市政排水工程常用管材的比较研究

张杞蓉 普晓晶

摘要随着我国城市化进程的加快，面对人口资源和环境的压力，市政管网建设也在如火如荼的进行。本文介绍了国内目前主要排水管材的现状，并将这些管材各方面的性能进行了比较，为建筑工程和市政工程项目排水管材的选用提供指导。

关键词市政排水；排水工程；管材；比较研究

引言

由于城市化进程的加快，人口数量和环境压力不断增加，为确保国民经济的可持续发展，政府在逐年加大对城市基础设施的投入，市政排水管网工程建设在不断加快，管材的品种和数量也在不断增加[1]。为保护水环境，现代城市需要建设一整套的排水工程设施来收集、输送、处理和处置污水，这些排水工程包括一个庞大的、遍布城乡的排水排污管道系统，不仅生活排水、工业排水要进入这个管系，体量更大的雨水也需要通过这个排水系统收集处理和输送[2]。而在排水工程中排水管道是其重要组成部分，在满足排水管材技术经济要求的基础上，常见的排水管材的类型有金属管、陶土管、石棉水泥管、钢筋混凝土管、塑料管、玻璃钢夹砂管等。由于管材质量关系到市政给排水系统能否正常运作，能否对城市居民正常的给水排水。所以在市政排给谁施工中，必须对管材进行严格的筛选才能保障市政给排水系统的正常运作。本文介绍了国内目前主要排水管材的现状，并将这些管材各方面的性能进行了比较，为建筑工程和市政工程项目排水管材的选用提供指导。

一、 市政排水管道应用现状

随着科学技术的法阵和化学工业的不断深入，我国的市政给排水施工工程的管材使用也日渐丰富起来，无论是施工的技术还是管材的使用都发生着不断的变化，使用的管材每一种材质都有其独特的优势和局限性[3]。所以，发展到今天，人们才逐渐发现并没有一种完全适用于各类施工中的管材，而是要根据不同的施工环境以及功用对排水管管材进行具体的遴选，才是最好的办法。

二、 市政排水工程常用管材种类及比较

1. 金属管

钢管和铸铁管是最常用的金属管，其内壁光滑，水流阻力小，管节长，并且抗压、抗震、抗渗透性好。但金属管大多具有价格较高、抗腐蚀性能差等缺点，所以仅在一些特殊地段，如排水泵站的进出水管、管道穿越铁路等排水管道承受高压或对渗漏有特别要求时才采用金属管。

2. 石棉水泥管和陶土管

石棉水泥管强度大、重量轻、管节长、表面光滑、抗腐蚀性强、密实不透水，加工成型简单，但这种管材具有质脆不耐磨的缺点，容易损坏。陶土管具有水流阻力小、耐腐蚀、耐磨损、不透水等优点，可用来输送酸碱性较强的工业废水，但这种管材质脆易碎，抗压、抗弯、抗拉强度低，并且管节较短，不便于施工。鉴于石棉水泥管和陶土管的这些缺点，它们大多数情况被用做管外有侵蚀性地下水的污水管道以及排除酸性废水的管道[4]。

3. 混凝土管和钢筋混凝土管

这两种市政排水管材便于加工制造，原材料容易获得，便于就地取材，价格较低，可根据不同的抗压要求，制成预应力管、低压管、无压管等，故在当前广泛应用于市政排水管道系统中。其主要缺点是管节短，接头多，施工复杂，抗渗抗漏性差，并且其抗腐蚀性较差，不宜输送酸碱性较强的工业废水。

4. 球墨铸铁管

使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材，称之为“球墨铸铁管”，简称为球管、球铁管和球墨铸管等。主要用于自来水的输送，是自来水管道理想的选择用料。

5. HDPE双壁波纹管

它是以高密度聚乙烯为主要原料，加入必要的添加剂后挤压加工而成，外壁波纹，内壁光滑，内外壁是中空且紧密熔接的环状结构[5]。由于其特殊的波纹管壁结构设计，使得其在直径和环刚度相同的条件下，可减少HDPE用料。HDPE双壁波纹管具有强度高、重量轻等优点，其环刚度通常较大，可达到4kN/m2-8kN/m2，用于市政排水管道时可承受较大的载荷；这种管材还具有较强的耐腐蚀性，因而通常使用寿命也较长，砂浆磨损实验证明，HDPE双壁波纹管的寿命是钢管的4倍；其管内壁光滑，粗糙系数小，水力条件好，不易沉积和堵塞；管道单根长度大，施工安装简单快速，可有效降低施工成本；管道多采用柔性承插接口，安装连接简便，还可有效降低管道的不均匀沉降。但当HDPE双壁波纹管管径较大时可能

会降低管材的环刚度，所以在工程中多用于中小管径的市政排水管中。但其价格比较高，综合费用比钢筋混凝土管略高。

6. 夹砂玻璃钢管

以树脂为基体，以玻璃纤维作为增强材料而制成，其强度大，环刚度高，是钢筋混凝土管道较理想的替代产品；这种管材属热固性产品，抗老化性比一般塑料管要强得多；耐腐蚀性强，使用寿命长，可达50～100年；夹砂玻璃钢管内壁光滑，粗糙系数小，水力条件较好；管道重量轻，运输装卸方便，单节长度大，采用双“O”形橡胶圈柔性接口，施工安装操作简便，易于试压，利于抵抗沉降变形，有较为成熟的施工安装及验收规范。玻璃钢加砂管道的出现，降低了管道制作和施工费用，使得它也成为建设部推广应用的新型排水管材，用于排水领域的大多为大、中口径。

7. HDPE中空壁缠绕管

即以HDPE为原料生产矩形管坯，经缠绕焊接成型的一种管材。其管材的口径可达到3000mm，因而能适用于需要管径较大的排水管网，这是其他生产工艺难以完成的。这种管材也具有双壁波纹管的一些优点，但它采用热熔带连接方式，因而会比双壁波纹管的连接成本要高。这种管材在直径及环刚度相同的情况下，耗费的原材料要比双壁波纹管多，故其生产成本也更高。

三、 分析

在市政雨、污水管道工程中，选择合适的管材对工程的施工进度、造价及环境效益有着较大的影响。市政排水中传统使用的管材为钢筋混凝土管，而塑料管、玻璃钢夹砂管在市政排水中的应用还刚刚起步，属新型管材，其所占的市场份额很少[5]。事实上，国外从上世纪五十年代即开始在市政排水中大量采用新型管材，而且效果显著。我国城市市政排水应借鉴先进国家的经验并结合各地的特点，加快新型管材的推广应用。随着科学技术的不断进步，会有更多性能优良的管材问世，会拉动市政给排水管材的革新。

四、 结论

市政排水管道作为城市的基础设施，要为城市服务几十年甚至上百年，这就要求排水管道应该质量为重。在市政雨、污水管道工程中，选择合适的管材对工程的施工进度、质量、造价及环境效益有着较大的影响。近些年一些新型材料的出现也为市政给排水管道的选材拓宽了选择面，新型材料也将会在未来的管材中占有重要的位置。但无论什么管材都不可能适宜所有的施工要求，这就要求我们应根据城市污水水质、水量以及城市经济发展状况等方面综合考虑，选择最适宜的市政排水管材。

参考文献

[1]白萍，王峰.室外排水工程采用塑料管和钢筋混凝土管的比较[J].给水排水，2004，30（6）：86-88.

[2]陈林，马晨霞，姚立国.UPVC排水管的工程应用浅析[J].河南化工，2003，22（11）：48-49.

[3]中国工程建设标准化协会标准.埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技術规程[S].

[4]孙达.HDPE排水管材应用及分析[J].市政技术，2007，25（6）：449-451.

[5]许其昌.给水排水塑料管道设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2002：95-96.