王利和 包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，包頭 014040

新型管材在包頭市東河區(qū)市政污水管網(wǎng)改造工程中的應(yīng)用

王利和 包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，包頭 014040

隨著城區(qū)人口密度的加大，生活污水流量不斷增大，多年前的舊管線嚴(yán)重老化，管徑不夠，無法正常運(yùn)行。本文論述了實(shí)行改造中新型管材的選用與施工問題。

1.引言

隨著我市經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，市政建設(shè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。作為我市重要的基礎(chǔ)設(shè)施——市政污水管網(wǎng)也得到了政府部門的大力支持、建設(shè)和完善。傳統(tǒng)的市政污水排水管材由于其本身固有的一些缺點(diǎn)，已經(jīng)難以適應(yīng)城市快速發(fā)展的需要。因此，我市于2009～2010年對(duì)全市范圍內(nèi)已達(dá)使用年限的舊有生活污水管線進(jìn)行了較大規(guī)模的改造。改造后的管線大量使用了新型管材。筆者有幸參與了包頭市的老城區(qū)——東河區(qū)的污水管網(wǎng)改造項(xiàng)目。就這次改造項(xiàng)目中新型管材的使用提出一些淺顯的看法。

2.舊管線改造的必要性

我市東河區(qū)是老城區(qū)，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，由于歷史的原因，城市基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)相對(duì)滯后，一方面表現(xiàn)在城市生活污水管線超齡服役，管材嚴(yán)重老化，通水能力差，日常運(yùn)行中病害事故多發(fā)，給維護(hù)管理帶來相當(dāng)大的困難。另一方面隨著城區(qū)人口數(shù)量的迅速增加，人口密度加大，原來的管線管徑太小，已經(jīng)不能適應(yīng)排水量的需要，超負(fù)荷運(yùn)行，帶來很大隱患。

這次改造的管線有西腦包大街段、公園路西閣外段、體育場(chǎng)南路段、公交巷段、礦機(jī)廠路、鐵西區(qū)新建路等，共計(jì)約8000米。都是80年代前后敷設(shè)的管線，管材都是混凝土的排水管道。從挖出的舊管線看，已經(jīng)腐化嚴(yán)重，管壁混凝土相當(dāng)疏松，內(nèi)壁粗糙不堪，薄厚不均。一些路段甚至因管道破損而導(dǎo)致路面塌陷。因此，對(duì)這些舊有管線改造是當(dāng)務(wù)之急。

3.新型管材的選擇

3.1 常見新型管材的種類、性能

市政排水管網(wǎng)較一般排水管網(wǎng)來說管徑相對(duì)較大，（一般都在DN300以上），市場(chǎng)上出現(xiàn)的大口徑新型管材根據(jù)材質(zhì)的不同，大致可以分為以樹脂為基體玻璃纖維為增強(qiáng)料的玻璃鋼管；以HDPE（高密度聚乙烯）為原料的HDPE管；以及以UPVC（聚氯乙?。樵蟄PVC管。

3.1.1 UPVC管

UPVC（聚氯乙烯）塑料管是以聚氯乙烯為主要原料配以添加劑，以熱塑工藝通過制管機(jī)內(nèi)徑擠壓而成。

由于UPVC（聚氯乙烯）在熔融擠出時(shí)的流動(dòng)性很差、熱穩(wěn)定性也差，生產(chǎn)大口徑管材是相當(dāng)困難的，大口徑聚氯乙烯管的連接問題也困難，目前國內(nèi)生產(chǎn)的UPVC排水管管徑絕大部分在DN600以下，比較適合在小區(qū)等排水管管徑不大的地區(qū)使用，而不適合在市政排水管網(wǎng)（相對(duì)管徑較大）上使用，故不在本次考慮管材范圍之內(nèi)。

3.1.2 玻璃鋼纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂管

玻璃鋼纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂管，簡稱玻璃鋼管，是一種新型的復(fù)合管材，它主要以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以樹脂為基體制成，以其優(yōu)異的耐腐蝕性能、輕質(zhì)高強(qiáng)、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于化工企業(yè)腐蝕性介質(zhì)輸送以及城市給排水工程等諸多領(lǐng)域。隨著玻璃鋼管的普及應(yīng)用，又出現(xiàn)了玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管，簡稱夾砂玻璃鋼管（RPMP管），這種管道從性能上提高了管材剛度，降低了成本。接頭一般采用承插連接方式，兩道“O”型密封圈。安裝方便、可靠、密封性、耐腐蝕性好，接頭可在小角度范圍內(nèi)調(diào)整管線的方向。

3.1.3 HDPE塑料管

HDPE塑料管是由高密度聚乙烯樹脂加入添加劑，經(jīng)擠壓而得。是一種具有環(huán)狀波紋結(jié)構(gòu)外壁和平滑內(nèi)壁的新型塑料管材，由于管道規(guī)格不同，管壁結(jié)構(gòu)也有差別。根據(jù)管壁結(jié)構(gòu)的不同，HDPE管又有幾種類型。在生產(chǎn)工藝和使用技術(shù)上已經(jīng)十分成熟，在歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了極大的推廣和應(yīng)用。

（1） HDPE雙壁波紋管

雙壁波紋管是由HDPE同時(shí)擠出的波紋外壁和一層光滑內(nèi)壁一次熔結(jié)擠壓成型的，管壁截面為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁光滑平整，外壁為等矩排列的具有梯形中空結(jié)構(gòu)的管材。具有優(yōu)異的環(huán)剛度和良好的強(qiáng)度與韌性，重量輕、耐沖擊性強(qiáng)、不易破損等特點(diǎn)，且運(yùn)輸安裝方便。管道主要采用橡膠圈承插連接。由于雙壁波紋管的特殊的波紋管壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得該管在同樣直徑和達(dá)到同樣環(huán)剛度的條件下，用料（HDPE）最省。有優(yōu)良的彎曲性能。目前國內(nèi)能生產(chǎn)的最大口徑已達(dá)到DN1200。

(2) HDPE中空壁纏繞管

它是一種以HDPE為原料生產(chǎn)矩形管坯，經(jīng)纏繞焊接成型的一種管材。由于其獨(dú)特的成型工藝，可生產(chǎn)口徑達(dá)3000mm的大口徑管材，這是其他生產(chǎn)工藝難以完成甚至于無法完成的。此種管材與雙壁波紋管在性能上基本一致，管道連接主要采用熱熔帶連接方式，連接成本較雙壁波紋管略高；另外，該管的一個(gè)主要缺點(diǎn)是在同樣直徑和達(dá)到同樣環(huán)剛度下，一般要比直接擠出的雙壁波紋管耗費(fèi)更多的原材料，因此，其生產(chǎn)成本較高。

(3) 金屬內(nèi)增強(qiáng)聚乙烯（HDPE）螺旋波紋管

它是以聚乙烯為主要原料，經(jīng)過特殊的擠出纏繞成型工藝加工而成的結(jié)構(gòu)壁管，產(chǎn)品由內(nèi)層為PE層、中間層為經(jīng)涂塑處理的金屬鋼帶層、外層為PE層的三層特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)成。經(jīng)涂塑處理的鋼帶與內(nèi)、外聚乙烯層在熔融狀態(tài)下復(fù)合，使其有機(jī)地融為一體，即提高了管材的強(qiáng)度，又解決了鋼帶外露易腐蝕的問題。管徑從DN700～DN2000。其連接方式主要有：焊接連接、卡箍連接和熱收縮套接（適用于DN1200以下）。該管的最大優(yōu)勢(shì)在于可以達(dá)到其他塑料管材不能達(dá)到的環(huán)剛度（可達(dá)16kN/m2）。

3.選擇的結(jié)果

從以上管材比較可以看出，本次改造工程設(shè)計(jì)人員最終選擇了HDPE雙壁波紋管是非常合理的。因?yàn)闁|河區(qū)舊城區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，可能產(chǎn)生的不均勻沉降大，宜用HDPE管。同時(shí)，地下障礙物及其他老管線錯(cuò)綜復(fù)雜，且敷設(shè)情況不明，溝槽開挖時(shí)往往需要頻繁變線，因此需要較好的彎曲性，只有雙壁波紋管和中空纏繞管能滿足，但中空纏繞管連接采用電熔帶成本高且施工速度慢，實(shí)際施工往往帶水操作，也不宜采用電熔連接，不如波紋管一次對(duì)口用橡膠圈密封來得快。

4.新型管材的施工應(yīng)注意的問題

由于HDPE管材本身的特性，以及推廣初始階段不為大多數(shù)人所了解，HDPE排水管在施工安裝、使用與維護(hù)管理的許多方面都與傳統(tǒng)管材有較大出入，帶來了許多新的問題，同時(shí)也給人們對(duì)HDPE管材的接受和使用帶來了心理疑慮和障礙，主要包括：管道之間的連接，即接口形式；管道與檢查井的連接；溝槽開挖與基礎(chǔ)處理；回填與管道抗??；管材環(huán)剛度的確定與選用；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程的不盡完善，等等。

根據(jù)我們對(duì)HDPE管施工過程中的總結(jié)，針對(duì)以上各方面內(nèi)容，特提出以下幾點(diǎn)：

（1） 管道之間的接口形式建議使用密封膠圈柔性接口，不推薦使用熱縮套連接。

（2） 由于材料的收縮率不同，HDPE管道與磚混檢查井的連接處易導(dǎo)致滲漏，建議采用防水翼環(huán)，防水翼環(huán)可與不同管徑的HDPE短管連接好后，直接用水泥砂漿澆注成砌塊，在砌檢查井時(shí)可根據(jù)流水底高，直接砌入，省時(shí)省力。從遠(yuǎn)期考慮，應(yīng)注重塑料預(yù)制檢查井的應(yīng)用研究與推廣。

（3） 在地下水位較高、流沙等不良地基處施工，應(yīng)開挖一段、施工一段并迅速回填，注意防止管道的上浮、偏移與下窩，一旦發(fā)生，必須返工。

（4） 目前管道的環(huán)剛度規(guī)格系列不夠豐富，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分，以節(jié)省成本，提高管材的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

（5） 應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程，以利推廣。

5.結(jié)語

綜上所述，只要選用合理，新型管材運(yùn)用在市政排水管網(wǎng)中是有一定優(yōu)勢(shì)的，隨著科技水平的提高，新型管材的成本將進(jìn)一步降低，全面替代傳統(tǒng)管材將指日可待！

主要參考

[1]給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范.GB50268-2008

Application of New Type Tubing in Rebuilding of City Sewage Pipe Network, DongHe District,BaoTou

Wang Lihe
(Baotou Vocational ＆ Technical College，Baotou 014040,China)

With the increasing of urban population density and flow rate of life sewage, old pipe network is in serious deterioration ,their diameter is not enough to normal operation. This text discuss the adopting and construction of new type tubing.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.023

王利和，男，1968年7月出生，1991年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)環(huán)境工程系。現(xiàn)為包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)保教研室教師。

污水管網(wǎng)；新型管材；選擇；施工

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