張軍鈞 沈成
摘要:隨著現(xiàn)代社會科學技術水平的不斷發(fā)展,新工藝和新材料的應用,使得城市排水管網(wǎng)設計水平不斷提高,并且整體排水管網(wǎng)的能力也得到了大幅度的改進。本文對于當前新型管材在市政排水管網(wǎng)設計中的應用的相關問題進行了分析與探討。
關鍵詞:新型管材;市政排水管網(wǎng);設計;應用
1引言
隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,我國城市化建設進程的腳步逐漸加快,快速增長的城市內(nèi)部人口數(shù)量對于城市排水設施的能力提出了更高的要求。與此同時,一些階段惡劣的天氣也給予城市內(nèi)部排水系統(tǒng)造成了嚴重的壓力。為了保證城市基礎設施建設工作的順利開展,提高城市排污能力,實現(xiàn)排污、排澇、防洪一體化的目標,構建和設計科學的市政排水管網(wǎng)已經(jīng)成為了當前城市基礎設施建設中的重要內(nèi)容。新型管材應用于當前市政排水管網(wǎng)設計中,可以更好地提高整個管網(wǎng)工程的經(jīng)濟性和排水能力,并且更好地提高整個管網(wǎng)的社會效益和環(huán)境效益。
2新型管材分析
2.1玻璃鋼管
玻璃鋼管主要采用樹脂和玻璃鋼纖為主要的材質(zhì),其本身的強度較高,質(zhì)量較強,具有較強的抗腐蝕能力。玻璃鋼管的施工安裝相對方便,整體投資成本較低。針對于一些具有腐蝕性介質(zhì)的運輸中,玻璃鋼管的應用范圍十分廣泛。另外,在我國城市給排水工程網(wǎng)絡建設中,玻璃鋼管也是廣泛應用的管材之一。
2.2HDPE管
HDPE(High Density Polyethylene,高密度聚乙烯)管的內(nèi)壁平滑,外壁則是環(huán)狀波紋結構。HDPE管具有不同的規(guī)格,并且整體管壁的結構也都各不相同?,F(xiàn)階段,我國對于HDPE管的生產(chǎn)技術水平和工藝都已經(jīng)相對成熟,并且相關施工應用范圍也十分廣泛。HDPE管大致可以分為HDPE雙壁波紋管、HDPE中空壁纏繞管以及HDPE螺旋波紋管三種。HDPE雙壁波紋管主要是高溫一次成型工藝來制作的,內(nèi)部采用雙層結構,具有較強的環(huán)剛度,并且質(zhì)量較強,韌性好,具有較強的抗沖擊力,在運輸過程中不容易被破壞,安裝相對方面。HDPE中空壁纏繞管的制作工藝相對特殊,需要進行焊接和纏繞處理。HDPE中空壁纏繞管的管徑可以達到3000mm,這相對于其他種類的管材具有較強的優(yōu)勢。但是這種管材的整體生產(chǎn)成本較高。HDPE螺旋波紋管的制作中主要依靠纏繞和擠壓,并且主要的生產(chǎn)原料為聚乙烯。這種管材的輸水能力較強,并且具有較強的抗沉降性,對于一些地下水位較高的地區(qū)和軟土地層的應用具有較強的適用性。HDPE管道主要用于:市政工程供水系統(tǒng),建筑物室內(nèi)給水系統(tǒng),室外埋地給水系統(tǒng)及居住小區(qū)、廠區(qū)埋地給水系統(tǒng),舊管線修復,水處理工程管道系統(tǒng),園林、灌溉及其他領域的工業(yè)用水管等。另外,HDPE管不適用于對熱水的輸送上。
3 HDPE管的優(yōu)勢
HDPE管的化學穩(wěn)定性良好,并且具有較佳的綜合機械性能。在實際施工中,HDPE管的抗壓能力相對于傳統(tǒng)管材得到了有效的提高。HDPE管的外壁存在環(huán)形博文,其具有較強的抗毒,對于土壤的荷載能力得到了有效的保證。HDPE管內(nèi)壁光滑,摩阻系數(shù)大約為0.009左右,可以更好地保持水流的通過性,其相對于混凝土管的0.013摩阻系數(shù)來說,HDPE管的通過能力優(yōu)勢十分明顯。在相同口徑設計需求下,HDPE管的流量通過能力強,在流量相同時,管網(wǎng)設計主要采用HDPE管。與此同時,HDPE管其本身的質(zhì)量較輕,運輸和連接安裝過程不容易受到損壞,施工更加便捷、快速。針對于一些施工期限要求較高,施工環(huán)境交叉的條件,HDPE管具有得天獨厚的優(yōu)勢。由于HDPE管其本身具有穩(wěn)定的化學性能,其可以適應多種酸堿環(huán)境,提高整體使用年限和使用壽命,一般其使用壽命都可以達到50年甚至更久。另外,HDPE管材具有良好的柔性,并且密封度較高,可以有效地避免出現(xiàn)管道滲漏的病害問題。HDPE管的材質(zhì)較為環(huán)保,不會造成污染和毒害,具有一定的回收利用特性,符合當前社會環(huán)保理念的推廣。
4市政排水管網(wǎng)設計
由于新型管材具有良好的耐久性和穩(wěn)定性,其更加適應當前市政排水管網(wǎng)設計和施工需求。在實際施工的過程中,要根據(jù)管材的優(yōu)勢與不同特點,采取揚長避短的原則,提高市政排水管網(wǎng)的設計水平。在管網(wǎng)設計中,要做好環(huán)剛度的設計,并且對于管材的環(huán)剛度進行重點分析,科學地計算 承載壓力水平,保證管材能夠滿足負載壓力。在埋地排水管的設計時,要采取具有較高環(huán)剛度的管材。在直徑的設計上,要以小于500mm的管材為主,環(huán)剛度保持在8KN/㎡。對于一些車輛負載需求較低的地區(qū),如果其地質(zhì)條件相對良好,就可以采用4KN/㎡環(huán)剛度的管材。如果排水管網(wǎng)設計上,排水管的直徑大于500mm,小于1200mm,則應該采用環(huán)剛度為8KN/㎡的管材。在8KN/㎡環(huán)剛度管材的選擇時,要進行合理的結構設計,并且嚴格地對鋪設層的質(zhì)量進行控制。對于大于800mm的排水管,要選擇大于8KN/㎡的管材,并且保證回填密實度。在施工設計上,要采用密封膠圈接口作為管道的結構選擇。針對于管道材料不同所造成的收縮率不同,則要充分地考慮滲透問題的防治。HDPE管道和磚混檢查井相連接的位置要采用防水翼環(huán)進行操作,并且采用混凝土進行澆筑。在澆筑完成之后,要直接砌入砌塊。如果施工環(huán)境的地質(zhì)條件不佳,則要采取分段開挖的方式,避免出現(xiàn)管道網(wǎng)絡偏移和上浮的問題。另外,HDPE管施工安裝中,對于工藝水平的要求較高,要保證安裝人員具有專業(yè)的施工技術水平。
5結束語
總而言之,相對于傳統(tǒng)管材,新型的管材具有十分明顯的優(yōu)勢,其具有更強的抗擊能力,并且施工成本較低,材料質(zhì)量輕強度高,后期施工與維護的難度大大降低。在市政排水管網(wǎng)設計中,要對于新管材進行深入的研究,并且結合不同的施工需求選擇相應的管材,最大限度的對新管材的優(yōu)勢進行發(fā)揮,提高市政排水管網(wǎng)的社會效益與經(jīng)濟效益。
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