、雪水）徑流和其他棄水的收集、輸送、凈化、利用和排放。城市排水設(shè)施包括：收集、輸送城市排水的管網(wǎng)、泵站以及污水處理廠和污泥最終處置及相關(guān)設(shè)施。市政排水設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市正常運轉(zhuǎn)的必要條件，城市排水設(shè)計水平的高低是一個城市現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志。近年來，我國加大對市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，市政工程管網(wǎng)建設(shè)得到前所未有的重視。同時，各種排水管道品種不斷豐富

3、，管材的使用尤其是新型管材的使用上產(chǎn)量不斷增加，質(zhì)量不斷提高。本文就市政排水工程中常用的新型管材的應(yīng)用做一淺析。 </p><p>　　一、市政排水工程中目前常用的管材 </p><p>　　市政排水工程中目前普遍使用的管道根據(jù)管道材質(zhì)不同可分為：鋼管、鑄鐵管、混凝土管及塑料管。每種管材根據(jù)適用條件不同又可分為： </p><p>　　（1）鋼管：鋼管分為灰口鑄鐵

4、管和焊接鋼管；（2）鑄鐵管：分為普通鑄鐵管和球墨鑄鐵管；（3）混凝土管：分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、自應(yīng)力鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、混凝土管及鋼筋混凝土管；（4）塑料管：分為硬質(zhì)聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯管（PE）及玻璃鋼夾砂管（FRP）管。 </p><p>　　目前，我國市政排水工程中管道種類繁多，改變了以往單一使用混凝土管、鋼筋混凝土管、灰口鑄鐵管和鋼管等少數(shù)幾種管道的局面。近十幾年來，隨著塑料管

5、的原料合成生產(chǎn)、管材管件制造技術(shù)、設(shè)計理論和施工技術(shù)等方面的發(fā)展和完善，使塑料管在市政排水管道工程中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。 </p><p>　　二、 新型管材的種類及優(yōu)缺點 </p><p>　　2．1 新型管材的種類 </p><p>　　近年來我國生產(chǎn)塑料管道行業(yè)迅猛發(fā)展，市場在不斷擴大，很多塑料管道產(chǎn)品已經(jīng)隨處可見。許多企業(yè)很重視國際先進技術(shù)，重視新產(chǎn)品的開

6、發(fā)和新技術(shù)的引進，并在引進先進加工設(shè)備的同時，不斷增強新產(chǎn)品研發(fā)的力度。一些大中型企業(yè)已經(jīng)擁有了自己的研究開發(fā)中心，具有強大的技術(shù)實力。國內(nèi)塑料管道產(chǎn)品行業(yè)中已經(jīng)擁有多項發(fā)明、新型專利技術(shù)，部分自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品在國際上已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。 </p><p>　　目前，市場上常見的新型市政排水管道管材有：硬聚氯乙烯（PVC－U）平壁管，硬聚氯乙烯（PVC－U）加筋管，硬聚氯乙烯（PVC－U）雙壁波紋管，硬聚氯乙烯（P

7、VC－U）鋼塑復(fù)合纏繞管，氯化聚氯乙烯（CPVC）管，聚丁烯（PB）管，烯腈―丁二烯―苯乙烯塑料管(ABS)，鋁塑料復(fù)合(PAP)管，鋼塑復(fù)合（SP）管，聚乙烯（PE）雙壁波紋管，聚乙烯（PE）纏繞結(jié)構(gòu)壁管，聚乙烯（PE）鋼塑復(fù)合纏繞管，鋼帶增強聚乙烯（PE）螺旋波紋管，增強聚丙烯（FRPP）模壓管，玻璃纖維增強塑料夾砂（RPM）管，高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管，高密度聚乙烯（HDPE）承插式雙壁纏繞排水管等新型管材。 </

8、p><p>　　2．2 新型管材與傳統(tǒng)管材的優(yōu)缺點比較 </p><p>　?。?）塑料管道的特點 </p><p>　　塑料管是以合成樹脂為主要成分的有機高分子材料，其中除主要成分樹脂外，再加入用以改善性能的各種添加劑，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο掠跀D壓機、注射機等設(shè)備和模具中塑制成各種形狀規(guī)格的制品。由于它具有質(zhì)輕、耐腐蝕、外形美觀、無不良氣味、加工容易、施工方便等特點，在

9、建筑工程中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。主要用作房屋建筑的自來水供水系統(tǒng)配管、排水、排氣和排污衛(wèi)生管、地下排水管系統(tǒng)、雨水管以及通訊和電力配套用的穿線套管等。 </p><p>　　市政工程塑料排水管道按管材特性可分為剛性管和柔性管，接口形式分為承插粘接、承插膠圈接口、內(nèi)套管粘接、雙承膠圈接口、哈夫外固接口、電熔、熱熔接口、不銹鋼卡箍接口、內(nèi)套管焊接及內(nèi)套管焊接熱熔等形式。管道公稱直徑根據(jù)不同使用要求及自身強度分為DN

10、150mm～DN3000mm不等，DN150mm～DN500mm管道主要作為建筑小區(qū)內(nèi)配套工程中使用，DN300mm～DN3000mm管道主要作為市政道路排水配套工程中使用。其中高密度聚乙烯（HDPE）承插式雙壁纏繞管可以生產(chǎn)公稱直徑為DN3000mm的管道。管道基礎(chǔ)在一般土質(zhì)情況下基底鋪設(shè)100mm粗砂墊層，在較差土質(zhì)情況下基底鋪設(shè)200mm砂礫石墊層。塑料管道回填時一般要求管道管頂以上0.5m范圍內(nèi)回填土石屑。 </p>

11、<p>　　塑料管道具有較好的柔性、沖擊強度、拉伸強度和耐磨性。從表面上看，塑料埋地排水管是不及混凝土排水管，特別是鋼筋混凝土管。但塑料管屬于柔性管，在受外壓負荷時，柔性管的承受負載的機理是完全不同的。柔性管在受壓破壞之前可以有較大的變形，而剛性管不可能有較大變形。同樣外壓負載下柔性管管壁內(nèi)的應(yīng)力較小，它和周圍的回填土共同承受負載，管土共同作用。因此，塑料埋地排水管不需要和剛性混凝土管一樣的強度和剛度，在合理的剛度下，完全

12、達到使用要求，在使用壽命、耐腐蝕方面，塑料管的優(yōu)點最為突出。埋地排水管輸送的生活污水和雨水具有腐蝕性，或成酸性或成堿性，生產(chǎn)污水如工業(yè)排水更是具有強腐蝕性，塑料埋地排水管的耐腐蝕性遠勝于金屬管，也明顯優(yōu)于混凝土管。同時，塑料埋地排水管的抗磨損性也很好。在不做任何防腐處理，正常使用條件下材料壽命可達50年之久。 塑料管內(nèi)壁光滑，與金屬管、水泥管相比輸送流體的水頭損失小30%。在同樣輸送能力狀況下，管徑可減少20%左右。由于管壁光滑，不易

13、在管壁上結(jié)垢，因此不會出現(xiàn)隨使用年限增加而使壓力損失增大的現(xiàn)象。 </p><p>　　在管材接口密封方面，塑料管的連接比較可靠。塑料管一般采用承插膠圈接口或熱熔連接，密閉性較好。尤其在抗沉降方面，塑料管的管道允許變形量比傳統(tǒng)管道高，所以接口處不容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。 </p><p>　　在管道鋪設(shè)安裝方面，塑料埋地排水管的優(yōu)點也非常突出：重量輕、單節(jié)管道長度長、接口少，對于管溝和基礎(chǔ)的要求

14、低，連接方便，施工便捷。而混凝土管的基礎(chǔ)和連接處需要進行養(yǎng)護，在城市擁擠或地質(zhì)惡劣地區(qū)，塑料埋地排水管的優(yōu)點更明顯。 </p><p>　　在綜合經(jīng)濟性方面，塑料埋地排水管的優(yōu)勢正在被越來越多的用戶所認識。雖然塑料排水管的價格比傳統(tǒng)管道高，但是在安裝、施工等方面較傳統(tǒng)管道方便。經(jīng)國內(nèi)外的多年工程實踐證明，采用塑料埋地排水管的工程中造價常常低于傳統(tǒng)排水管。 </p><p>　?。?）常用塑

15、料管道與傳統(tǒng)管道的優(yōu)缺點比較： </p><p>　　目前在市政排水工程中較常用的塑料管有玻璃鋼夾砂復(fù)合管、高密度聚乙烯管（HDPE）、增強聚丙稀管（FRPP）、硬聚氯乙烯管（PVC-U）及聚乙烯（HDPE）塑鋼纏繞管。下面就這些常用的塑料管與傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管及鋼筋混凝土管的優(yōu)缺點進行比較： </p><p><b>　　、鋼管： </b></p>&

16、lt;p>　　優(yōu)點：a、強度高，具有良好的韌性； </p><p>　　b、管材及管件易加工； </p><p>　　c、適應(yīng)地形復(fù)雜的地段。 </p><p>　　缺點：a、剛度小，易變形； </p><p>　　b、襯里及外防腐要求嚴(yán)格，必要時需作陰極保護； </p><p>　　c、施工過程中組合焊接工作量

17、大，造價較高。 </p><p><b>　?、凇㈣T鐵管： </b></p><p>　　優(yōu)點：a、具有較大的延伸率、剛度、抗拉強度； </p><p>　　b、具有較強的承受土壤荷載及地面動荷載的能力； </p><p>　　c、耐腐蝕性好、使用壽命長。 </p><p>　　缺點：a、管體笨重

18、，安裝時需使用機械； </p><p><b>　　b、抗壓力低。 </b></p><p>　?、?、鋼筋混凝土管： </p><p>　　優(yōu)點：a、混凝土管對各種地基的適應(yīng)能力強； </p><p>　　b、工后回填要求不嚴(yán)格； </p><p><b>　　c、造價低。 </b

19、></p><p>　　缺點：a、重量大，一般需要機械吊裝安裝； </p><p>　　b、尚無標(biāo)準(zhǔn)配件，不宜使用于配件及支管過多的管線。 </p><p>　　④、玻璃鋼夾砂復(fù)合管 </p><p>　　優(yōu)點：a、耐腐蝕性好，對水質(zhì)無影響，比傳統(tǒng)管材的使用壽命長，其設(shè)計使用壽命一般為50年以上； </p><p&g

20、t;　　b、防污抗蛀、耐熱性、抗凍性好：在-30℃狀態(tài)下，仍具有良好的韌性和極高的強度，可在-50℃～80℃的范圍內(nèi)長期使用，采用特殊配方的樹脂還可在110℃以上的溫度工作； </p><p>　　c、自重輕、強度高，運輸安裝方便； </p><p>　　d、摩擦阻力小，輸送能力高； </p><p>　　e、電、熱絕緣性好、耐磨性好； </p>&l

21、t;p><b>　　f、適應(yīng)性強。 </b></p><p>　　缺點：a、管材價格較高； </p><p>　　b、回填要求嚴(yán)格。 </p><p>　?、荨⒏呙芏染垡蚁┕埽℉DPE）： </p><p>　　優(yōu)點：a、結(jié)構(gòu)獨特、富有彈性，抗壓耐沖擊； </p><p>　　b、耐磨損強、

22、摩擦阻力小、輸送能力高，能顯著減少管道的沿程； </p><p>　　c、重量輕、強度高，施工運輸安裝方便； </p><p>　　e、耐腐蝕性好，不必做內(nèi)外防腐； </p><p>　　f、壽命長、耐寒抗曬、埋地使用年限較長。 </p><p>　　缺點：a、管道采用電熱熔接口，日常維修困難。 </p><p>　　

23、b、對回填要求高； </p><p>　　c、管材價格相對較高。 </p><p>　　⑥、增強聚丙稀管（FRPP）： </p><p>　　優(yōu)點：a、具有較大的強度、剛性和抗沖擊性； </p><p>　　b、摩擦阻力小、壽命長、安裝方便； </p><p>　　c、內(nèi)壁光滑、不結(jié)垢、接口允許轉(zhuǎn)角大； </p&

24、gt;<p>　　d、摩擦阻力小，運輸能力大。 </p><p>　　缺點：a、管道復(fù)土在4m以內(nèi)； </p><p>　　b、要求回填處理嚴(yán)格； </p><p>　　c、管材價格較高。 </p><p>　?、?、硬聚氯乙烯管（PVC-U）： </p><p>　　優(yōu)點：a、具有重量輕、摩擦阻力小、內(nèi)表

25、面光滑、無水垢、無沉淀等優(yōu)點； </p><p>　　b、具有高抗磨強度，延長管道的使用壽命； </p><p>　　c、接口為承插口，施工安裝方便，運輸能力大。 </p><p>　　缺點：a、對回填要求高； </p><p>　　b、管材價格相對較高； </p><p><b>　　c、管材系列少。 &l

26、t;/b></p><p>　?、唷⒕垡蚁℉DPE）塑鋼纏繞管： </p><p>　　聚乙烯塑鋼纏繞管是由鋼塑復(fù)合的異型帶材經(jīng)纏繞并擠出焊接而成的排水管。以普通碳素結(jié)構(gòu)鋼帶作為管材骨架加強筋，構(gòu)成管材環(huán)剛度，以高密度聚乙烯作為鋼帶的包覆防腐及管壁材料。 </p><p>　　優(yōu)點：a、內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)小（0.009～0.01），相同管徑下，過流能力增加1

27、0%-20%；沉淀物在管道中不易產(chǎn)生聚集，長期使用后摩阻幾乎不變。 </p><p>　　b、重量輕，為混凝土管的10%，不需大型吊裝設(shè)備，施工速度快； </p><p>　　c、柔性管材，適應(yīng)地質(zhì)不均勻沉降，防腐蝕能力強，使用壽命長。 </p><p>　　缺點：a、管道開槽斷面小，回填要求標(biāo)準(zhǔn)高； </p><p>　　b、管材價格相對較

28、高； </p><p>　　三、新型管材的應(yīng)用趨勢 </p><p>　　由于近些年我國加大了對市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，加大了對城市積水片的改造及城市污水的處理，因此市政工程中排水管網(wǎng)建設(shè)得到前所未有的重視。排水塑料管材也得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　1、污水再利用對城市排水管網(wǎng)提出了更高的要求。國家投入巨資對城市污水進行綜合治理，如果排水管道使用壽命

29、短，滲漏嚴(yán)重，造成地下水和環(huán)境的污染，是對國家資源浪費。根據(jù)有關(guān)資料顯示，國內(nèi)多個城市供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象非常嚴(yán)重。排水管網(wǎng)過去更是重視不夠，所采用的管道（如混凝土管、陶制管等）95%以上是用傳統(tǒng)材料制作，管道施工工藝和施工質(zhì)量相對較低，管道破損和接頭滲漏情況尤為嚴(yán)重。地下水源90%以上受到生活污水管道滲漏出的污水所污染，因而開發(fā)和優(yōu)先使用無滲漏、使用壽命長的排水管道已成當(dāng)務(wù)之急。 </p><p>　　2、市政排

30、水管道更新改造也是很有潛力的市場。過去，由于我國的環(huán)保意識不強，對城市排污管道建設(shè)投資不重視。尤其是排水管網(wǎng)的滲漏和修復(fù)對城市環(huán)境和城市地下水的污染極為嚴(yán)重。另一方面，由于過去城市排水管網(wǎng)設(shè)計的口徑普遍較小，相對于日益增多的城市人口和城市不斷擴大，顯然不能滿足排水要求。目前，各級政府已經(jīng)高度重視，要求對落后的城市排水管道進行更新改造。 </p><p>　　3、雨水收集管網(wǎng)建設(shè)及海水淡化利用，對排水管的需求將不

31、斷增加。發(fā)達國家在街道、公路、高速公路埋設(shè)雨水收集管道，對雨水進行收集處理非常普遍。我國水資源嚴(yán)重缺乏，對雨水進行收集處理利用，在沿海缺水城市對海水進行淡化利用，將有可效緩解其嚴(yán)重的缺水問題。 </p><p>　　4、另一方面，隨著我國石化工業(yè)的發(fā)展，為塑料管的生產(chǎn)提供充足的原料，管材制造設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)計和施工技術(shù)等方面不斷發(fā)展和成熟，在市政工程中塑料管應(yīng)用趨勢將呈現(xiàn)以下幾個特點： </p>

32、<p>　?。?）、往柔性接口型式發(fā)展。用平口管安裝成管道，用水泥砂漿封縫或用套環(huán)連接防不了污水外溢，隨著社會的發(fā)展，它必將被淘汰。未來發(fā)展趨勢是使用柔性結(jié)合的承接口式排水管。 </p><p>　　（2）、大口徑、多品種化發(fā)展趨勢。自離心工藝的最大管徑2000mm企口管誕生后，目前可生產(chǎn)到2800mm.生產(chǎn)3000mmF型大口徑鋼筋混凝土管也成為可能，未來越來越多的直徑在2000mm以上排水管將

33、都將被采用。 </p><p>　　（3）、低壓力排水管發(fā)展趨勢。帶低壓運行的排水管不僅是設(shè)計需要，而且可以減少內(nèi)壁腐蝕的出現(xiàn)。低壓排水管可以用壓力管的生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)，綜合成本可以與排水管同比接近。 </p><p>　?。?）、綠色混凝土管發(fā)展趨勢。在排水管的混凝土中可以應(yīng)用很多有利于環(huán)保的工業(yè)廢料，從而促進綠色混凝土在排水管材中的應(yīng)用。 </p><p>　

34、?。?）、高耐久性方向發(fā)展趨勢。我國使用排水管時間不長，在其設(shè)計壽命的驗證方面尚缺少數(shù)據(jù)，但污水對混凝土管的腐蝕是一個不爭的事實。不僅僅是排放有腐蝕介質(zhì)的管道，普通生活污水管也存在耐腐蝕問題，而耐腐蝕管的生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵是突破以往水泥作為混凝土膠凝材料的觀念，通過摻合料來改變混凝土的生成產(chǎn)物從而達到耐腐蝕的目的。這種排水管的應(yīng)用將進一步拓廣排水管的應(yīng)用領(lǐng)域。 </p><p>　　隨著城市化進程的加快，城市人口急劇

35、增加，排水新型管材應(yīng)用將迎來廣泛發(fā)展趨勢。 </p><p><b>　　四、束語 </b></p><p>　　塑料材料作為一種新型的化學(xué)建材取得了迅速發(fā)展。塑料排水管與傳統(tǒng)的鑄鐵管、鋼筋混凝土管材相比優(yōu)勢突出。同時，新型大口徑塑料排水管，不再容易被壓破裂，真正起到了提高管材環(huán)剛度和耐壓強度的作用，使得大口徑市政排水管道中使用塑料排水管成為可行，而這種能耗小，技術(shù)

36、含量高的新建材的應(yīng)用將是國內(nèi)市政建設(shè)中的必然趨勢。因此，對塑料排水管材料才的特性及施工進行深入分析具有重要的現(xiàn)實意義。參考文獻 </p><p>　　[1] 高立新.塑料管在市政工程中的應(yīng)用[J].給水排水，2003，（4）。 </p><p>　　[2] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。《埋地聚乙烯排水管道工程技術(shù)規(guī)程》CECS164：2004 </p><p>　　

37、[3] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。《埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技術(shù)規(guī)程》 </p><p>　　CECS122：2001 </p><p>　　[4] 塑料管道行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展.陳力輝王占杰.中國塑料加工工業(yè)協(xié)會塑料管道專業(yè)委員會2007年年會. 25-32 </p><p>　　[5] 塑料管道的發(fā)展及其給排水應(yīng)用. 王永峰231-235 </p>