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        探析市政排水管道應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

        2011-12-30 03:39:44王喜巖
        關(guān)鍵詞:鑄鐵管塑料管排水管

        王喜巖

        (哈爾濱市香坊排水管修所,黑龍江 哈爾濱 150036)

        城市排水工程指城市生活污水、工業(yè)廢水、大氣降水(含雨、雪水)徑流和其他棄水的收集、輸送、凈化、利用和排放。城市排水設(shè)施包括:收集、輸送城市排水的管網(wǎng)、泵站以及污水處理廠和污泥最終處置及相關(guān)設(shè)施。近年來(lái),在全國(guó)上下保護(hù)水資源、治理水污染的形勢(shì)下,排水設(shè)施工程已經(jīng)成為各地基礎(chǔ)建設(shè)的熱點(diǎn)。同時(shí),我國(guó)政府加大對(duì)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,市政工程管網(wǎng)建設(shè)得到前所未有的重視。與此同時(shí),各種排水管道品種不斷豐富,產(chǎn)量不斷增加,質(zhì)量不斷提高。本文就市政工程中排水管道的常見(jiàn)類型和未來(lái)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行初步探討。

        1 市政排水管道應(yīng)用現(xiàn)狀分析

        市政工程用的管道,根據(jù)管道材質(zhì)不同可分為鋼管、鑄鐵管、混凝土管和鋼筋混凝土管、塑料管(包括鋼塑復(fù)合管)四大類。(1)鋼管:鋼管一般分為灰口鑄鐵管和焊接鋼管;(2)鑄鐵管:鑄鐵管按材質(zhì)可分為鑄鐵管(亦稱普通鑄鐵管)和延性鑄鐵管(亦稱球墨鑄鐵管);(3)混凝土管:餛凝土管一般分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管(PCP),自應(yīng)力鋼筋混凝土管(SPCP),預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP),混凝土管(GP)和鋼筋混凝土管(RCP);(4)塑料管:塑料管一般分為硬質(zhì)聚氯乙烯管(PVC-U),聚乙烯管(PE),玻璃鋼夾砂管(FRP)管。目前,我國(guó)市政管道品種多樣,改變了以往只用混凝土管和鋼筋混凝土管、灰口鑄鐵管和鋼管等少數(shù)幾種管道的局面,如城市供水管:管徑小于600mm的有灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、自應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼管、PVC-U管、PE管等;管徑在600~1200mm的有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、球墨鑄鐵管、鋼管、FRP管等;管徑在1200mm以上的有預(yù)應(yīng)力混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、FRP管和鋼管等。近十幾年來(lái),隨著塑料管的原料合成生產(chǎn)、管材管件制造技術(shù)、設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)等方面的發(fā)展和完善,使塑料管在市政管道工程中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。

        2 塑料排水管的常見(jiàn)種類及優(yōu)點(diǎn)

        2.1 塑料管的常見(jiàn)種類

        在市政工程中,常見(jiàn)的塑料排水管有以下品種:硬聚氯乙烯塑料管(PVC-U);氯化聚乙烯塑料管(CPVC);交聯(lián)聚乙烯塑料管(PEX);共聚聚丙烯塑料管(PP-R、PP-C);聚丁烯塑料管(PB);聚乙烯塑料管(PE),其中包括低密度聚乙烯塑料管(LDPE)、中密度聚乙烯塑料管(MDPE)、高密度聚乙烯給水塑料管(HDPE);烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料管(ABS)。除上述塑料管外,鍍鋅鋼管的替代管材還有鋁塑復(fù)合管(簡(jiǎn)稱 MP, 其 材 料 有 PEX-AL-PEX,HDPE-AL-PEX,PE-AL-PE等)、無(wú)縫鋁合金襯塑管、塑鋼復(fù)合管等管材。

        2.2 塑料排水管的優(yōu)點(diǎn)

        市政工程排水管道按管材特性可分為剛性管和柔性管(塑料管),這兩類埋地排水管的性能進(jìn)行比較,可以得出塑料排水管所具有的優(yōu)點(diǎn):

        2.2.1 強(qiáng)度和剛度。從表面上看,塑料埋地排水管是不及混凝土排水管,特別是鋼筋混凝土管。但塑料管屬于柔性管,在受外壓負(fù)荷時(shí),柔性管的承受負(fù)載的機(jī)理是完全不同的。柔性管在受壓破壞之前可以有較大的變形,而剛性管不可能有較大變形。同樣外壓負(fù)載下柔性管管壁內(nèi)的應(yīng)力較小,它和周圍的回填土共同承受負(fù)載,管土共同作用。因此,塑料埋地排水管不需要和剛性混凝土管一樣的強(qiáng)度和剛度,在合理的剛度下,完全達(dá)到使用要求,這一點(diǎn)已被國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的應(yīng)用實(shí)踐所證實(shí)。

        2.2.2 水力特性比。在水力特性比方面,塑料管由于內(nèi)壁光滑,輸送液體時(shí)摩阻明顯小于混凝土管。塑料管的內(nèi)壁粗糙率為0.001,而混凝土管為0.013,因此在相同使用條件下,塑料管的輸水量可比混凝土管提高30%。實(shí)踐證明,在同樣坡度下,采用直徑較小的塑料埋地排水管就可以達(dá)到要求的流量。

        2.2.3 接口的密封性。在管材接口密封方面,塑料管的連接比較可靠。而混凝土排水管在保證密封性方面比較困難,絕大多數(shù)使用的平接口和企口混凝土排水管在連接處只抹一圈混凝土,時(shí)間一長(zhǎng)很難保證不泄露;又因其完全是剛性連接,管道稍有移位(如土壤不均勻沉降),連接處就可能被破壞,而形成滲漏。

        2.2.4 使用壽命、耐腐蝕。在使用壽命、耐腐蝕方面,塑料管的優(yōu)點(diǎn)最為突出。埋地排水管輸送的生活污水和雨水具有腐蝕性(雨水流過(guò)地面時(shí)常溶入腐蝕性物質(zhì)),或成酸性或成堿性,生產(chǎn)污水如工業(yè)排水更是具有強(qiáng)腐蝕性,塑料埋地排水管的耐腐蝕性遠(yuǎn)勝于金屬管,也明顯優(yōu)于混凝土管。同時(shí),塑料埋地排水管的抗磨損性也很好。

        2.2.5 便于鋪設(shè)安裝。在管道鋪設(shè)安裝方面,塑料埋地排水管的優(yōu)點(diǎn)也非常特出:重量輕、長(zhǎng)度大、接頭少,對(duì)于管溝和基礎(chǔ)的要求低(而混凝土管一般需要做素混凝土基礎(chǔ)),連接方便,施工便捷。而混凝土管的基礎(chǔ)和連接處需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在城市擁擠或地質(zhì)惡劣地區(qū)(如地下水位高、地基松軟地區(qū)),塑料埋地排水管的優(yōu)點(diǎn)更明顯。

        2.2.6 綜合經(jīng)濟(jì)性。在綜合經(jīng)濟(jì)性方面,塑料埋地排水管的優(yōu)勢(shì)正在被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)。雖然塑料排水管的價(jià)格比混凝土管高,但是國(guó)內(nèi)外的時(shí)間證明,在正確設(shè)計(jì)和合理施工的情況下,采用塑料埋地排水管的工程中造價(jià)常常低于混凝土排水管。

        3 市政排水管應(yīng)用趨勢(shì)分析

        未來(lái)市政排水管應(yīng)用趨勢(shì)將呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn):

        3.1 往柔性接口型式發(fā)展。用平口管安裝成管道,用水泥砂漿封縫或用套環(huán)連接防不了污水外溢,隨著社會(huì)的發(fā)展,它必將被淘汰。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是使用柔性結(jié)合的承接口式排水管。

        3.2 大口徑、多品種化發(fā)展趨勢(shì)。自離心工藝的最大管徑2000mm企口管誕生后,目前可生產(chǎn)到2800mm。生產(chǎn)3000mmF型大口徑鋼筋混凝土管也成為可能,未來(lái)越來(lái)越多的直徑在2000mm以上排水管將都將被采用。

        3.3 低壓力排水管發(fā)展趨勢(shì)。帶低壓運(yùn)行的排水管不僅是設(shè)計(jì)需要,而且可以減少內(nèi)壁腐蝕的出現(xiàn)。低壓排水管可以用壓力管的生產(chǎn)工藝來(lái)生產(chǎn),綜合成本可以與排水管同比接近。

        3.4 綠色混凝土管發(fā)展趨勢(shì)。在排水管的混凝土中可以應(yīng)用很多有利于環(huán)保的工業(yè)廢料,從而促進(jìn)綠色混凝土在排水管材中的應(yīng)用。

        3.5 高耐久性方向發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)使用排水管時(shí)間不長(zhǎng),在其設(shè)計(jì)壽命的驗(yàn)證方面尚缺少數(shù)據(jù),但污水對(duì)混凝土管的腐蝕是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。不僅僅是排放有腐蝕介質(zhì)的管道,普通生活污水管也存在耐腐蝕問(wèn)題,而耐腐蝕管的生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵是突破以往水泥作為混凝土膠凝材料的觀念,通過(guò)摻合料來(lái)改變混凝土的生成產(chǎn)物從而達(dá)到耐腐蝕的目的。這種排水管的應(yīng)用將進(jìn)一步拓廣排水管的應(yīng)用領(lǐng)域。

        [1]馬德舉.淺析市政排水管道應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì).棗莊市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,山東棗莊【期刊】.職業(yè)圈,2007-09-15.

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