1、1浅谈新型管材在市政排水工程中的应用摘要：阐述了市政排水工程中常用的管材，新型管材的种类及与传统管材的优缺点比较，同时对新型管材的应用趋势进行综合性论述。 关键词：新型管材；市政排水工程；浅谈 中图分类号： TU99 文献标识码： A 文章编号： 市政排水工程指城市生活污水、工业废水、大气降水（含雨、雪水）径流和其他弃水的收集、输送、净化、利用和排放。城市排水设施包括：收集、输送城市排水的管网、泵站以及污水处理厂和污泥最终处置及相关设施。市政排水设施是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市正常运转的必要条件，城市排水设计水平的高低是一个城市现代文明的重要标志。近年来，我国加大对市政基础设施建
2、设的投入，市政工程管网建设得到前所未有的重视。同时，各种排水管道品种不断丰富，管材的使用尤其是新型管材的使用上产量不断增加，质量不断提高。本文就市政排水工程中常用的新型管材的应用做一浅析。 一、市政排水工程中目前常用的管材 市政排水工程中目前普遍使用的管道根据管道材质不同可分为：钢管、铸铁管、混凝土管及塑料管。每种管材根据适用条件不同又可分为：（1）钢管：钢管分为灰口铸铁管和焊接钢管；（2）铸铁管：分为2普通铸铁管和球墨铸铁管；（3）混凝土管：分为预应力钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、混凝土管及钢筋混凝土管；（4）塑料管：分为硬质聚氯乙烯管（PVC-U） 、聚乙烯管（PE
3、）及玻璃钢夹砂管（FRP）管。 目前，我国市政排水工程中管道种类繁多，改变了以往单一使用混凝土管、钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面。近十几年来，随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善，使塑料管在市政排水管道工程中占据了相当重要的地位。 二、 新型管材的种类及优缺点 21 新型管材的种类 近年来我国生产塑料管道行业迅猛发展，市场在不断扩大，很多塑料管道产品已经随处可见。许多企业很重视国际先进技术，重视新产品的开发和新技术的引进，并在引进先进加工设备的同时，不断增强新产品研发的力度。一些大中型企业已经拥有了自己的研究开发中心，具有强大的技
4、术实力。国内塑料管道产品行业中已经拥有多项发明、新型专利技术，部分自主知识产权产品在国际上已经处于领先地位。 目前，市场上常见的新型市政排水管道管材有：硬聚氯乙烯（PVCU）平壁管，硬聚氯乙烯（PVCU）加筋管，硬聚氯乙烯（PVCU）双壁波纹管，硬聚氯乙烯（PVCU）钢塑复合缠绕管，氯化聚氯乙烯（CPVC）管，聚丁烯（PB）管，烯腈丁二烯苯乙烯塑料管(ABS)，铝塑料复合(PAP)管，钢塑复合（SP）管，聚乙烯（PE）双壁波3纹管，聚乙烯（PE）缠绕结构壁管，聚乙烯（PE）钢塑复合缠绕管，钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，增强聚丙烯（FRPP）模压管，玻璃纤维增强塑料夹砂（RPM）管，高密度聚
5、乙烯（HDPE）双壁波纹管，高密度聚乙烯（HDPE）承插式双壁缠绕排水管等新型管材。 22 新型管材与传统管材的优缺点比较 （1）塑料管道的特点 塑料管是以合成树脂为主要成分的有机高分子材料，其中除主要成分树脂外，再加入用以改善性能的各种添加剂，在适当的温度和压力下于挤压机、注射机等设备和模具中塑制成各种形状规格的制品。由于它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点，在建筑工程中获得了越来越广泛的应用。主要用作房屋建筑的自来水供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管系统、雨水管以及通讯和电力配套用的穿线套管等。 市政工程塑料排水管道按管材特性可分为刚性管和柔性管
6、，接口形式分为承插粘接、承插胶圈接口、内套管粘接、双承胶圈接口、哈夫外固接口、电熔、热熔接口、不锈钢卡箍接口、内套管焊接及内套管焊接热熔等形式。管道公称直径根据不同使用要求及自身强度分为DN150mmDN3000mm 不等，DN150mmDN500mm 管道主要作为建筑小区内配套工程中使用，DN300mmDN3000mm 管道主要作为市政道路排水配套工程中使用。其中高密度聚乙烯（HDPE）承插式双壁缠绕管可以生产公称直径为 DN3000mm 的管道。管道基础在一般土质情况下基底铺设 100mm 粗砂垫层，在较差土质情况下基底铺设 200mm 砂砾石垫层。塑料管道回填4时一般要求管道管顶以上 0
7、.5m 范围内回填土石屑。 塑料管道具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性。从表面上看，塑料埋地排水管是不及混凝土排水管，特别是钢筋混凝土管。但塑料管属于柔性管，在受外压负荷时，柔性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形，而刚性管不可能有较大变形。同样外压负载下柔性管管壁内的应力较小，它和周围的回填土共同承受负载，管土共同作用。因此，塑料埋地排水管不需要和刚性混凝土管一样的强度和刚度，在合理的刚度下，完全达到使用要求，在使用寿命、耐腐蚀方面，塑料管的优点最为突出。埋地排水管输送的生活污水和雨水具有腐蚀性，或成酸性或成碱性，生产污水如工业排水更是具有强腐蚀性，塑
8、料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管，也明显优于混凝土管。同时，塑料埋地排水管的抗磨损性也很好。在不做任何防腐处理，正常使用条件下材料寿命可达 50 年之久。 塑料管内壁光滑，与金属管、水泥管相比输送流体的水头损失小 30%。在同样输送能力状况下，管径可减少 20%左右。由于管壁光滑，不易在管壁上结垢，因此不会出现随使用年限增加而使压力损失增大的现象。 在管材接口密封方面，塑料管的连接比较可靠。塑料管一般采用承插胶圈接口或热熔连接，密闭性较好。尤其在抗沉降方面，塑料管的管道允许变形量比传统管道高，所以接口处不容易出现漏水现象。 在管道铺设安装方面，塑料埋地排水管的优点也非常突出：重量轻、单节管道
9、长度长、接口少，对于管沟和基础的要求低，连接方便，施工便捷。而混凝土管的基础和连接处需要进行养护，在城市拥挤或地质恶5劣地区，塑料埋地排水管的优点更明显。 在综合经济性方面，塑料埋地排水管的优势正在被越来越多的用户所认识。虽然塑料排水管的价格比传统管道高，但是在安装、施工等方面较传统管道方便。经国内外的多年工程实践证明，采用塑料埋地排水管的工程中造价常常低于传统排水管。 （2）常用塑料管道与传统管道的优缺点比较： 目前在市政排水工程中较常用的塑料管有玻璃钢夹砂复合管、高密度聚乙烯管（HDPE） 、增强聚丙稀管（FRPP） 、硬聚氯乙烯管（PVC-U）及聚乙烯（HDPE）塑钢缠绕管。下面就这些常
10、用的塑料管与传统的钢管、铸铁管及钢筋混凝土管的优缺点进行比较： 、钢管： 优点：a、强度高，具有良好的韧性； b、管材及管件易加工； c、适应地形复杂的地段。 缺点：a、刚度小，易变形； b、衬里及外防腐要求严格，必要时需作阴极保护； c、施工过程中组合焊接工作量大，造价较高。 、铸铁管： 优点：a、具有较大的延伸率、刚度、抗拉强度； b、具有较强的承受土壤荷载及地面动荷载的能力； c、耐腐蚀性好、使用寿命长。 缺点：a、管体笨重，安装时需使用机械； 6b、抗压力低。 、钢筋混凝土管： 优点：a、混凝土管对各种地基的适应能力强； b、工后回填要求不严格； c、造价低。 缺点：a、重量大，一般需
11、要机械吊装安装； b、尚无标准配件，不宜使用于配件及支管过多的管线。 、玻璃钢夹砂复合管 优点：a、耐腐蚀性好，对水质无影响，比传统管材的使用寿命长，其设计使用寿命一般为 50 年以上； b、防污抗蛀、耐热性、抗冻性好：在-30状态下，仍具有良好的韧性和极高的强度，可在-5080的范围内长期使用，采用特殊配方的树脂还可在 110以上的温度工作； c、自重轻、强度高，运输安装方便； d、摩擦阻力小，输送能力高； e、电、热绝缘性好、耐磨性好； f、适应性强。 缺点：a、管材价格较高； b、回填要求严格。 、高密度聚乙烯管（HDPE）： 优点：a、结构独特、富有弹性，抗压耐冲击； b、耐磨损强、摩
12、擦阻力小、输送能力高，能显著减少管道的沿程； 7c、重量轻、强度高，施工运输安装方便； e、耐腐蚀性好，不必做内外防腐； f、寿命长、耐寒抗晒、埋地使用年限较长。 缺点：a、管道采用电热熔接口，日常维修困难。 b、对回填要求高； c、管材价格相对较高。 、增强聚丙稀管（FRPP）： 优点：a、具有较大的强度、刚性和抗冲击性； b、摩擦阻力小、寿命长、安装方便； c、内壁光滑、不结垢、接口允许转角大； d、摩擦阻力小，运输能力大。 缺点：a、管道复土在 4m 以内； b、要求回填处理严格； c、管材价格较高。 、硬聚氯乙烯管（PVC-U）： 优点：a、具有重量轻、摩擦阻力小、内表面光滑、无水垢、
13、无沉淀等优点； b、具有高抗磨强度，延长管道的使用寿命； c、接口为承插口，施工安装方便，运输能力大。 缺点：a、对回填要求高； b、管材价格相对较高； c、管材系列少。 8、聚乙烯（HDPE）塑钢缠绕管： 聚乙烯塑钢缠绕管是由钢塑复合的异型带材经缠绕并挤出焊接而成的排水管。以普通碳素结构钢带作为管材骨架加强筋，构成管材环刚度，以高密度聚乙烯作为钢带的包覆防腐及管壁材料。 优点：a、内壁光滑，粗糙系数小（0.0090.01） ，相同管径下，过流能力增加 10%-20%；沉淀物在管道中不易产生聚集，长期使用后摩阻几乎不变。 b、重量轻，为混凝土管的 10%，不需大型吊装设备，施工速度快； c、柔
14、性管材，适应地质不均匀沉降，防腐蚀能力强，使用寿命长。 缺点：a、管道开槽断面小，回填要求标准高； b、管材价格相对较高； 三、新型管材的应用趋势 由于近些年我国加大了对市政基础设施建设的投入，加大了对城市积水片的改造及城市污水的处理，因此市政工程中排水管网建设得到前所未有的重视。排水塑料管材也得到了广泛的应用。 1、污水再利用对城市排水管网提出了更高的要求。国家投入巨资对城市污水进行综合治理，如果排水管道使用寿命短，渗漏严重，造成地下水和环境的污染，是对国家资源浪费。根据有关资料显示，国内多个城市供水管网漏损现象非常严重。排水管网过去更是重视不够，所采用的管道（如混凝土管、陶制管等）95%以
15、上是用传统材料制作，管道施工工艺和施工质量相对较低，管道破损和接头渗漏情况尤为严重。地下水源 90%以上受到生活污水管道渗漏出的污水所污染，因而开发和优先使用9无渗漏、使用寿命长的排水管道已成当务之急。 2、市政排水管道更新改造也是很有潜力的市场。过去，由于我国的环保意识不强，对城市排污管道建设投资不重视。尤其是排水管网的渗漏和修复对城市环境和城市地下水的污染极为严重。另一方面，由于过去城市排水管网设计的口径普遍较小，相对于日益增多的城市人口和城市不断扩大，显然不能满足排水要求。目前，各级政府已经高度重视，要求对落后的城市排水管道进行更新改造。 3、雨水收集管网建设及海水淡化利用，对排水管的需
16、求将不断增加。发达国家在街道、公路、高速公路埋设雨水收集管道，对雨水进行收集处理非常普遍。我国水资源严重缺乏，对雨水进行收集处理利用，在沿海缺水城市对海水进行淡化利用，将有可效缓解其严重的缺水问题。 4、另一方面，随着我国石化工业的发展，为塑料管的生产提供充足的原料，管材制造设备和生产技术、设计和施工技术等方面不断发展和成熟，在市政工程中塑料管应用趋势将呈现以下几个特点： （1） 、往柔性接口型式发展。用平口管安装成管道，用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢，随着社会的发展，它必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。 （2） 、大口径、多品种化发展趋势。自离心工艺的最大管径
17、 2000mm企口管诞生后，目前可生产到 2800mm.生产 3000mmF 型大口径钢筋混凝土管也成为可能，未来越来越多的直径在 2000mm 以上排水管将都将被采用。（3） 、低压力排水管发展趋势。带低压运行的排水管不仅是设计需10要，而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产，综合成本可以与排水管同比接近。 （4） 、绿色混凝土管发展趋势。在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料，从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。 （5） 、高耐久性方向发展趋势。我国使用排水管时间不长，在其设计寿命的验证方面尚缺少数据，但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅
18、是排放有腐蚀介质的管道，普通生活污水管也存在耐腐蚀问题，而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土胶凝材料的观念，通过掺合料来改变混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的。这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。 随着城市化进程的加快，城市人口急剧增加，排水新型管材应用将迎来广泛发展趋势。 四、束语 塑料材料作为一种新型的化学建材取得了迅速发展。塑料排水管与传统的铸铁管、钢筋混凝土管材相比优势突出。同时，新型大口径塑料排水管，不再容易被压破裂，真正起到了提高管材环刚度和耐压强度的作用，使得大口径市政排水管道中使用塑料排水管成为可行，而这种能耗小，技术含量高的新建材的应用将是国内市政建设中的必然趋势。因此，对塑料排水管材料才的特性及施工进行深入分析具有重要的现实意义。参考文献 1 高立新.塑料管在市政工程中的应用J.给水排水，2003， （4） 。
