新型管材在市政排水管網設計中的應用經驗談

李倩?楊杰

【摘要】經濟水平不斷提高，科學技術也在不斷的更新，新型管材廣泛地應用到了市政工程建設上，在經濟方面和技術領域都為市政排水施工帶來有益的參考。本文作者根據多年的工作經驗，對新型管理材進行了分析。

【關鍵詞】市政排水管網 ；新型管材；設計

前言

隨著科技與工業的不斷進步，很多新型建設材料在不斷的被研發應用，極大的滿足了現代社會快速發展的建設需求，提高了建設水平和質量。尤其是在市政工程建設中，采用了性能更佳、施工難度更低的新型管材，顯著地提高了市政排水管網的整體質量。

1、市政使用的新型管材概述

1.1 玻璃鋼管

玻璃鋼管是一種新型的復合管材，它以玻璃纖維作為增強材料，以樹脂為基體制成，具有耐腐蝕性能、輕質高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優點，廣泛的應用于化工企業腐蝕性介質輸送以及城市給排水工程等諸多領域。

特理力學特性分析：環剛度為1.25-10 KN/m2，雙“O”連接密封圈承插連接或法蘭連接，密封性好。水力性能方面：粗糙系數為0.008-0.01，有一定的抗沉降性，同時耐酸堿等化學物質的腐蝕。在施工時，對基礎處理要求低，重量為混凝土管的10%。玻璃鋼管道采用纖維纏繞工藝，環剛度一般都在10KN/m2 以下，也可以在實際的工程中，根據情況通過增加夾砂量來適當加大環剛度。在安裝的過程中，連接用接頭和密封圈計100元/個。

1.2 HDPE 雙壁波紋管

發達國家應用較多的新型管材，外壁為環狀波紋結構，內部則為平滑結構。管壁截面為層結構，其內壁光滑平整，外壁為等矩排列的具有梯形中空結構的管材。具有優異的環剛度和良好的強度與韌性，重量輕、耐沖擊性強、不易破損等特點，運輸安裝方便。管道主要采用橡膠圈承插連接（或熱縮帶連接）。由于雙壁波紋管的特殊的波紋管壁結構設計，使得該管在同樣直徑和達到同樣環剛度的條件下，用料（HDPE）最省。

特理力學特性分析：環剛度為2-8KN/m2，連接密封性上有套筒密封圈連接，若帶水作業施工質量不易控制，漏水率高，且橡膠密封圈易老化（一般壽命15年），水力性能方面：粗糙系數為0.009-0.01，抗地質沉降能力強，耐酸堿等化學物腐蝕。在施工方面對基礎處理要求低，管道可彎曲性良好，重量為混凝土管的11%。環剛度最高只能達到8KN/m2的等級，管徑最大1200mm以下，國內廠家生產只能為630mm以內的?；谶@種情況，一般只能用作支線，不宜作為主干管材使用。在安裝過程中，連接用接頭和密封圈100/個。

1.3 HDPE 中空壁纏繞管

HDPE中空壁纏繞管是一種以HDPE為原料生產矩形管坯經纏繞焊接成型的一種管材。由于其獨特的成型工藝， 可300mm 的大口徑管材，是其他生產工藝難以完成的。管道連接主要采用熱熔帶連接方式，連接成本略高；該管的主要缺點是在同樣直徑和達到同樣環剛度下，要比雙壁波紋管耗費更多的原材料，因此其生產成本較高。

特理力學特性分析：環剛度為2-8KN/m2， 連接密封性上熱熔帶連接，密封性好，不易漏水，水力性能方面：（粗糙系數）0.009- 0.01，抗地質沉降能力強，耐酸堿等化學物腐蝕，在施工方面對基礎處理要求低，管道可彎曲性良好，重量為混凝土管的13%，受結構工藝影響，環剛度都在8kN/m2 以下，生產較高環剛度必須選用全新原料并加大管材壁厚，但這樣管材成本高，所以存在以次充好的情況。在安裝過程中連接用電熔帶503元/個。

1.4 金屬內增強聚乙烯（HDPE）螺旋波紋管

其內層為PE層、中間層為經涂塑處理的金屬鋼帶層、外層為PE層。經涂塑處理的鋼帶與內、外聚乙烯層在熔融狀態下復合，使其融為一體，即提高了管材的強度，又解決了鋼帶外露易腐蝕的問題。管徑從DN700～DN2000。最大優勢是環剛度高（可達16kN/m2），同時造價較低。

特理力學特性分析：環剛度為10.5～16 KN/m2，熱熔連接密封性好，不漏水，水力性能方面：（粗糙系數）0.009- 0.01，抗地質沉降能力強，耐酸堿腐蝕。施工上對基礎處理要求低，管道可彎曲性良好，重量為混凝土管的10%。因將鋼的剛性和塑料的柔性兩者巧妙的應用，有效解決了之前兩種管材都存在的或沒有柔性或剛性不足的問題，最低生產工藝指標高于現行的國家標準，所以質量較好。指導安裝不收取連接材料費。

2.應用經驗--管道設計關鍵是環剛度選擇

市政排水管網通常鋪設在道路地面之下，不會與外部車輛直接接觸，但所受外壓負載不可忽視。為了確保安全性，需合理設計環剛度，若是數值過小，則有可能發生管道變形或壓屈失穩破壞；若是數值過大，則會造成成本太高、材料浪費。環剛度不僅取決于外壓負載的情況，還取決于鋪設后管道周圍土壤（回填材料）。如果鋪設情況較好，環剛度較低的管材也不會有很大變形；如果鋪設情況不好，即使用環剛度較高的管材也可能變形過大和出現壓屈失穩。筆者建議在設計塑料埋地排水管時盡量選擇較高的環剛度。直徑在500mm以下塑料埋地排水管：一般選擇環剛度8kN/m2，只有在地質條件好又沒有運輸車輛負載的采用環剛度4kN/m2；直徑在500-1200mm的塑料埋地排水管：盡量選擇環剛度8kN/m2，如果選擇環剛度8kN/m2 以下的要經過結構設計計算，并嚴格控制鋪設施工的質量；直徑800mm以上的塑料埋地排水管：重要工程推薦使用環剛度較高（環剛度8kN/m2以上的）的金屬增強復合纏繞管和玻璃鋼夾砂管。如果使用環剛度較低（環剛度8kN/m2 以下）的熱塑性塑料管，務必要經過結構設計計算，并嚴格控制鋪設施工的質量。同時，施工必須確?；靥钯|量，主管區的回填土密實度不應小于95%；管道寬度以外次管區的回填土密實不應小于90%。

結語

綜上所述，市政工程中新型管材的選擇得根據實際工程的需要，每種新型管材都有其優缺點，他們可以憑借自的優勢給市政排水管道帶來方便，已經能加強市政工程的排水管道建設，徹底替代了傳統管材。

參考文獻：

[1]張玉川.塑料埋地排水管的關鍵性能一環剛度.北京塑料工業協會資料2004.

[2] CECS 129：2001 埋地給水排水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管管道施工及驗收規程[S].