談兩類常用市政排水管材的選用

張昌誼　宋　璨

(1.珠海華發城市運營投資控股有限公司，廣東 珠海　519075；　2.珠海興格投資有限公司，廣東 珠海　519075)

0　引言

隨著排水管材的迅速發展，新型排水管材層出不窮，與傳統排水管材一并投入使用到市政排水工程中，本文選取了具有代表性的無壓重力流管中傳統鋼筋混凝土管和新型鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管進行對比分析，對各自優缺點進行了比較，同時結合工程案例與計算，提出合理選用管材的相關建議。

1　兩種常見管材對比分析

1.1　鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管

鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管為近十年來在全國范圍廣泛推行的排水管材，以高密度聚乙烯(PE)為基體，用表面涂敷粘結樹脂的鋼帶成型為波形作為主要支撐結構，并與聚乙烯材料纏繞復合成整體的雙壁螺旋波紋管。鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管屬于柔性管道，其工作機理為管土共同作用，即豎向荷載大部分由管道兩側土體所產生的彈性抗力所平衡，管道的失效通常由變形造成而不是管壁的破壞。

1.2　鋼筋混凝土管

鋼筋混凝土管作為傳統排水管材，采用防水混凝土內配鋼筋，經過振搗而成。鋼筋混凝土管屬于剛性管道，主要依靠管體材料強度支撐外力的管道，在外荷作用下其變形很小，管道的失效是由管壁強度控制。

1.3　兩種常見管材性能對比

結合排水工程實際情況，從結構受力、地質條件、水力條件、溝槽回填、管材單價、施工及后期維護等多方面，對鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管與鋼筋混凝土管兩種常見管材進行了對比分析，具體詳見表1，表2。

表1　兩種常用排水管材性能對比表

從表1可知：鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管在耐久性、溝槽回填及后期維護方面較鋼筋混凝土管處于劣勢。尤其是管徑越大，柔性管施工回填要求越高，倘若回填質量得不到保證時，管土承受外壓能力差，柔性管容易發生變形，當埋地柔性管的變形量超過5%時，管材間的接口及管材與檢查井間的接口可能出現滲水，從而造成溝槽回填土砂土流失，常發生凹陷、破損，管道失效等問題，影響正常使用。上述情況在軟弱土質地區更為顯著。

從表1可知：鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管在運輸、施工快捷方面較鋼筋混凝土管處于優勢，適用于市區交通繁忙路段，可快速實施，減少對現狀交通的影響。

從表2可知：當排水管道管徑不大于600 mm時，鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管管材單價與鋼筋混凝土管較為接近，且前者在管線敷設便捷性、運輸方便性、水密性和水力條件等方面均優于鋼筋混凝土管。當排水管道管徑大于600 mm時，鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管管材較鋼筋混凝土管單價昂貴，加之在工程實例中，前者管徑越大，對溝槽回填要求越高，且管土承受外壓能力較差，管道容易變形失效施工回填要求高。

2　合理確定排水管材與管道埋深關系

2.1　實際工程中管材與管道埋深情況

結合廣東省各地區排水管網工程實際情況，當管道埋深不大于6 m時，宜采用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管；當管道埋深大于6 m時，管道宜采用承插式Ⅱ鋼筋混凝土管。

2.2　按規范判定管材與管道埋深關系

1)管側土綜合變形模量。

按照CECS 223:2007埋地排水用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管管道工程技術規程表C.0.2-1，管側土的綜合變形模量Ed與回填土壓實系數、原狀土標準貫入錘擊數、土的類別有關，其中回填土壓實系數對綜合變形模量影響最為顯著，即溝槽回填土密實度對控制管道的變形有很大影響。

2)管道管頂的最大覆土深度Hmax。

按照CECS 223:2007埋地排水用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管管道工程技術規程表5，管道管頂的最大覆土深度Hmax取決于管材自身的環剛度Sp、管道基礎計算中心角2α、管側土的綜合變形模量Ed、管道豎向直徑的允許變形率，取5%，其中管側土的綜合變形模量、管材自身的環剛度對最大覆土深度影響最為顯著。

3)算例。

按照現有工程設計，排水管材采用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，管腔兩側、管頂0.5 m范圍回填中粗砂或者石屑，密實度不小于90%；管底中粗砂密實度不小于90%，管頂0.5 m以上區域原土分層回填，密實度按地面或路面要求，密實度不小于90%。按照第1)點，管側土綜合變形模量為3 000 kN/m2；按照第2)點，當采用不同環剛度SN8,SN12.5,SN16管道時，管頂的最大覆土深度Hmax分別為4.8 m,5.93 m,6.54 m，其平均埋深約6 m，且可知管道埋深越深則所需環剛度越大，即當管道埋深不大于6 m時，宜采用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管；當管道埋深大于6 m時，管道宜采用承插式Ⅱ鋼筋混凝土管，這正好與實際工程吻合。

3　結語

本文通過對比分析鋼筋混凝土管和鋼帶增強聚乙烯(PE)螺旋波紋管，探討了各自的技術和經濟優劣勢，提出了以下合理選用管材的建議，為同類項目的設計與施工提供參考。

1)建議：當排水管道管徑不大于600 mm時，宜選用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管；當排水管道管徑大于600 mm時，宜選用鋼筋混凝土管，充分發揮各自的優點，性價比較高。

2)建議：當管道埋深不大于6 m時，宜采用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管；當管道埋深大于6 m時，管道宜采用承插式Ⅱ鋼筋混凝土管。