城鎮排水管網改造工程管材的選擇與建議

廣東省建筑設計研究院 廣東廣州 510010

摘要：在市政工程的建設中，由于基礎設施在不斷的增多，對于城鎮排水管網也有了具體的應用。城鎮排水管網改造工程中，為擺脫傳統的排水管材，能夠將其存在的缺點進行改善，在新型管材領域中，針對幾種主要的管材進行了闡述，從經濟角度以及技術方面進行具體的分析，最終選擇出合適的材料。

關鍵詞：排水管網；改造；管材；選擇

1.引言

排水系統的管材必須滿足以下要求：一是要有足夠的強度，以承受外部覆土壓力、車輛壓力、內部水壓力以及在運輸過程中的其它動荷載。二是不滲水，若污水滲出管道會污染地下水、附近地表水體、破壞附近房屋基礎；一旦地下水滲入管渠則導致管渠排水能力下降，污水泵站和污水負荷增大。三是水力性能好、表面光滑，以減少水流阻力，保持暢通。四是耐磨抗腐，從而抵抗污水中雜質的沖刷、磨損，并抵抗污水和地下水的侵蝕作用。五是價格低廉、易于加工，能夠就地取材，進而降低工程造價。

2.城鎮排水管網中管材的選用

隨著我國城市化、工業化的不斷推進，市政建設的步伐迅速加快，相較于傳統的管道管材，新型管材憑借較好的耐高溫高壓、耐腐蝕、耐凍裂、粘附作用小、密封性能好、抗沖擊能力強、過水能力強、施工方便等優點，具有廣闊的應用前景。下面對常見的幾種新型管材進行了分析，結合各種管材的特點，分析其應用的范圍，以便在工程領域中得到更好的應用。

2.1 金屬管材

金屬管材長時間作為給水排水管材中的主導材料，其技術發展成熟。常用的金屬管材主要有鍍鋅鋼管、鑄鐵管、銅管和不銹鋼管。⑴鍍鋅鋼管，其優點是耐高壓，抗震動性能強，重量較輕；缺點是耐腐蝕性差，應用在給水管道時容易引起管道銹蝕，進行微生物鑒定時可發現細菌總數、大腸菌群嚴重超標，嚴重污染水質。因此，冷鍍鋅鋼管現已被禁止使用。⑵鑄鐵管，包括球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管及承插式柔性接口排水鑄鐵管三大類，其中承插式柔性接口排水鑄鐵管是近年來發展的一種新型管材，其優點是管材致密、耐高溫、強度高、抗震性能強、壁厚均勻、抗噪聲性強、使用壽命長、可循環使用、連接可曲撓，具有良好的經濟效益。在高層建筑、環境要求較高的住宅中應用較多。⑶銅管，由于它會產生“銅綠”，當pH<6.5時，產生銹蝕；其質軟，在高速水流沖刷下易磨損，且價格較高，多被用于熱水管道。⑷不銹鋼管，其材料力學性能好、耐腐蝕、耐高溫且膨脹系數小、耐腐蝕性能好，但由于造價高，多被使用于別墅以及賓館等高檔次要求的場所中。

2.2 塑料管材

近年來，新型的塑料管材層出不窮，用于城鎮排水的新型管材主要是塑料管材。在市政工程建設中通常應用的塑料給水管，包括聚乙烯（PE）管、硬聚氯乙烯（UPVC）管、三型無規共聚聚丙烯（PPR）管、聚丙烯類（PP）管、交聯聚乙烯（PEX）管、聚丁烯（PB）管等。

⑴聚乙烯（PE）管?？扇劢有阅芎?，可以采用電熔或熱熔進行連接，因其柔韌性較好、耐高壓、可彎曲、不易刮傷、耐水錘壓力強，能有效的保障供水安全，便于進行工程施工，且施工過程中管道不易損壞，竣工后也不易產生不均勻沉降，管道的生產費用適中，經濟效益較高，在給水管道系統中有廣泛的應用。

⑵硬聚氯乙烯（UPVC）管。具有抗腐蝕能力強、易于粘合、價格低廉、質地堅硬等諸多優點，但耐溫性能差。由于其采用膠水粘接，抗震性能差，且采用的粘接膠水耐溫性能也得不到保障，故在冷水管道系統的供水中應用較多。

⑶三型無規共聚聚丙烯（PPR）管。具有材質輕、強度高、水力條件好、耐高溫高壓、耐腐蝕性能強、不產生銹蝕、不易結垢、衛生無毒、可回收利用、不產生二次污染的優點，是繼UPVC管之后新興發展起來的第4代新型環保管材。近年來，許多國內外學者應用化學方法對PPR管進行改性以優化其性能。經Supaphol等人對PPR進行改性，結果表明：添加合成核劑可使PPR復合材料的成核能力增強，應用性能得到改善。

⑷聚丙烯（PP）管。具有耐腐蝕、強度高、嚴密性好、水流損失小、抗拉彎、價格價廉、使用壽命長、便于安裝且維修方便等特點，廣泛應用于石油、化工、垃圾處理、市政工程建設等行業。

⑸交聯聚乙烯（PEX）管、聚丁烯（PB）管。這兩種管材具有耐高溫、耐熱蠕變性、抗凍、抗脆裂的優點，但熱膨脹性較大，管材價格較貴。特別是PB管，它是高惰性的聚合物材料，化學穩定性強，微生物難以附著生長，多應用在直飲水的管道系統中。

2.3 復合管材

復合新型管材包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼夾砂（RPM）管、鋁塑復合管等。復合管既具有金屬管材與塑料管材的優點，又能彌補不足，成為給水管材中的最佳選擇。因其生產工藝復雜，生產原材料的費用高，故在我國的發展比較緩慢，生產工藝也不成熟。目前復合管材所占給水排水的市場份額還遠不如金屬管材和塑料管材。

⑴玻璃鋼夾砂（RPM）管。玻璃鋼夾砂管管壁由樹脂、玻璃纖維及石英砂等材料所組成，RPM管將這幾種材料的優良性能進行了充分發揮，與傳統材料制造的管道管材相比，玻璃鋼管具有重量輕、耐腐蝕性能強、內表面光滑、使用壽命長（50多年）、維護簡單、安裝與運輸方便、能耗低、經濟效益高等優點。RPM管廣泛應用于城市給排水、工廠強堿及強酸等廢水的輸送中。

⑵鋁塑復合管。其基本由五層構成，中間為一層焊接鋁合金，內外各一層聚乙烯，經膠合層粘結而成，其保溫性能強、附著力強、可彎曲、耐磨、水流阻力小、抗腐蝕、施工方便。在使用過程中，若管材橫向壓力太大，會影響其強度，故要求明管安裝或埋于墻體。該管材主要應用于住宅小區、公共建筑的冷熱水管道系統中。

3.排水管道管材選擇及設計的建議

我國給水排水管道中塑料管的應用較為廣泛，但是塑料管原料品種少，專用料更少，不能滿足工程應用的需要。雖然我國塑料管材生產企業較多，但技術和設備落后、生產能力低，我國管材企業生產規模普遍偏小，企業生產效率低、生產成本高、經濟效益差，達不到經濟生產規模。應用上的技術研究相對薄弱，施工技術差，施工規范不完善，施工工藝不成熟。

舊的排水管網大多采用傳統排水管材（如混凝土管、陶土管等），管道腐爛、接頭滲漏嚴重，排水管網的滲漏和修復對城市環境和城市地下水的污染極為嚴重。開發和優先使用無滲漏、使用壽命長的排水管道已成當務之急。目前，塑料管在民用建筑中大量應用，如小管徑排水管材等。我國石化工業的發展為塑料管的生產提供了充足的原料，管材制造設備和生產技術、設計和施工技術等不斷發展、成熟，在市政工程中以塑料排水管取代傳統材料制作的排水管將成為必然趨勢。同時，針對不同情況及實際工程的要求，在鋼筋混凝土管、塑料管、玻璃夾砂管等管材的基礎上，出現了新管材，這些新管材不僅技術進步，而且經濟合理，更有利于節約投資，將廣泛應用于各種給水排水工程中。

4.結束語

給水排水管材的選用和新型管材的創新對市政建設具有十分重要的意義。在城鎮管網確定管材時不僅要考慮安全性、經濟性、衛生性，而且要考慮節能、可持續發展等綜合因素。采用塑料管材和復合管材，較金屬管材更節能、水流阻力小、材料可回收利用、二次污染小，符合我國節能綠色環保的時代主題。因此，對管道性能進行改良和創新，能夠推進材料技術的繁榮發展，促進新型管材的廣泛應用。

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