新型管材在市政排水管網(wǎng)中的應用

1、新型管材在市政排水管網(wǎng)中的應用-市政給排水論文摘要:針對新型管材的發(fā)展，從技術、經(jīng)濟的角度進行分析和比較, 為以后市政排水施工、設計提供選擇管材的參考。隨著科技水平的提 高，新型管材在市政排水管網(wǎng)中的應用將越來越廣泛。關鍵詞:新型管材；市政排水;管網(wǎng);運用中圖分類號：TU992.04 文獻標識碼:A 文章編號:1673-0992（2010）07A-0130-02一、引言隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展，市政排水管網(wǎng)建設也得到了 政府部門的高度重視。傳統(tǒng)的排水管材由于其本身固有的一些缺點,已經(jīng)難以適應城市快速發(fā)展的需要。近年來出現(xiàn)了許多新型管材，無論是性能還是施工難易程度都優(yōu)于傳統(tǒng)管材，本文就其中

2、比較典型的幾種管材從技術、經(jīng)濟角度進行綜合比較，以便在管材選擇方面提供二、新型管材綜述市政排水管網(wǎng)較一般管網(wǎng)來說管徑相對較大，一般都在DN400以 上，市場上出現(xiàn)的大口徑新型管材根據(jù)材質的不同，大致可以分為以樹 脂為基體、玻璃纖維為增強料的玻璃鋼管；以HDPE（高密度聚乙烯）為 原料的HDPE管和以UPVC（聚氯乙?。樵蟄PVC管。由于UPVC 在熔融擠出時的流動性很差、熱穩(wěn)定性也差 ，生產(chǎn)大口徑管材是相當 困難的，大口徑聚氯乙烯管的連接問題也困難，目前國內生產(chǎn)的UPVC 排水管管徑絕大部分在DN600以下,比較適合在排水管管徑不大的地 區(qū)使用，而不適合在市政排水管網(wǎng)（相對管徑較大）上使用

3、，故本文不對 該型管材進行論述比較。玻璃鋼纖維纏繞增強熱固性樹脂管，簡稱玻璃鋼管，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(yōu)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(yōu)點，廣泛的應用于化工企業(yè)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(xiàn)了玻璃纖維纏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。HDPE管是一種具有環(huán)狀波紋結構外壁和平滑內壁的新型塑

4、料 管材，目前在生產(chǎn)工藝和使用技術上已經(jīng)十分成熟，在其他國家已經(jīng)得 到了廣泛應用。 HDPE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(yōu)異的環(huán)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）。由于雙 壁波紋管的特殊的波紋管壁結構設計，使得該管在同樣直徑和達到同 樣環(huán)剛度的條件下，用料（HDPE）最省。但受到生產(chǎn)工藝限制，目前國內 能生產(chǎn)的最大口徑也只有 DN1200,使得其推廣受到一定的限制。 H

5、DPE中空壁纏繞管：是一種以HDPE為原料生產(chǎn)矩形管坯，經(jīng)纏繞焊接成型的一種管材。由于其獨特的成型工藝，可生產(chǎn)口徑達3000mm的大口徑管材，這是其他生產(chǎn)工藝難以完成的。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(huán)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(chǎn)成本較高。 金屬內增強聚乙烯（HDPE）螺旋波紋管：是以聚乙烯為主要原料, 經(jīng)過特殊的擠出纏繞成型工藝加工而成的結構壁管，產(chǎn)品由內層為PE層、中間層為經(jīng)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(jīng)涂

6、塑處理的鋼帶與內、外聚乙烯層在熔融狀態(tài)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DN700DN2000。其連接方式主要有：焊接連接、卡箍 連接和熱收縮套接（適用于DN1200以下）。該管的最大優(yōu)勢在于可以 達到其他塑料管材不能達到的環(huán)剛度 （可達16kN/m2）,同時造價相對 低廉。三、綜合造價比較本文以深圳地區(qū)為例，對上述新型管材進行綜合造價比較。為使 比較更符合實際，管道埋深統(tǒng)一按4m計算。（詳見表-1）管道綜合造價比較表-1四、管道設計關鍵環(huán)剛度選擇環(huán)剛度是塑料埋地排水管（新型管材均可認為是塑料排水管）抗外壓負載能力的綜合參數(shù)，也是關鍵的設計參

7、數(shù)。如果管材的環(huán)剛度 太小，管材可能發(fā)生過大變形或出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)破壞。反之，如果環(huán)剛度選擇得太高，必然采用過大的截面慣性矩，將造成用材料太多，成本過 高。外壓負載比較復雜，主要包括土壤重量和地面產(chǎn)生的靜負載，以及 地面上產(chǎn)生的動負載。塑料埋地排水管承受負載的機理也比較復雜，因為塑料管屬于柔性管，在外壓負載下和其周圍的土壤（回填材料）產(chǎn) 生管土共同作用。所以環(huán)剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況， 還取決于鋪設后管道周圍土壤（回填材料）的情況。根據(jù)施工的經(jīng)驗， 在外壓負載下能夠安全使用的因素中，鋪設情況是最主要的。如果鋪 設情況比較好，環(huán)剛度較低的管材也不會有很大變形 ；反之，如果鋪設 情況不好，即

8、使用環(huán)剛度比較高的管材也可能變形過大和出現(xiàn)壓屈失 穩(wěn)。但是，要保證鋪設情況良好并不是都能做到的事，同時也是需要成 本的。結合以往施工及設計經(jīng)驗，我們建議在設計塑料埋地排水管時盡 量選擇較高的環(huán)剛度。直徑在 500毫米以下塑料埋地排水管：一般要 選擇環(huán)剛度8KN/m2的,只有在地質條件好又沒有運輸車輛負載的采 用環(huán)剛度4KN/m2的。直徑在500-1200毫米的塑料埋地排水管：盡量 選擇環(huán)剛度8KN/m2的，如果選擇環(huán)剛度8KN/m2以下的要經(jīng)過結構 設計計算（變形驗算,壓屈失穩(wěn)計算）并嚴格控制鋪設施工的質量（管道 基礎、回填材料、分層夯實等）。直徑1200毫米以上的塑料埋地排水 管:重要工程推薦使用環(huán)剛度較高（環(huán)剛度8KN/m2、以上的）的金屬增 強復合纏繞管和玻璃鋼夾砂管。如果使用環(huán)剛度較低（環(huán)剛度8KN/m2以下）的熱塑性塑料管，務必要經(jīng)過結構設計計算并嚴格控制鋪設施工 的質量。同時,施工必須確保回填質量，回填土密實應符合下列規(guī)定：主 管區(qū)的回填土密實度不應小于95%（按輕型擊實標準，下同）;管道寬度以外次管區(qū)的回填土密實不應小于 90%。五、結語綜上所述,只要設計合理，新型管材運用在市政排水管網(wǎng)中是有 一定優(yōu)勢