针对市政排水工程管材选用问题探索研究

汪森　刘一柠

摘要： 随着国家经济建设的大规模发展，我国给排水工程也得到了飞速发展，而水管材质选择适当与否对给排水工程显得最为重要。本文首先对几种常用市政排水管材进行了比较，然后分析了各种管材的优缺点，在此谈了谈自己的看法，希望能为市政排水设计的管材选用提供参考。

关键词： 市政排水； 常用管材； 比较； 性能； 设计；

前言

随着我国经济持续快速的发展，城市规模不断扩大。作为城市重要的基础设施——市政排水管网，也得到了政府部门的大力支持、在原来基础上更加完善。市政排水管道作为基础设施，要为城市服务近百年。所以市政管材要因地制宜科学选用。只要设计合理，新型管材运用在市政排水管网中是有一定优势的，随着科技水平的提高，新型管材的成本将进一步降低，全面替代传统管材将指日可待。现在就常用管材的一些特性，优缺点，使用范围做一简要论述。

一、市政排水工程常用管材特性分析

1.混凝土管和钢筋混凝土管。混凝土管和钢筋混凝土管适用于排除雨水。污水，可在专门工厂预制，也可在现场浇制。分混凝土管、轻型钢筋混凝土管、重型钢筋混凝土管3种。管口通常有承插式、启口式、平口式。混凝土管适用于管径较小的无压管。当管道埋深较大或铺设在土质条件不良的地段，为抗外压时通常考虑采用钢筋混凝土管。混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根據抗压的不同要求，制成无压管。低压管。预应力管等，所以在排水管道系统中得到普遍应用。混凝土管和钢筋混凝土管除用作一般自流排水管道外，钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管也可用作泵站的压力管和倒虹管。它们的主要缺点是耐酸碱腐蚀及抗渗性差，管节短、接头多、施工复杂。在地震强度大于8度的地区及饱和松砂、淤泥土质、充填土、杂填土的地区不易敷设。另外管径较大时自重较大，不易搬运。

2.金属管。常用金属管有铸铁管及钢管。室外重力流排水管道一般很少采用金属管，只有当排水管道承受较大内压或外压时或对渗漏有较高要求时，如穿越铁路，河道的倒虹管或靠近给水管道的房屋基础时，及排水泵站的进出水管用金属管。才采用金属管，在地震烈度大于8度或地下水位高，流沙严重的地区也采用金属管。金属管质地坚固，抗压，抗震，抗渗性能好；内壁光滑，水流阻力小管子每节长度大，街头少。但价格昂贵，钢管抗酸碱腐蚀及地下水侵蚀的性能差。目前，国内排水管材大多数采用钢筋混凝土管，钢筋混凝土管作为排水管使用存在着许多弊端：（1）理化性能不稳定，使用寿命短；（2）综合经济指标高；（3）其生产不符合节能环保政策。

3.HDPE管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材，由于管道规格不同，管壁结构也有差别。根据管壁结构的不同，HDPE管可分为双壁波纹管和缠绕增强管两种类型。 （1）HDPE双壁波纹管。双壁波纹管是由HDPE同时挤出的波纹外壁和一层光滑内壁一次熔结挤压成型的，管壁截面为双层结构，其内壁光滑平整，外壁为等矩排列的具有梯形中空结构的管材。具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，重量轻、耐冲击性强、不易破损等特点，且运输安装方便。管道主要采用橡胶圈承插连接（也可采用热缩带连接）。（2）HDPE中空壁缠绕管。它是一种以HDPE为原料生产矩形管坯，经缠绕焊接成型的一种管材。由于其独特的成型工艺，可生产口径达3000mm的大口径管材，这是其他生产工艺难以完成甚至于无法完成的。此种管材与双壁波纹管在性能上基本一致，管道连接主要采用热熔带连接方式，连接成本较双壁波纹管略高；另外，该管的一个主要缺点是在同样直径和达到同样环刚度下，一般要比直接挤出的双壁波纹管耗费更多的原材料，因此，其生产成本较高。（3）金属内增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管。它是以聚乙烯为主要原料，经过特殊的挤出缠绕成型工艺加工而成的结构壁管，产品由内层为PE层、中间层为经涂塑处理的金属钢带层、外层为PE层的三层特殊结构构成。经涂塑处理的钢带与内、外聚乙烯层在熔融状态下复合，使其有机的融为一体，即提高了管材的强度，又解决了钢带外露易腐蚀的问题。管径从DN700～DN2000。

4.玻璃钢纤维缠绕增强热固性树脂管，简称玻璃钢管，是一种新型的复合管材，它主要以玻璃纤维作为增强材料，以树脂为基体制成，以其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点，广泛的应用于化工企业腐蚀性介质输送以及城市给排水工程等诸多领域。随着玻璃钢管的普及应用，又出现了玻璃纤维绕增强热固性树脂夹砂管，简称夹砂玻璃钢管（RPMP管），这种管道从性能上提高了管材刚度，降低了成本。接头一般采用承插连接方式，两道“O”型密封圈。安装方便、可靠、密封性、耐腐蚀性好，接头可在小角度范围内任意调整管线的方向。

二、玻璃钢管材的特点分析

1.具有优良的物理力学性能。玻璃钢管材的密度通常为1.8-2.1g/cm3，约为钢的1/4，比钢材、铸铁和塑料等的比强度都高。玻璃钢管的重量一般都不大于同规格钢管的1/3，物理力学性能优异。此外，玻璃钢管的热膨胀系数与钢大体相当，热传导系数只有钢的0.5%，是一种很好的热和电绝缘材料。

2.耐化学腐蚀，使用寿命长。玻璃钢管具有特殊的耐化学腐蚀性能，在管道纵横交错、星罗棋布的环境下，可根据介质的要求选择不同的耐腐蚀管道。

3.水力特性优异。水力学特性是玻璃钢管道的重要特性之一。水力学特性优异意味着流体压头损失小，可以选用较小的管径或功率较小的输送泵，从而减少管线工程初期投资、节省电能，降低运行成本。

4.安装、维护费用低。一般来说，玻璃钢管不需要特殊的防腐处理；保温层可以减薄，甚至不另做保温处理；管道比较轻，吊装设备吨位小，功率消耗少；单根玻璃钢管道长，现场接头少，施工快捷、方便。

5.设计灵活性大，改型周期短。玻璃钢管是将浸有树脂基体的纤维增强材料，按照特定的工艺条件逐层缠到芯模上并进行适当固化而制成的，管壁是一种层状结构，可以通过改变树脂系统或采用不同的增强材料来调整玻璃钢管的各项物理和化学性能，以适应不同介质和工作条件制成不同压力等级或具有某种特殊性能的玻璃钢管。改型周期短，则是纤维缠绕复合材料的显著特点，各向同性的金属管材无法与其相比。

6.不污染介质。玻璃钢管道交联密度高，无味、无臭、无毒、无杂质剥离和脱落，没有腐蚀结垢，不产生微生物、细菌、铁离子等，因而对所输送介质不产生任何污染。

三、结语

随着全国各个城市的市政建设中不断引入与开发了新型给排水管材，从而使各类管道管材都能在使用中发挥出十分重要的作用与价值。应当说，水管之选择要综合管材的卫生、性能、价格、安装维修等多种因素加以考虑，这样才能选出合理的最佳管材，并避免由于管材选择不佳而导致的各种直接与间接损失，从而达到最为满意之效果。总的说来，水管的选择应综合管材的卫生、性能、成本、使用寿命、安装维修、而寸腐蚀、密封性、水力条件、防火性、防噪声、热膨胀系数、收缩系数、强度、耐用、安全、环保等多种因素来考虑，才能选择出相应的最佳管材，避免因管材选择欠佳造成的各种直接、间接损失，达到最佳满意的效果。