針對市政排水工程管材選用問題探索研究

汪森　劉一檸

摘要： 隨著國家經濟建設的大規模發展，我國給排水工程也得到了飛速發展，而水管材質選擇適當與否對給排水工程顯得最為重要。本文首先對幾種常用市政排水管材進行了比較，然后分析了各種管材的優缺點，在此談了談自己的看法，希望能為市政排水設計的管材選用提供參考。

關鍵詞： 市政排水； 常用管材； 比較； 性能； 設計；

前言

隨著我國經濟持續快速的發展，城市規模不斷擴大。作為城市重要的基礎設施——市政排水管網，也得到了政府部門的大力支持、在原來基礎上更加完善。市政排水管道作為基礎設施，要為城市服務近百年。所以市政管材要因地制宜科學選用。只要設計合理，新型管材運用在市政排水管網中是有一定優勢的，隨著科技水平的提高，新型管材的成本將進一步降低，全面替代傳統管材將指日可待?，F在就常用管材的一些特性，優缺點，使用范圍做一簡要論述。

一、市政排水工程常用管材特性分析

1.混凝土管和鋼筋混凝土管?；炷凉芎弯摻罨炷凉苓m用于排除雨水。污水，可在專門工廠預制，也可在現場澆制。分混凝土管、輕型鋼筋混凝土管、重型鋼筋混凝土管3種。管口通常有承插式、啟口式、平口式。混凝土管適用于管徑較小的無壓管。當管道埋深較大或鋪設在土質條件不良的地段，為抗外壓時通常考慮采用鋼筋混凝土管。混凝土管和鋼筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根據抗壓的不同要求，制成無壓管。低壓管。預應力管等，所以在排水管道系統中得到普遍應用?；炷凉芎弯摻罨炷凉艹米饕话阕粤髋潘艿劳?，鋼筋混凝土管和預應力鋼筋混凝土管也可用作泵站的壓力管和倒虹管。它們的主要缺點是耐酸堿腐蝕及抗滲性差，管節短、接頭多、施工復雜。在地震強度大于8度的地區及飽和松砂、淤泥土質、充填土、雜填土的地區不易敷設。另外管徑較大時自重較大，不易搬運。

2.金屬管。常用金屬管有鑄鐵管及鋼管。室外重力流排水管道一般很少采用金屬管，只有當排水管道承受較大內壓或外壓時或對滲漏有較高要求時，如穿越鐵路，河道的倒虹管或靠近給水管道的房屋基礎時，及排水泵站的進出水管用金屬管。才采用金屬管，在地震烈度大于8度或地下水位高，流沙嚴重的地區也采用金屬管。金屬管質地堅固，抗壓，抗震，抗滲性能好；內壁光滑，水流阻力小管子每節長度大，街頭少。但價格昂貴，鋼管抗酸堿腐蝕及地下水侵蝕的性能差。目前，國內排水管材大多數采用鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管作為排水管使用存在著許多弊端：（1）理化性能不穩定，使用壽命短；（2）綜合經濟指標高；（3）其生產不符合節能環保政策。

3.HDPE管是一種具有環狀波紋結構外壁和平滑內壁的新型塑料管材，由于管道規格不同，管壁結構也有差別。根據管壁結構的不同，HDPE管可分為雙壁波紋管和纏繞增強管兩種類型。 （1）HDPE雙壁波紋管。雙壁波紋管是由HDPE同時擠出的波紋外壁和一層光滑內壁一次熔結擠壓成型的，管壁截面為雙層結構，其內壁光滑平整，外壁為等矩排列的具有梯形中空結構的管材。具有優異的環剛度和良好的強度與韌性，重量輕、耐沖擊性強、不易破損等特點，且運輸安裝方便。管道主要采用橡膠圈承插連接（也可采用熱縮帶連接）。（2）HDPE中空壁纏繞管。它是一種以HDPE為原料生產矩形管坯，經纏繞焊接成型的一種管材。由于其獨特的成型工藝，可生產口徑達3000mm的大口徑管材，這是其他生產工藝難以完成甚至于無法完成的。此種管材與雙壁波紋管在性能上基本一致，管道連接主要采用熱熔帶連接方式，連接成本較雙壁波紋管略高；另外，該管的一個主要缺點是在同樣直徑和達到同樣環剛度下，一般要比直接擠出的雙壁波紋管耗費更多的原材料，因此，其生產成本較高。（3）金屬內增強聚乙烯（HDPE）螺旋波紋管。它是以聚乙烯為主要原料，經過特殊的擠出纏繞成型工藝加工而成的結構壁管，產品由內層為PE層、中間層為經涂塑處理的金屬鋼帶層、外層為PE層的三層特殊結構構成。經涂塑處理的鋼帶與內、外聚乙烯層在熔融狀態下復合，使其有機的融為一體，即提高了管材的強度，又解決了鋼帶外露易腐蝕的問題。管徑從DN700～DN2000。

4.玻璃鋼纖維纏繞增強熱固性樹脂管，簡稱玻璃鋼管，是一種新型的復合管材，它主要以玻璃纖維作為增強材料，以樹脂為基體制成，以其優異的耐腐蝕性能、輕質高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優點，廣泛的應用于化工企業腐蝕性介質輸送以及城市給排水工程等諸多領域。隨著玻璃鋼管的普及應用，又出現了玻璃纖維繞增強熱固性樹脂夾砂管，簡稱夾砂玻璃鋼管（RPMP管），這種管道從性能上提高了管材剛度，降低了成本。接頭一般采用承插連接方式，兩道“O”型密封圈。安裝方便、可靠、密封性、耐腐蝕性好，接頭可在小角度范圍內任意調整管線的方向。

二、玻璃鋼管材的特點分析

1.具有優良的物理力學性能。玻璃鋼管材的密度通常為1.8-2.1g/cm3，約為鋼的1/4，比鋼材、鑄鐵和塑料等的比強度都高。玻璃鋼管的重量一般都不大于同規格鋼管的1/3，物理力學性能優異。此外，玻璃鋼管的熱膨脹系數與鋼大體相當，熱傳導系數只有鋼的0.5%，是一種很好的熱和電絕緣材料。

2.耐化學腐蝕，使用壽命長。玻璃鋼管具有特殊的耐化學腐蝕性能，在管道縱橫交錯、星羅棋布的環境下，可根據介質的要求選擇不同的耐腐蝕管道。

3.水力特性優異。水力學特性是玻璃鋼管道的重要特性之一。水力學特性優異意味著流體壓頭損失小，可以選用較小的管徑或功率較小的輸送泵，從而減少管線工程初期投資、節省電能，降低運行成本。

4.安裝、維護費用低。一般來說，玻璃鋼管不需要特殊的防腐處理；保溫層可以減薄，甚至不另做保溫處理；管道比較輕，吊裝設備噸位小，功率消耗少；單根玻璃鋼管道長，現場接頭少，施工快捷、方便。

5.設計靈活性大，改型周期短。玻璃鋼管是將浸有樹脂基體的纖維增強材料，按照特定的工藝條件逐層纏到芯模上并進行適當固化而制成的，管壁是一種層狀結構，可以通過改變樹脂系統或采用不同的增強材料來調整玻璃鋼管的各項物理和化學性能，以適應不同介質和工作條件制成不同壓力等級或具有某種特殊性能的玻璃鋼管。改型周期短，則是纖維纏繞復合材料的顯著特點，各向同性的金屬管材無法與其相比。

6.不污染介質。玻璃鋼管道交聯密度高，無味、無臭、無毒、無雜質剝離和脫落，沒有腐蝕結垢，不產生微生物、細菌、鐵離子等，因而對所輸送介質不產生任何污染。

三、結語

隨著全國各個城市的市政建設中不斷引入與開發了新型給排水管材，從而使各類管道管材都能在使用中發揮出十分重要的作用與價值。應當說，水管之選擇要綜合管材的衛生、性能、價格、安裝維修等多種因素加以考慮，這樣才能選出合理的最佳管材，并避免由于管材選擇不佳而導致的各種直接與間接損失，從而達到最為滿意之效果?？偟恼f來，水管的選擇應綜合管材的衛生、性能、成本、使用壽命、安裝維修、而寸腐蝕、密封性、水力條件、防火性、防噪聲、熱膨脹系數、收縮系數、強度、耐用、安全、環保等多種因素來考慮，才能選擇出相應的最佳管材，避免因管材選擇欠佳造成的各種直接、間接損失，達到最佳滿意的效果。