谈两类常用市政排水管材的选用

张昌谊　宋　璨

(1.珠海华发城市运营投资控股有限公司，广东 珠海　519075；　2.珠海兴格投资有限公司，广东 珠海　519075)

0　引言

随着排水管材的迅速发展，新型排水管材层出不穷，与传统排水管材一并投入使用到市政排水工程中，本文选取了具有代表性的无压重力流管中传统钢筋混凝土管和新型钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管进行对比分析，对各自优缺点进行了比较，同时结合工程案例与计算，提出合理选用管材的相关建议。

1　两种常见管材对比分析

1.1　钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管

钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管为近十年来在全国范围广泛推行的排水管材，以高密度聚乙烯(PE)为基体，用表面涂敷粘结树脂的钢带成型为波形作为主要支撑结构，并与聚乙烯材料缠绕复合成整体的双壁螺旋波纹管。钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管属于柔性管道，其工作机理为管土共同作用，即竖向荷载大部分由管道两侧土体所产生的弹性抗力所平衡，管道的失效通常由变形造成而不是管壁的破坏。

1.2　钢筋混凝土管

钢筋混凝土管作为传统排水管材，采用防水混凝土内配钢筋，经过振捣而成。钢筋混凝土管属于刚性管道，主要依靠管体材料强度支撑外力的管道，在外荷作用下其变形很小，管道的失效是由管壁强度控制。

1.3　两种常见管材性能对比

结合排水工程实际情况，从结构受力、地质条件、水力条件、沟槽回填、管材单价、施工及后期维护等多方面，对钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管与钢筋混凝土管两种常见管材进行了对比分析，具体详见表1，表2。

表1　两种常用排水管材性能对比表

从表1可知：钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管在耐久性、沟槽回填及后期维护方面较钢筋混凝土管处于劣势。尤其是管径越大，柔性管施工回填要求越高，倘若回填质量得不到保证时，管土承受外压能力差，柔性管容易发生变形，当埋地柔性管的变形量超过5%时，管材间的接口及管材与检查井间的接口可能出现渗水，从而造成沟槽回填土砂土流失，常发生凹陷、破损，管道失效等问题，影响正常使用。上述情况在软弱土质地区更为显著。

从表1可知：钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管在运输、施工快捷方面较钢筋混凝土管处于优势，适用于市区交通繁忙路段，可快速实施，减少对现状交通的影响。

从表2可知：当排水管道管径不大于600 mm时，钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管管材单价与钢筋混凝土管较为接近，且前者在管线敷设便捷性、运输方便性、水密性和水力条件等方面均优于钢筋混凝土管。当排水管道管径大于600 mm时，钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管管材较钢筋混凝土管单价昂贵，加之在工程实例中，前者管径越大，对沟槽回填要求越高，且管土承受外压能力较差，管道容易变形失效施工回填要求高。

2　合理确定排水管材与管道埋深关系

2.1　实际工程中管材与管道埋深情况

结合广东省各地区排水管网工程实际情况，当管道埋深不大于6 m时，宜采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；当管道埋深大于6 m时，管道宜采用承插式Ⅱ钢筋混凝土管。

2.2　按规范判定管材与管道埋深关系

1)管侧土综合变形模量。

按照CECS 223:2007埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程技术规程表C.0.2-1，管侧土的综合变形模量Ed与回填土压实系数、原状土标准贯入锤击数、土的类别有关，其中回填土压实系数对综合变形模量影响最为显著，即沟槽回填土密实度对控制管道的变形有很大影响。

2)管道管顶的最大覆土深度Hmax。

按照CECS 223:2007埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管管道工程技术规程表5，管道管顶的最大覆土深度Hmax取决于管材自身的环刚度Sp、管道基础计算中心角2α、管侧土的综合变形模量Ed、管道竖向直径的允许变形率，取5%，其中管侧土的综合变形模量、管材自身的环刚度对最大覆土深度影响最为显著。

3)算例。

按照现有工程设计，排水管材采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，管腔两侧、管顶0.5 m范围回填中粗砂或者石屑，密实度不小于90%；管底中粗砂密实度不小于90%，管顶0.5 m以上区域原土分层回填，密实度按地面或路面要求，密实度不小于90%。按照第1)点，管侧土综合变形模量为3 000 kN/m2；按照第2)点，当采用不同环刚度SN8,SN12.5,SN16管道时，管顶的最大覆土深度Hmax分别为4.8 m,5.93 m,6.54 m，其平均埋深约6 m，且可知管道埋深越深则所需环刚度越大，即当管道埋深不大于6 m时，宜采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；当管道埋深大于6 m时，管道宜采用承插式Ⅱ钢筋混凝土管，这正好与实际工程吻合。

3　结语

本文通过对比分析钢筋混凝土管和钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管，探讨了各自的技术和经济优劣势，提出了以下合理选用管材的建议，为同类项目的设计与施工提供参考。

1)建议：当排水管道管径不大于600 mm时，宜选用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；当排水管道管径大于600 mm时，宜选用钢筋混凝土管，充分发挥各自的优点，性价比较高。

2)建议：当管道埋深不大于6 m时，宜采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；当管道埋深大于6 m时，管道宜采用承插式Ⅱ钢筋混凝土管。