建筑管道鋪設(shè)

1、5.5 管道工程5.5.1 配水管管材比選供水工程的根本任務(wù)是連續(xù)供應(yīng)有壓力的水， 同時(shí)降低輸水費(fèi)用， 配水管道作為供水系 統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)， 影響著工程總投資， 運(yùn)行費(fèi)用以及供水系統(tǒng)的安全性。 通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)來(lái)確定 配水管道管材，管徑及管線的附屬設(shè)備。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，采用符合要求、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的管材需滿足一下要求：（ 1） 安全可靠性好， 能承受一定的內(nèi)外荷載， 具有良好的封閉性和抗震性， 漏損率低， 爆管少，既要耐腐蝕，又不會(huì)向水中析出有毒有害物質(zhì)。（ 2） 使用年限長(zhǎng)，運(yùn)行成本低，管道材料來(lái)源廣，管件規(guī)格齊全，運(yùn)行方便，維護(hù)管 理簡(jiǎn)單。（ 3） 水力條件好，內(nèi)壁光滑不易結(jié)垢，管路暢通

2、，水頭損失少，確保服務(wù)水頭，降低 動(dòng)力消耗。（ 4） 綜合造價(jià)低，不僅管材本身的造價(jià)還應(yīng)包括運(yùn)輸、施工、安裝等等。（ 5） 加工、運(yùn)輸、施工、維護(hù)方便。由于供水工程供水規(guī)模大，供水管線的設(shè)計(jì)管徑較大，PVC U管沒(méi)有DN500以上的管材，故本次設(shè)計(jì)管材比較選用供水工程常用的鋼管、 PE 管，玻璃鋼管（工藝管） 、球 墨鑄鐵管做管材材質(zhì)方案比較。5.5.1.1 管材特性分析（1）鋼管 鋼管的技術(shù)性能好，安全性高，有極好的機(jī)械強(qiáng)度，可以承受極高的內(nèi)壓和外壓，韌性好，耐沖擊，對(duì)復(fù)雜的地形地質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，尤其在過(guò)河、山區(qū)、過(guò)鐵路等地 段鋼管是一種比較合適的管材。缺點(diǎn)是管道防腐要求高，加工要求精度高

3、，維護(hù)工作量 大，耐腐蝕性差，管道造價(jià)較高，現(xiàn)場(chǎng)的工作量較大。（2）PE 管PE管主要原料為優(yōu)質(zhì)聚乙烯樹脂，它除具有塑料管的共性外，還具有以下特點(diǎn)： 管道的連接方式多樣化，施工簡(jiǎn)單、可以根據(jù)實(shí)際情況采用不同的連接方式。其連接方 法主要有：電熔連接、熱熔連接、鋼塑連接。耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)50年。密閉性能好，接口材質(zhì)結(jié)構(gòu)與管材相同，可有效抵抗內(nèi)壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力，不 存在接口扭曲造成泄漏的危險(xiǎn)。維修方便，可以不停水維修和安裝。低溫抗沖擊性 好，可在-2040oC范圍內(nèi)安全使用，不會(huì)發(fā)生管材脆裂。耐磨性好，內(nèi)壁光滑，水力條件好。韌性好，撓性高，斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)500 %，對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉

4、降和錯(cuò)位適應(yīng)能力強(qiáng)。（3）玻璃鋼管（工藝管） 玻璃鋼管（工藝管）技術(shù)性能好，材料的比重只有鑄鐵的14，砼管的 110，運(yùn)輸、安裝較為簡(jiǎn)易，成不低；強(qiáng)度、剛度較高，耐腐蝕性強(qiáng)；不結(jié)垢、無(wú)毒、質(zhì)輕及表 面光潔；管內(nèi)壁光滑阻力小，流速高，耐用；保溫、抗凍性好；工程壽命較長(zhǎng)；缺點(diǎn)是 其施工要求較高。（4）球墨鑄鐵管 球墨鑄鐵管技術(shù)性能好，耐腐蝕性強(qiáng)，管內(nèi)壁光滑，采用T 型橡膠圈柔性接口，使用壽命長(zhǎng)。具有以下明顯的特點(diǎn)：可承受的內(nèi)水壓力達(dá)到3.0Mpa，其延伸率、剛度、抗拉強(qiáng)度均較大；大口徑配件（特別是彎頭）尺寸較大，現(xiàn)階段城市道路下主要還是采用鋼制管配件；接口通常采用承插口，系柔性接口，耐震動(dòng)、拆裝方

5、便，承受局部 沉陷能力較強(qiáng)，可在管內(nèi)有少量余水的情況下維修；水泥砂漿襯里在某些情況下會(huì)對(duì) 水質(zhì)產(chǎn)生不利影響，在外沖擊、內(nèi)壓、溫度變化等條件下，水泥砂漿襯里易裂紋，導(dǎo)致 水分滲入，甚至剝落，致使水阻力增大，影響水質(zhì)。一般40年得使用壽命，比鋼管的使用壽命長(zhǎng)。安裝難度大、要求高，否則接口處易滑脫、漏水。造價(jià)較高，略低于 鋼管。5.5.1.2 安全可靠性分析 鋼管：安全性好，抗震、承受內(nèi)外壓能力強(qiáng)，但內(nèi)外防腐質(zhì)量影響使用壽命，故在施工時(shí)對(duì)防腐質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。PE 管：安全性好，采用食品級(jí)聚乙烯樹脂為原料，衛(wèi)生無(wú)毒，斷裂伸長(zhǎng)率較高，韌 性、撓性好，對(duì)地基不均勻沉降和錯(cuò)位有較強(qiáng)的適應(yīng)性。玻璃鋼管（工藝

6、管） ：安全性較好，耐腐蝕性強(qiáng)；不結(jié)垢、無(wú)毒、輕質(zhì)及表面光潔； 保溫、抗凍性好，缺點(diǎn)是其施工要求較高。球墨鑄鐵管：安全性較好，國(guó)外使用較普遍，國(guó)內(nèi)也已廣泛使用。施工時(shí)需保證接 口質(zhì)量。5.5.1.3 水力性能分析 決定管材水力性能的因素主要為摩阻系數(shù)，不同管材的內(nèi)壁摩阻系數(shù)不同。工程中應(yīng)選擇在相同的流量 Q、相同內(nèi)徑，一定輸送距離下水頭損失hf較小的管材，以節(jié)約動(dòng)力費(fèi)用和管材投資。水頭損失計(jì)算公式：h f =入（）將V = 及入=代入式（）得:h f =（ ）另將曼寧公式 C= 代入式（ ）得:h f =（ ）式中：hf 管道沿程水頭損失，m；I管長(zhǎng)，m;Q管道通過(guò)流量，m3/d管內(nèi)徑，mm;

7、C 謝才系數(shù)；n管內(nèi)壁摩阻系數(shù)；由式（ ）可知，在相同流量、相同內(nèi)徑，相同輸送距離的條件下，管道的沿程水力 損失與管道內(nèi)壁摩阻系數(shù)的平方成正比， 鋼管和球墨鑄鐵管的管壁摩阻系數(shù)為0.0125，玻璃鋼管的摩阻系數(shù)為 0.009。在流量Q、管道內(nèi)徑d、管道長(zhǎng)度I都相同的情況下，設(shè)鋼管、球 墨鑄鐵管的水頭損失為hl, PE管的水頭損失為 h2，玻璃鋼管的水頭損失為h3,三者之間關(guān)系為h1=1.9h3，h2=1.36h3。所以在相同流量、相同管內(nèi)徑條件下，玻璃鋼管所需要的總 壓力較其他鋼管的低，沿程損失可以減少 35以上，能夠節(jié)省動(dòng)力消耗，玻璃鋼管的水力 性能優(yōu)于鋼管和 PE管、球墨鑄鐵管。5.5.1

8、.4 施工條件分析 這四種管材施工現(xiàn)場(chǎng)上土方量相差不大。鋼管、球墨鑄鐵管現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸、吊裝費(fèi)用較大,玻璃鋼管和PE管較小。鋼管現(xiàn)場(chǎng)的內(nèi)、外壁防腐工作量較大,其他管材防腐工作量較少。鋼管需要電焊安裝，電焊工作難度大，接口防腐工作量大；玻璃鋼管采用“O'型圈密封承插連接（或法蘭連接、螺紋連接），安裝速度較快；PE管熱熔連接，焊接容易，安裝速度快,接口少,操作簡(jiǎn)單；球墨鑄鐵管為橡膠圈連接安裝,安裝較快,對(duì)一次安裝成型要求 較高,否則易脫環(huán)漏水。5.5.1.5 運(yùn)行維護(hù)分析由于PE管、玻璃鋼管內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)較其他管材低，同管徑比較單位長(zhǎng)度動(dòng)力消耗少, 因此上述管材的運(yùn)行費(fèi)用較低。鋼管的日常維護(hù)

9、費(fèi)較高,包括防腐層的定期修補(bǔ)、加強(qiáng)等費(fèi)用，其他管材的維護(hù)費(fèi)則較少。玻璃鋼管一般情況下不需維修，如需維修，其切割、 安裝也非常方便，其他管材維修難度由小到大依次為PE管、鋼管、球墨鑄鐵管。管材價(jià)格比較管材價(jià)格比較表表5-3管材型號(hào)價(jià)格型號(hào)價(jià)格玻璃鋼管（工藝管）800mm(1.0Mpa)868.25 元 / m800mm(1.25Mpa)908.5 元 / m鋼管800mm(r=8mm)1271.3 元/ m800mm(r=10mm)1589.2 元 / mPE管800mm(1.0Mpa)1588.4 元 / m800mm(1.25Mpa)1892.9 元 / m球墨鑄鐵管800mm(1.0Mpa)923.7 元 / m800mm(1.25Mpa)1067.3 元 / m（以上管材價(jià)格均為考慮防腐、安裝價(jià)格）推薦管材本工程輸、配水線路地質(zhì)條件較好，不存在堅(jiān)硬和散落巖石，推薦輸、配水管線管材在保證供水安全的前提下，采用投資成本低、漏損率較低，安全性能好，維修方便的管材。根據(jù)以上各種管材優(yōu)缺點(diǎn)比較，結(jié)合地質(zhì)條件及現(xiàn)狀供水工程管材應(yīng)用情況，綜合考慮，推薦玻璃鋼夾砂供水管為本次供水?dāng)U容工程的輸、配水管線的管材輸、配水管管徑選擇輸、配水管的直徑與輸水