全面優于鋼筋混凝土管的PE排水排污管

文/河北寶碩管材有限公司 馬彩芹 許艷杰

本文通過介紹PE塑料管道與傳統鋼筋混凝土管道在城市排水排污系統應用中的特性和區別，證明了PE管是一種全面優于鋼筋混凝土管的排水排污管。

城市排水排污系統就是將城市產生的生活污水、雨水、工業廢水形成有組織、有系統的管網進行排除與處理，它是城市基礎設施建設的重要組成部分，對城市規劃、環境保護和人們的生產生活有著重要的影響。

對于大口徑、長距離排水排污管線，可供選擇的管材種類包括：聚乙烯（PE）管、聚氯乙烯（PVC-U）管、混凝土管及玻璃鋼（FRP）管等。

一般條件下排水管道的選擇標準是管道的阻力要小、管道的成本和運行維護費用要低，同時管道材質應具有必要的強度和韌性，材質的使用壽命要長，施工簡便，管道便于維修等。而對于一些雨水較多，比較潮濕的地區，還必須考慮到排水管道材質對腐蝕性的要求。此外，管道的選取還要考慮滲漏的大小，因為污水的滲漏會對地下水和土壤造成環境污染。總而言之，排水管道的選用標準是性能佳、安全可靠、價格合理以及便于安裝維護。

下面通過對PE結構壁管和鋼筋混凝土管各項性能的比較，來說明PE結構壁管全面優于鋼筋混凝土管用于城市排水排污系統。

PE排水排污管

1.密度

PE管材的密度僅為0.93～0.97 g/cm3，相同輸水能力的管子單位米重與鋼筋混凝土管相比僅為后者的1/3。由于重量輕，所以搬運輕便、快捷，運輸能耗降低 65%。

而鋼筋混凝土管的密度為2.1～3.5 g/cm3，重量較重，搬運不方便，且易產生沉降。

2.耐腐蝕性能

PE管耐腐蝕性能很強，不需要采取任何防腐措施，而具有長達50年的使用壽命。同時PE管道在其壽命期內永不結垢，既不會污染水質也不減小輸水能力。相比鋼筋混凝土管，輸水能耗降低5%以上。

鋼筋混凝土管易被腐蝕，很快就會發生滲漏。而且在長年輸水過程中管道內壁很容易結垢，導致管道有效輸水口徑縮小，輸水能力降低。

3.環保衛生性能

PE管道環保、無毒、不滋生細菌且不結垢，不會對地下水和土壤產生二次污染。報廢后，PE管道還可回收利用，因此是一種真正環保的排水排污管道。而鋼筋混凝土管因為管壁有腐蝕發生，會污染土壤，環保衛生性能相對PE管較差。

4.輸水能力

依據如下公式可以計算出管道的輸水能力：

式中，

V——管道流速，單位為m/s；

n——粗糙系數，PE取0.009，鋼筋混凝土管取0.013；

R——水力半徑，單位為m；

I——水力坡度；

Q——管道流量，單位為m3/s；

A——管道截面積，單位為 m2。

假設水力坡度I=0.001，流速V=1.5 m/s，對于口徑均為1 200 mm的兩種管道的流量計算結果為：鋼筋混凝土管Q=1.233 m3/s，PE管Q=1.781 m3/s。

PE管道流量的提高率為：（1.781-1.233）÷1.233=44%

可見，在同樣的直徑下，采用PE管可使輸水能力大大提高。換言之，在相同輸水能力下，采用PE管可以減少坡度，從而減少了鋪設工程費用。

5. 連接方式

PE管連接方式有電熔、熱熔連接或橡膠圈連接，這些方式操作簡單可靠，連接處強度等于或高于本體強度。由于管道接口密封性能好，故障率極低，可有效防止滲漏。

鋼筋混凝土管連接可采用承插式橡膠圈接口、砂漿抹帶接口和鋼絲網抹帶接口方式。這些連接方式在地勢沉降的作用下容易發生泄露，污染地下水和土壤。

6. 強度、剛度和柔韌性

從表面看，PE管強度、剛度不及鋼筋混凝土管，但塑料管屬于柔性管，在受外壓負荷時先變形——橫向外擴，管材周圍的回填土壤可以起到阻止柔性管材變形和外擴的作用，這樣外壓負載就被傳遞和分攤到周圍的回填土壤中去了。所以，同樣外壓負載下柔性管材管壁內的應力較小，在用于埋地排水排污管時并不需要和鋼筋混凝土管一樣的強度和剛度，這一點已經被歐洲等發達國家的應用實踐所證實。

鋼筋混凝土管雖然具有很高的強度和剛度，但當其受外壓時，由于不發生變形，負載不能通過管壁完全傳遞到底部的管床上，從而在管壁內產生彎矩——在管壁上下兩點的應力是外側受拉，內側受壓。并且隨著管材直徑的加大，管壁上的彎矩和應力會急劇加大，造成管子的安全性降低。

7. 施工方面

PE管的施工受環境和地形變化影響小，施工適應彎曲變形能力強，適宜在地勢起伏不平和地基不良、地下水位地區施工。

鋼筋混凝土管受環境和地形變化影響大，施工適應彎曲變形能力差，導致施工費用提高。