新型排水管材應(yīng)用研究

新型排水管材應(yīng)用研究

摘要：用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品種包括：聚氯乙烯管、聚氯乙烯雙壁波紋管、玻璃鋼夾砂管、塑料螺旋纏繞管、聚氯乙烯徑向加筋管等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對(duì)新型排水管材的研究以HDPE管為主。

關(guān)鍵詞：HDPE新型管材纏繞管結(jié)構(gòu)

一、概況

根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于發(fā)布化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品的公告》精神，應(yīng)用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品種包括：聚氯乙烯管、聚氯乙烯芯層發(fā)泡管、聚氯乙烯雙壁波紋管、玻璃鋼夾砂管、塑料螺旋纏繞管、聚氯乙烯徑向加筋管等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對(duì)新型排水管材的研究以HDPE管為主。

研究的主要內(nèi)容包括：新型排水管材的內(nèi)容及分類；物理力學(xué)指標(biāo)；工程應(yīng)用研究；施工安裝、使用與維護(hù)管理等。期間進(jìn)行了資料收集、工藝應(yīng)用計(jì)算及研究、學(xué)習(xí)參觀考察、產(chǎn)品理化性能測(cè)試、施工安裝、使用與維護(hù)管理等研究工作，而且經(jīng)過(guò)努力，順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個(gè)好頭，贏得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

二、項(xiàng)目的目的、意義及內(nèi)容

1.項(xiàng)目的目的、意義

目前，國(guó)內(nèi)排水管材大多數(shù)采用鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管作為排水管使用存在著許多弊端：

理化性能不穩(wěn)定，使用壽命短；

綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高；

其生產(chǎn)不符合節(jié)能環(huán)保政策。

因此，淘汰混凝土管，推廣使用塑料管材作為其更新?lián)Q代產(chǎn)品更加具有重要的意義。高密度聚乙烯中空壁纏繞管作為塑料管材中的佼佼者由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的設(shè)備投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來(lái)越受到青睞。

目前隨著全國(guó)各地城市基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的不斷加大，新型管道生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，必然會(huì)在全國(guó)掀起“管道革命”的熱潮。建設(shè)部即將出臺(tái)政策法規(guī)，在全國(guó)范圍內(nèi)禁止使用水泥管作為排水、排污管道。因此市場(chǎng)對(duì)復(fù)合管材的需求將急劇增大。

q市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直居于省的龍頭地位。城市基礎(chǔ)建設(shè)投資的力度呈加速態(tài)勢(shì)。這為q市的城市建設(shè)水平以及新型建材的開發(fā)、推廣、使用水平提出了更高的要求。因此，開發(fā)新型排水管材并盡快地進(jìn)行推廣使用，提高技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，滿足可持續(xù)發(fā)展方針的需要，早日為q乃至全國(guó)的城市建設(shè)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，具有非常重要的意義。

2.研究?jī)?nèi)容

新型排水管材的內(nèi)容及分類

物理力學(xué)指標(biāo)

工程應(yīng)用研究

施工安裝、使用與維護(hù)管理

三、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

上海市早在1998年以滬建材98第0511號(hào)文規(guī)定：淘汰水泥管，推廣使用塑料管。北京市為迎接2008年奧運(yùn)會(huì)，正準(zhǔn)備淘汰水泥排水管，并計(jì)劃在“十五”期間總投資2800億元用于市政建設(shè)，其中800億用于市政排水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理。西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在上個(gè)世紀(jì)八十年代已開發(fā)出了替代產(chǎn)品－塑料管材，并極力推廣使用。HDPE由于其特殊的中空壁結(jié)構(gòu)，使得管材比重減輕，環(huán)剛度增強(qiáng)，而且設(shè)備投資也較小，因此在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來(lái)越受到青睞。特別是在德國(guó)、韓國(guó)和日本，大口徑排水管中，HDPE纏繞管的使用率分別為60％，75％和90％。韓國(guó)政府今年又撥款一兆四千億韓元，用于HDPE中空壁纏繞管替換水泥管的工程。因此，本課題以HDPE中空壁纏繞管作為研究重點(diǎn)。

四、主要內(nèi)容

排水管材的分類

市政工程用排水管按其管材特性可分為剛性管和柔性管兩大類。

剛性管包括鑄鐵管、混凝土管、陶制管等，均為傳統(tǒng)材料制作的管道，優(yōu)點(diǎn)是剛性好，環(huán)剛度較高，但防腐性能差，用作排污管道需做特殊防腐處理，使用壽命一般為10～20年不等。最大的缺點(diǎn)是易破碎，滲漏嚴(yán)重，易造成二次污染。

塑料排水管按其管壁結(jié)構(gòu)可分為實(shí)壁塑料管和結(jié)構(gòu)塑料管兩大類。實(shí)壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃鋼夾砂管和PE管，結(jié)構(gòu)壁管分為單/雙壁波紋管、加筋管和纏繞管三大類。

物理力學(xué)指標(biāo)

管材特性：

結(jié)構(gòu)獨(dú)特，強(qiáng)度高，抗壓耐沖擊

內(nèi)壁平滑，摩阻低，過(guò)流量大

耐腐蝕，無(wú)毒無(wú)污染，環(huán)保性突出

連接方便，接頭密封好，無(wú)滲漏

重量輕，施工快捷，降低費(fèi)用

埋地使用壽命達(dá)五十年以上

工程應(yīng)用研究

用途：

HDPE中空壁纏繞管的主要用途可包括：

水利工程、自來(lái)水工程輸水

市政工程雨水、污水排放

工業(yè)廢水排放、小區(qū)排水

鹽業(yè)輸鹵、漁業(yè)輸水

礦井、建筑物內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)

電線、電纜護(hù)套

我們研究的重點(diǎn)主要是用于市政工程的雨污水排水管。

工程推廣與應(yīng)用

研究伊始，我們便致力于開展HDPE中空壁纏繞管的工程推廣與應(yīng)用的工作，作了大量的調(diào)查研究和推廣論證工作。一年多來(lái)，經(jīng)過(guò)主管部門、業(yè)主、設(shè)計(jì)院和生產(chǎn)廠家的共同努力，我們順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，在h灣改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管；在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC－U管，都取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個(gè)好頭，贏得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

施工安裝、使用與維護(hù)管理

由于HDPE管材本身的特性，以及推廣初始階段不為大多數(shù)人所了解，HDPE排水管在施工安裝、使用與維護(hù)管理的許多方面都與傳統(tǒng)管材有較大出入，帶來(lái)了許多新的問(wèn)題，同時(shí)也給人們對(duì)HDPE管材的接受和使用帶來(lái)了心理疑慮和障礙，主要包括：

1.管道之間的連接，即接口形式；

2.管道與檢查井的連接；

3.溝槽開挖與基礎(chǔ)處理；

4.回填與管道抗?。?/p>

5.管材環(huán)剛度的確定與選用；

6.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程的不盡完善，等等。

根據(jù)我們對(duì)HDPE管的研究以及在推廣使用過(guò)程中的總結(jié)，針對(duì)以上各方面內(nèi)容，特提出以下幾點(diǎn)：

1.管道之間的接口形式建議使用密封膠圈柔性接口，不推薦使用熱縮套連接。

2.由于材料的收縮率不同，HDPE管道與磚混檢查井的連接處易導(dǎo)致滲漏，建議采用防水翼環(huán)，防水翼環(huán)可與不同管徑的HDPE短管連接好后，直接用水泥砂漿澆注成砌塊，在砌檢查井時(shí)可根據(jù)流水底高，直接砌入，省時(shí)省力。從遠(yuǎn)期考慮，應(yīng)注重塑料預(yù)制檢查井的應(yīng)用研究與推廣。

3.在地下水位較高、流沙等不良地基處施工，應(yīng)開挖一段、施工一段并迅速回填，注意防止管道的上浮、偏移與下窩，一旦發(fā)生，必須返工。

4.目前管道的規(guī)格一般僅有4KN/M2、8KN/M2兩種，規(guī)格系列不夠豐富，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分，以節(jié)省成本，提高管材的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

5.應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程，以利推廣。

五、原材料及環(huán)境保護(hù)

高密度聚乙烯中空壁纏繞管的主要原料是PE，原料可以全部國(guó)產(chǎn)化。

本項(xiàng)目在生產(chǎn)中無(wú)廢水、廢氣、煙塵排放，無(wú)振動(dòng)，車間內(nèi)噪音在80dB以下，廠房外噪音60dB以下，不對(duì)環(huán)境造成污染。

六、市場(chǎng)預(yù)測(cè)

城市排水設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，城市排水設(shè)計(jì)水平的高低是一個(gè)城市現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志。

與發(fā)達(dá)國(guó)家甚至國(guó)內(nèi)先進(jìn)城市相比，q市的城市排水設(shè)施水平較為落后，主要體現(xiàn)在管材的使用上。雖然q市的排水體制是雨污分流制，但在管材的使用尤其是新型管材的使用上，卻非常保守。近年來(lái)雖然q市排水基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目較多，但所應(yīng)用的管材卻仍多為陶瓷管、混凝土管，鮮見(jiàn)新型管材的工程應(yīng)用。這與q市飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)狀況是極不相稱的。因此，應(yīng)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市的做法，逐步淘汰水泥管，大力推廣使用新型管材。

根據(jù)《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》：塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC和PE塑料管為主，并大力發(fā)展其它新型塑料管。2005年，在全國(guó)新建、改建、擴(kuò)建工程中，建筑排水管道70%采用塑料管，建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%采用塑料管，電線護(hù)套管80%采用塑料管，建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道50%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道70%采用塑料管，城市排水管道30%采用塑料管，城市燃?xì)夤艿?0%采用塑料管。

根據(jù)《q市市政建設(shè)“十五”計(jì)劃