全面优于钢筋混凝土管的PE排水排污管

文/河北宝硕管材有限公司 马彩芹 许艳杰

本文通过介绍PE塑料管道与传统钢筋混凝土管道在城市排水排污系统应用中的特性和区别，证明了PE管是一种全面优于钢筋混凝土管的排水排污管。

城市排水排污系统就是将城市产生的生活污水、雨水、工业废水形成有组织、有系统的管网进行排除与处理，它是城市基础设施建设的重要组成部分，对城市规划、环境保护和人们的生产生活有着重要的影响。

对于大口径、长距离排水排污管线，可供选择的管材种类包括：聚乙烯（PE）管、聚氯乙烯（PVC-U）管、混凝土管及玻璃钢（FRP）管等。

一般条件下排水管道的选择标准是管道的阻力要小、管道的成本和运行维护费用要低，同时管道材质应具有必要的强度和韧性，材质的使用寿命要长，施工简便，管道便于维修等。而对于一些雨水较多，比较潮湿的地区，还必须考虑到排水管道材质对腐蚀性的要求。此外，管道的选取还要考虑渗漏的大小，因为污水的渗漏会对地下水和土壤造成环境污染。总而言之，排水管道的选用标准是性能佳、安全可靠、价格合理以及便于安装维护。

下面通过对PE结构壁管和钢筋混凝土管各项性能的比较，来说明PE结构壁管全面优于钢筋混凝土管用于城市排水排污系统。

PE排水排污管

1.密度

PE管材的密度仅为0.93～0.97 g/cm3，相同输水能力的管子单位米重与钢筋混凝土管相比仅为后者的1/3。由于重量轻，所以搬运轻便、快捷，运输能耗降低 65%。

而钢筋混凝土管的密度为2.1～3.5 g/cm3，重量较重，搬运不方便，且易产生沉降。

2.耐腐蚀性能

PE管耐腐蚀性能很强，不需要采取任何防腐措施，而具有长达50年的使用寿命。同时PE管道在其寿命期内永不结垢，既不会污染水质也不减小输水能力。相比钢筋混凝土管，输水能耗降低5%以上。

钢筋混凝土管易被腐蚀，很快就会发生渗漏。而且在长年输水过程中管道内壁很容易结垢，导致管道有效输水口径缩小，输水能力降低。

3.环保卫生性能

PE管道环保、无毒、不滋生细菌且不结垢，不会对地下水和土壤产生二次污染。报废后，PE管道还可回收利用，因此是一种真正环保的排水排污管道。而钢筋混凝土管因为管壁有腐蚀发生，会污染土壤，环保卫生性能相对PE管较差。

4.输水能力

依据如下公式可以计算出管道的输水能力：

式中，

V——管道流速，单位为m/s；

n——粗糙系数，PE取0.009，钢筋混凝土管取0.013；

R——水力半径，单位为m；

I——水力坡度；

Q——管道流量，单位为m3/s；

A——管道截面积，单位为 m2。

假设水力坡度I=0.001，流速V=1.5 m/s，对于口径均为1 200 mm的两种管道的流量计算结果为：钢筋混凝土管Q=1.233 m3/s，PE管Q=1.781 m3/s。

PE管道流量的提高率为：（1.781-1.233）÷1.233=44%

可见，在同样的直径下，采用PE管可使输水能力大大提高。换言之，在相同输水能力下，采用PE管可以减少坡度，从而减少了铺设工程费用。

5. 连接方式

PE管连接方式有电熔、热熔连接或橡胶圈连接，这些方式操作简单可靠，连接处强度等于或高于本体强度。由于管道接口密封性能好，故障率极低，可有效防止渗漏。

钢筋混凝土管连接可采用承插式橡胶圈接口、砂浆抹带接口和钢丝网抹带接口方式。这些连接方式在地势沉降的作用下容易发生泄露，污染地下水和土壤。

6. 强度、刚度和柔韧性

从表面看，PE管强度、刚度不及钢筋混凝土管，但塑料管属于柔性管，在受外压负荷时先变形——横向外扩，管材周围的回填土壤可以起到阻止柔性管材变形和外扩的作用，这样外压负载就被传递和分摊到周围的回填土壤中去了。所以，同样外压负载下柔性管材管壁内的应力较小，在用于埋地排水排污管时并不需要和钢筋混凝土管一样的强度和刚度，这一点已经被欧洲等发达国家的应用实践所证实。

钢筋混凝土管虽然具有很高的强度和刚度，但当其受外压时，由于不发生变形，负载不能通过管壁完全传递到底部的管床上，从而在管壁内产生弯矩——在管壁上下两点的应力是外侧受拉，内侧受压。并且随着管材直径的加大，管壁上的弯矩和应力会急剧加大，造成管子的安全性降低。

7. 施工方面

PE管的施工受环境和地形变化影响小，施工适应弯曲变形能力强，适宜在地势起伏不平和地基不良、地下水位地区施工。

钢筋混凝土管受环境和地形变化影响大，施工适应弯曲变形能力差，导致施工费用提高。