道路下给排水管材的选用分析

关键词：道路；给排水；管材；选择 

　　一、前言 

　　随着城市规模不断扩大，城市道路的长度也在快速增加。为了保证道路下给排水管线的铺设安全和实用性对给排水管材的选用就显得十分重要。 

　　二、常用给水管材简介 

　　目前给水工程中常见的管道有球墨铸铁管、钢管、给水用硬聚氯乙稀管、聚乙烯管、玻璃钢管、新型复合钢管。 

　　（1）球墨铸铁管（DIP） 

　　离心球墨铸铁管是由经过球化和孕育处理的优质铁水用离心铸铁工艺生产，其强度比钢管高，延伸率大于10%，抗腐蚀能力比钢管强。国际标准中，离心球墨铸铁管规格为DN40~DN2600，国内有些球墨铸铁管生产厂已基本上按国际标准要求生产。离心球墨铸铁管的沥青外涂层和水泥砂浆内衬防腐均在工厂生产线上完成，质量可靠、使用寿命长且现场施工方便，目前国内许多城市已将离心球墨铸铁管广泛应用于DN200~DN700的给水配水管网上，DN1000~DN2000的输水管采用此管材也较多。 

　　（2）钢管（SP） 

　　按焊缝的形式分为直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管。 

　　①直缝焊接钢管产品规格DN150-2200mm，也有更大口径的产品，往往大口径钢管应增加刚性环，以减少管壁厚度。直缝钢管多采用现场生产，单管长度较短，管长受钢板尺寸的限制。 

　　②螺旋缝焊接钢管（SY/T5037）生产设备复杂，自动化程度高，都是工厂生产。产品规格D219-2420m，单管长度8-12m。 

　　钢管接口多采用焊接，要求施工现场应有足够的电源。 

　　钢管强度高，延伸性能好，不易破碎，便于现场加工。 

　　钢管易被腐蚀，作为输水管材应另作内外防腐层，在环境条件较差地段还应作阴极保护。 

　　（3）给水用硬聚氯乙稀管（UPVC） 

　　硬聚氯乙烯管是将UPVC树脂与稳定剂、润滑剂等添加剂配合后，经挤出成型的。外径50至800mm，单管长度4、5、6m。压力等级：0.6、1.0MPa（710mm和800mm只有0.3MPa的规格）。 

　　UPVC管材耐腐蚀性能强，单位长度的重量轻，内壁光滑、粗糙系数n=0.008-0.009，不易产生二次污染，管件齐全。 

　　管材采用承插式胶圈接口和胶水粘接。 

　　（4）聚乙烯管（PE管） 

　　PE管具有热塑料管材耐腐蚀性能好，不产生输送水二次污染和严密性强的特点。小管径的管材可用盘管供应，运输、敷设方便。PE管采用热熔管件（小口径管）和热熔对接连接，可用专用熔接设备将管材在沟槽上部或场地上将管道连接成几十米甚至几百米整体管道进行弹性敷设，不受施工现场地形变化的影响。PE管的这种特点使其应用领域扩展到：可采用浮运沉管法埋设水下给水管道；可采用定向钻进行不开槽施工埋设城镇给不管道；还可将其用于更新城市修建的各种用途的SP、CIP、PCP等需要改造的旧管道，也就是将PE管连续送入旧管道内作为旧管道和内衬，由于PE 管的水力摩阻系数小，不会影响旧管道的输送流量。这种更新旧管道的施工目前已有各种专用设备和专业施工工程公司。由于PE管具有上述突出优点，目前在给水工程中的应用在国外已超过PVC-U管，在国内亦呈上升趋势。 

　　PE管属于柔性管，在埋地管道工程中应用时，对大于等于DN110mm管道，在其技术规程未颁布前，可按作用在管道上的内外荷载参照相应的热塑性塑料给水管道技术规范进行必要的计算，确定管壁厚度；对水下管道和管材，还应按作用在管道上的水流压力，水面浮运及下沉过程中各种受力条件进行设计计算，确定管壁结构，要求生产厂按设计要求制造专用管材。 

　　（5）玻璃钢管 

　　近十年来，我国从欧美引进多条玻璃钢管生产线，并形成批量生产，各厂家产品多执行AWWA标准。近年我国制定了建材行业标准JC552、JC/T838和城镇建设行业标准CJ/T3079标准。 

　　目前，国内市场上主要提供的玻璃钢管材有玻璃纤维增强树脂管和玻璃纤维增强树脂夹砂管两类。 

　　主要特性： 

　　①内壁光滑，粗糙系数低（n=0.008-0.009）之间，在相同的管径水头损失的条件下，其过流量较大，换句话来讲，就是在相同的过流量和水头损失的条件下，管径可以减小。 

　　②重量轻，管壁材料的比重为1.5-1.9，管材单位长度的重量也轻，便于运输和吊装。特别是在交通不便的田野、丘陵地段铺设此种管道会更为方便。 

　　③耐腐蚀，玻璃钢的抗酸碱和散电流的腐蚀性能较强是人所共知的，因此，也就减少另作防腐层费用，在土壤电阻率低的地区还免去了繁琐保护措施的费用。 

　　（6）新型复合钢管 

　　为近年来运用航空技术新开发的新型管材，价格较贵。 

　　即内壁为不锈钢，外壁为碳钢钢材，并作好外防腐处理，此种管材在西北、西南地区有部分应用。 

　　三、常用排水管材简介 

　　目前，国内使用的排水管主要有钢筋混凝土管、玻璃钢夹砂管和塑料管材（主要是HDPE聚乙烯双壁波纹管，下称HDPE）。管材的选择应从工程的规模、重要性、对管道直径及压力的要求、工程地质、外荷载状况、工程的后期要求、资金控制等方面进行综合分析比较后确定。由于管道建设所占投资的比重较大，且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例比较多，因此合理经济确定管材的选用对节省投资、方便施工、安全运行意义很大。 

　　混凝土管：在排水工程中已有很长的使用历史，具有管材自身强度高、抗浮性能好、安装维护有成熟的经验。因其制作工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而得到普遍应用，但混凝土管也有其不足的方面，如自身重量大，运输费用高、安装麻烦；刚性大，在软弱地基及地震高发区使用易发生事故等。 

　　玻璃钢管：玻璃钢管的特点是强度较高，重量轻、耐腐蚀、不结垢、内壁光滑阻力小，在相同管径、相同流量条件下比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管的连接也采用承插式，并设置胶圈，安装很方便。玻璃钢管相对而言壁薄，为柔性管道，对基础与回填要求较高。玻璃钢管水头计算的内壁粗糙系数设计时一般取n=0.009，寿命一般为50年。但是，玻璃钢管也有它的缺点。首先，玻璃钢管抗压强度高主要是指它的抗内压能力，而它的抗外压能力却较低，通常要预先压制成扁椭圆状再埋地，以承受外荷载和土压力；同时，它的接口易渗漏；而且玻璃钢管的单位价格较高。 

　　HDPE：作为新型绿色环保管材，HDPE管具有重量轻、耐腐蚀、运输及施工方便、维护费用底、抗震性能量好等优点，目前已经在国内已经开始大规模的推广使用，国家也制定了有关的推广使用政策。但是，目前市场规范性较差，产品质量良莠不齐；施工经验相对较少，施工质量较差，需要在管材的采购和安装过程中严格把关，才能保证获得满意的效果。 

　　四、道路下给排水管材的选用分析 

　　对于城市道路下给排水管材的选用，要根据管材的基本特点和工程的具体要求综合考虑，尤其是工程的具体要求，是给排水管材选用的依据。在具体的实施工程中，可以根据以及几个原则进行给排水管材的选取、 

　　（一）卫生因素 

　　对于道路下给排水管材的选用，要充分考虑对于管材卫生要求的限制。随着我国人民生活水平的不断提高，现代人对健康和安全的重视格外突出。饮用水安全就成为人们关注的焦点。因此要从多方面考虑保证水质的安全和给排水管材的安全。金属性质的管材比较容易生锈、而且易腐蚀和结垢，所以说对金属质管材的选用要慎之又慎，要充分对金属管材的相关性质和危险进行分析评估。对于水质要求高的区域要严格限制金属管材的使用，并积极启用其他无污染，安全可靠的新型管材。 

　　（二）温度因素 

　　温度对于管材的质量有着重要的影响，在进行管材的选择是，要充分考虑温度对管材的影响。例如，各种塑料管材的低温以及高温性能都很差，无法适应寒冷地区或者高温地区的需求。对与具体到铺设过程，应该尽量埋深，从而有效屏蔽温度对于管材的影响。如果不能保证深埋的话，就必选选择其他类型的管材。同时，对于特殊类型的排水，温度可能会很高，这是就要选用特定的耐高温管材。 

　　（三）防渗要求 

　　 一般情况下，塑料管材的防渗性能都比较好，但是不同的材质由于使用过程中的变形或损坏而导致的渗漏可能性却不尽相同。PVC-U由于抗冲击性、耐应力开裂性较差，相当来说，易受外力破坏而发生渗漏；玻璃钢夹砂管抗冲击性较好，强度高，但其柔韧性比聚烯烃管材差，如果基础处理不好，当发生地基不均匀沉降也易导致管材开裂和接口不严密发生渗漏；聚烯烃管材由于抗冲击性、耐应力开裂性强，柔韧性好，在环刚度和强度满足要求的情况下，发生破坏而渗漏的可能性小些。此外，环刚度越大的管子发生变形、破坏的可能性越小。 

　　在防渗要求较高的场合下，如地下水位高或排除污水，环刚度不宜太低，要留有一定的余地，最好选用聚烯烃类管材或玻璃钢夹砂管。对于雨水管道，若地下水位较低，防渗要求可低些，管材选择主要考虑经济因素。在地基条件不好而防渗要求又高的场合下，最好先用聚烯烃类管材。 

　　（四）价格因素 

　　城市道路下排水管材也要同时注意价格因素的影响。在同等价格或价格相差不大的条件下，应选择管材卫生、性能优越、便于安装维修的管材；在同样性能的条件下，应选择使用价格便宜的管材；最好的选择是采用价格既便宜、性能又良好、安装维修方便的管材。 

　　（五）环刚度要求 

　　城市道路下排水管材对荷载的大小要求非常高，这是选用管材的一项重要依据。当荷载超过管道的正常使用后，容易造成管道的破裂。这样不仅会带来很大的维护费用，而且有可能造成污染物质渗入管道内而引起极大的安全隐患。不同材料、不同形式或不同规格的管材其承载能力不一样的，塑料排水管主要承受的是外压，用来评价塑料管材承载力的重要参数是环刚度。对于不同要求的管道要根据实际选用合适的管材。 

　　随着经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，现代城市道路下给排水管道工程的关注也越来越多。对道路下给排水管材的要求也逐渐提高。无论是在卫生安全上，还是在具体的应用功能上都有了新的要求。因此，在管材的选用上要使用合适的管材，从而有效保证管道的良好的使用性能和尽量长的使用寿命。管道材料的质量一旦达不到要求，就容易造成漏水、渗水甚至其他安全隐患。并且带来很大的经济损失。因此，要城市道路下排水管材的选用上要非常慎重，综合多方面的因素进行分析，以达到最满意的效果。 

　　结论 

　　随着我国经济建设的快速发展，我国的道路下给排水工程得到了很大的发展，道路下给排水管材的选择和使用是道路下给排水管道建设的重要内容。为了保证道路下给排水管线的铺设安全和实用性对给排水管材的选用十分重要。道路下给排水管材选择要综合考虑多方面的因素，避免因为管材质量或者选择的错误导致各种损失或者危险的发生。 

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