黃俊英

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院，四川 成都 610081）

一、前言

隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市道路的長(zhǎng)度也在快速增加。為了保證道路下給排水管線的鋪設(shè)安全和實(shí)用性對(duì)給排水管材的選用就顯得十分重要。

二、常用給水管材簡(jiǎn)介

目前給水工程中常見的管道有球墨鑄鐵管、鋼管、給水用硬聚氯乙稀管、聚乙烯管、玻璃鋼管、新型復(fù)合鋼管。

（1）球墨鑄鐵管（DIP）

離心球墨鑄鐵管是由經(jīng)過球化和孕育處理的優(yōu)質(zhì)鐵水用離心鑄鐵工藝生產(chǎn)，其強(qiáng)度比鋼管高，延伸率大于10%，抗腐蝕能力比鋼管強(qiáng)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，離心球墨鑄鐵管規(guī)格為DN40～DN2600，國(guó)內(nèi)有些球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠已基本上按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)。離心球墨鑄鐵管的瀝青外涂層和水泥砂漿內(nèi)襯防腐均在工廠生產(chǎn)線上完成，質(zhì)量可靠、使用壽命長(zhǎng)且現(xiàn)場(chǎng)施工方便，目前國(guó)內(nèi)許多城市已將離心球墨鑄鐵管廣泛應(yīng)用于DN200～DN700的給水配水管網(wǎng)上，DN1000～DN2000的輸水管采用此管材也較多。

（2）鋼管（SP）

按焊縫的形式分為直縫焊接鋼管和螺旋縫焊接鋼管。

①直縫焊接鋼管產(chǎn)品規(guī)格DN150-2200mm，也有更大口徑的產(chǎn)品，往往大口徑鋼管應(yīng)增加剛性環(huán)，以減少管壁厚度。直縫鋼管多采用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，單管長(zhǎng)度較短，管長(zhǎng)受鋼板尺寸的限制。

②螺旋縫焊接鋼管（SY/T5037）生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，都是工廠生產(chǎn)。產(chǎn)品規(guī)格D219-2420m，單管長(zhǎng)度8-12m。

鋼管接口多采用焊接，要求施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有足夠的電源。

鋼管強(qiáng)度高，延伸性能好，不易破碎，便于現(xiàn)場(chǎng)加工。

鋼管易被腐蝕，作為輸水管材應(yīng)另作內(nèi)外防腐層，在環(huán)境條件較差地段還應(yīng)作陰極保護(hù)。

（3）給水用硬聚氯乙稀管（UPVC）

硬聚氯乙烯管是將UPVC樹脂與穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等添加劑配合后，經(jīng)擠出成型的。外徑50至800mm，單管長(zhǎng)度4、5、6m。壓力等級(jí) ：0.6、1.0MPa （710mm 和 800mm 只 有0.3MPa的規(guī)格）。

UPVC管材耐腐蝕性能強(qiáng)，單位長(zhǎng)度的重量輕，內(nèi)壁光滑、粗糙系數(shù)n=0.008-0.009，不易產(chǎn)生二次污染，管件齊全。

管材采用承插式膠圈接口和膠水粘接。

（4）聚乙烯管（PE管）

PE管具有熱塑料管材耐腐蝕性能好，不產(chǎn)生輸送水二次污染和嚴(yán)密性強(qiáng)的特點(diǎn)。小管徑的管材可用盤管供應(yīng)，運(yùn)輸、敷設(shè)方便。PE管采用熱熔管件（小口徑管）和熱熔對(duì)接連接，可用專用熔接設(shè)備將管材在溝槽上部或場(chǎng)地上將管道連接成幾十米甚至幾百米整體管道進(jìn)行彈性敷設(shè)，不受施工現(xiàn)場(chǎng)地形變化的影響。PE管的這種特點(diǎn)使其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到：可采用浮運(yùn)沉管法埋設(shè)水下給水管道；可采用定向鉆進(jìn)行不開槽施工埋設(shè)城鎮(zhèn)給不管道；還可將其用于更新城市修建的各種用途的SP、CIP、PCP等需要改造的舊管道，也就是將PE管連續(xù)送入舊管道內(nèi)作為舊管道和內(nèi)襯，由于PE管的水力摩阻系數(shù)小，不會(huì)影響舊管道的輸送流量。這種更新舊管道的施工目前已有各種專用設(shè)備和專業(yè)施工工程公司。由于PE管具有上述突出優(yōu)點(diǎn)，目前在給水工程中的應(yīng)用在國(guó)外已超過PVC-U管，在國(guó)內(nèi)亦呈上升趨勢(shì)。

PE管屬于柔性管，在埋地管道工程中應(yīng)用時(shí)，對(duì)大于等于DN110mm管道，在其技術(shù)規(guī)程未頒布前，可按作用在管道上的內(nèi)外荷載參照相應(yīng)的熱塑性塑料給水管道技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的計(jì)算，確定管壁厚度；對(duì)水下管道和管材，還應(yīng)按作用在管道上的水流壓力，水面浮運(yùn)及下沉過程中各種受力條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定管壁結(jié)構(gòu)，要求生產(chǎn)廠按設(shè)計(jì)要求制造專用管材。

（5）玻璃鋼管

近十年來，我國(guó)從歐美引進(jìn)多條玻璃鋼管生產(chǎn)線，并形成批量生產(chǎn)，各廠家產(chǎn)品多執(zhí)行AWWA標(biāo)準(zhǔn)。近年我國(guó)制定了建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC552、JC/T838和城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T3079標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要提供的玻璃鋼管材有玻璃纖維增強(qiáng)樹脂管和玻璃纖維增強(qiáng)樹脂夾砂管兩類。

主要特性：

①內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)低（n=0.008-0.009）之間，在相同的管徑水頭損失的條件下，其過流量較大，換句話來講，就是在相同的過流量和水頭損失的條件下，管徑可以減小。

②重量輕，管壁材料的比重為1.5-1.9，管材單位長(zhǎng)度的重量也輕，便于運(yùn)輸和吊裝。特別是在交通不便的田野、丘陵地段鋪設(shè)此種管道會(huì)更為方便。

③耐腐蝕，玻璃鋼的抗酸堿和散電流的腐蝕性能較強(qiáng)是人所共知的，因此，也就減少另作防腐層費(fèi)用，在土壤電阻率低的地區(qū)還免去了繁瑣保護(hù)措施的費(fèi)用。

（6）新型復(fù)合鋼管

為近年來運(yùn)用航空技術(shù)新開發(fā)的新型管材，價(jià)格較貴。

即內(nèi)壁為不銹鋼，外壁為碳鋼鋼材，并作好外防腐處理，此種管材在西北、西南地區(qū)有部分應(yīng)用。

三、常用排水管材簡(jiǎn)介

目前，國(guó)內(nèi)使用的排水管主要有鋼筋混凝土管、玻璃鋼夾砂管和塑料管材（主要是HDPE聚乙烯雙壁波紋管，下稱HDPE）。管材的選擇應(yīng)從工程的規(guī)模、重要性、對(duì)管道直徑及壓力的要求、工程地質(zhì)、外荷載狀況、工程的后期要求、資金控制等方面進(jìn)行綜合分析比較后確定。由于管道建設(shè)所占投資的比重較大，且因管材選用不當(dāng)造成事故或增加不必要資金的實(shí)例比較多，因此合理經(jīng)濟(jì)確定管材的選用對(duì)節(jié)省投資、方便施工、安全運(yùn)行意義很大。

混凝土管：在排水工程中已有很長(zhǎng)的使用歷史，具有管材自身強(qiáng)度高、抗浮性能好、安裝維護(hù)有成熟的經(jīng)驗(yàn)。因其制作工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、較適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況而得到普遍應(yīng)用，但混凝土管也有其不足的方面，如自身重量大，運(yùn)輸費(fèi)用高、安裝麻煩；剛性大，在軟弱地基及地震高發(fā)區(qū)使用易發(fā)生事故等。

玻璃鋼管：玻璃鋼管的特點(diǎn)是強(qiáng)度較高，重量輕、耐腐蝕、不結(jié)垢、內(nèi)壁光滑阻力小，在相同管徑、相同流量條件下比其他材質(zhì)管道水頭損失小、節(jié)省能耗。玻璃鋼管的連接也采用承插式，并設(shè)置膠圈，安裝很方便。玻璃鋼管相對(duì)而言壁薄，為柔性管道，對(duì)基礎(chǔ)與回填要求較高。玻璃鋼管水頭計(jì)算的內(nèi)壁粗糙系數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)一般取n=0.009，壽命一般為50年。但是，玻璃鋼管也有它的缺點(diǎn)。首先，玻璃鋼管抗壓強(qiáng)度高主要是指它的抗內(nèi)壓能力，而它的抗外壓能力卻較低，通常要預(yù)先壓制成扁橢圓狀再埋地，以承受外荷載和土壓力；同時(shí)，它的接口易滲漏；而且玻璃鋼管的單位價(jià)格較高。

HDPE：作為新型綠色環(huán)保管材，HDPE管具有重量輕、耐腐蝕、運(yùn)輸及施工方便、維護(hù)費(fèi)用底、抗震性能量好等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)開始大規(guī)模的推廣使用，國(guó)家也制定了有關(guān)的推廣使用政策。但是，目前市場(chǎng)規(guī)范性較差，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊；施工經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，施工質(zhì)量較差，需要在管材的采購和安裝過程中嚴(yán)格把關(guān)，才能保證獲得滿意的效果。

四、道路下給排水管材的選用分析

對(duì)于城市道路下給排水管材的選用，要根據(jù)管材的基本特點(diǎn)和工程的具體要求綜合考慮，尤其是工程的具體要求，是給排水管材選用的依據(jù)。在具體的實(shí)施工程中，可以根據(jù)以及幾個(gè)原則進(jìn)行給排水管材的選取、

（一）衛(wèi)生因素

對(duì)于道路下給排水管材的選用，要充分考慮對(duì)于管材衛(wèi)生要求的限制。隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，現(xiàn)代人對(duì)健康和安全的重視格外突出。飲用水安全就成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此要從多方面考慮保證水質(zhì)的安全和給排水管材的安全。金屬性質(zhì)的管材比較容易生銹、而且易腐蝕和結(jié)垢，所以說對(duì)金屬質(zhì)管材的選用要慎之又慎，要充分對(duì)金屬管材的相關(guān)性質(zhì)和危險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)估。對(duì)于水質(zhì)要求高的區(qū)域要嚴(yán)格限制金屬管材的使用，并積極啟用其他無污染，安全可靠的新型管材。

（二）溫度因素

溫度對(duì)于管材的質(zhì)量有著重要的影響，在進(jìn)行管材的選擇是，要充分考慮溫度對(duì)管材的影響。例如，各種塑料管材的低溫以及高溫性能都很差，無法適應(yīng)寒冷地區(qū)或者高溫地區(qū)的需求。對(duì)與具體到鋪設(shè)過程，應(yīng)該盡量埋深，從而有效屏蔽溫度對(duì)于管材的影響。如果不能保證深埋的話，就必選選擇其他類型的管材。同時(shí)，對(duì)于特殊類型的排水，溫度可能會(huì)很高，這是就要選用特定的耐高溫管材。

（三）防滲要求

一般情況下，塑料管材的防滲性能都比較好，但是不同的材質(zhì)由于使用過程中的變形或損壞而導(dǎo)致的滲漏可能性卻不盡相同。PVC-U由于抗沖擊性、耐應(yīng)力開裂性較差，相當(dāng)來說，易受外力破壞而發(fā)生滲漏；玻璃鋼夾砂管抗沖擊性較好，強(qiáng)度高，但其柔韌性比聚烯烴管材差，如果基礎(chǔ)處理不好，當(dāng)發(fā)生地基不均勻沉降也易導(dǎo)致管材開裂和接口不嚴(yán)密發(fā)生滲漏；聚烯烴管材由于抗沖擊性、耐應(yīng)力開裂性強(qiáng)，柔韌性好，在環(huán)剛度和強(qiáng)度滿足要求的情況下，發(fā)生破壞而滲漏的可能性小些。此外，環(huán)剛度越大的管子發(fā)生變形、破壞的可能性越小。

在防滲要求較高的場(chǎng)合下，如地下水位高或排除污水，環(huán)剛度不宜太低，要留有一定的余地，最好選用聚烯烴類管材或玻璃鋼夾砂管。對(duì)于雨水管道，若地下水位較低，防滲要求可低些，管材選擇主要考慮經(jīng)濟(jì)因素。在地基條件不好而防滲要求又高的場(chǎng)合下，最好先用聚烯烴類管材。

（四）價(jià)格因素

城市道路下排水管材也要同時(shí)注意價(jià)格因素的影響。在同等價(jià)格或價(jià)格相差不大的條件下，應(yīng)選擇管材衛(wèi)生、性能優(yōu)越、便于安裝維修的管材；在同樣性能的條件下，應(yīng)選擇使用價(jià)格便宜的管材；最好的選擇是采用價(jià)格既便宜、性能又良好、安裝維修方便的管材。

（五）環(huán)剛度要求

城市道路下排水管材對(duì)荷載的大小要求非常高，這是選用管材的一項(xiàng)重要依據(jù)。當(dāng)荷載超過管道的正常使用后，容易造成管道的破裂。這樣不僅會(huì)帶來很大的維護(hù)費(fèi)用，而且有可能造成污染物質(zhì)滲入管道內(nèi)而引起極大的安全隱患。不同材料、不同形式或不同規(guī)格的管材其承載能力不一樣的，塑料排水管主要承受的是外壓，用來評(píng)價(jià)塑料管材承載力的重要參數(shù)是環(huán)剛度。對(duì)于不同要求的管道要根據(jù)實(shí)際選用合適的管材。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，現(xiàn)代城市道路下給排水管道工程的關(guān)注也越來越多。對(duì)道路下給排水管材的要求也逐漸提高。無論是在衛(wèi)生安全上，還是在具體的應(yīng)用功能上都有了新的要求。因此，在管材的選用上要使用合適的管材，從而有效保證管道的良好的使用性能和盡量長(zhǎng)的使用壽命。管道材料的質(zhì)量一旦達(dá)不到要求，就容易造成漏水、滲水甚至其他安全隱患。并且?guī)砗艽蟮慕?jīng)濟(jì)損失。因此，要城市道路下排水管材的選用上要非常慎重，綜合多方面的因素進(jìn)行分析，以達(dá)到最滿意的效果。

結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)的道路下給排水工程得到了很大的發(fā)展，道路下給排水管材的選擇和使用是道路下給排水管道建設(shè)的重要內(nèi)容。為了保證道路下給排水管線的鋪設(shè)安全和實(shí)用性對(duì)給排水管材的選用十分重要。道路下給排水管材選擇要綜合考慮多方面的因素，避免因?yàn)楣懿馁|(zhì)量或者選擇的錯(cuò)誤導(dǎo)致各種損失或者危險(xiǎn)的發(fā)生。

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