污水管道管材的選用應(yīng)根據(jù)污水系統(tǒng)的布置、管道口徑、工作壓力、管道埋深、地質(zhì)情況以及施工條件和運(yùn)輸條件，結(jié)合運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定。管材的選用應(yīng)盡可能選擇技術(shù)成熟，抗腐蝕性能強(qiáng)的管材。

1 常用管材簡(jiǎn)介

絕大部分污水管道為重力流管道，小部分為壓力流管道。采用大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道管材主要有普通鋼筋混凝土排水管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管以及PVC-U雙壁波紋管、PVC-U加筋管、HDPE雙壁波紋管、HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管等埋地塑料排水管；采用頂管法施工的無(wú)壓重力流污水管道管材主要有鋼筋混凝土F管、鋼管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管等；采用牽引法施工的無(wú)壓重力流污水管道管材主要有HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管（非開(kāi)挖型）、HDPE給水管等；采用大開(kāi)挖的壓力流污水管道管材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、HDPE給水管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管等。

1.1 鋼筋混凝土排水管

鋼筋混凝土排水管采用防水混凝土內(nèi)配鋼筋，經(jīng)過(guò)振搗而成。根據(jù)埋設(shè)深度、管徑大小和生產(chǎn)工藝不同，有平口式、企口式、承插式及普通型、懸輥式、離心式、PH型、和丹麥管型。多用于無(wú)內(nèi)壓或者低壓輸水。其自重大、用鋼量大、抗裂性較弱，內(nèi)壁粗糙度系數(shù)為n=0.013～0.014。

1.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管利用先張法、后張法對(duì)環(huán)向鋼筋、縱向鋼筋進(jìn)行張拉，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而提高管材承載力。具有節(jié)約管材、抗震性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，根據(jù)生產(chǎn)工藝分為一階段管和三階段管。由于震動(dòng)擠壓（一階段）工藝制造的管道所產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力在混凝土蒸養(yǎng)固結(jié)過(guò)程中的應(yīng)力損失達(dá)20%～30%，且不穩(wěn)定,故國(guó)外大多數(shù)國(guó)家已不生產(chǎn)和應(yīng)用。目前，設(shè)計(jì)選材基本以管芯纏絲（三階段）工藝管為主。它多用于有壓水的輸送，管徑范圍d400-2000，承壓能力為0.2～1.2Mpa，粗糙系數(shù)n=0.013～0.014。管道采用承插式橡膠圈密封連接，柔性接口能較好適應(yīng)軟土地基。

1.3 F型鋼筋混凝土管

它是一種改進(jìn)型鋼筋混凝土管，主要用于頂管。其鋼筋的配比量比一般的鋼筋混凝土管大，混凝土標(biāo)號(hào)比一般的鋼筋混凝土管高。目前生產(chǎn)的管徑范圍為d600-d2200。

F型鋼筋混凝土管為承插接口，接口處采用楔形橡膠圈，接口形式克服了平口管接口的缺點(diǎn)，接口可靠性高，整體性好。F型鋼筋混凝土管的承口用鋼板卷制，鑲嵌在管端；插口與管體一期澆注成型。D1500以上口徑的F管采用芯模振動(dòng)工藝成型，d1350以下口徑的F管采用離心工藝成型。F管適用于曲線頂管，也適用于長(zhǎng)距離頂管，即使在流動(dòng)性砂礫土中也可使用。

1.4 埋地塑料排水管

埋地塑料排水管根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)形式分，共有10余種管材，其中紹興地區(qū)常用的有5種，分別為PVC-U雙壁波紋管、PVC-U加筋管、HDPE雙壁波紋管、HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管（RPM管）。

1.4.1 PVC-U雙壁波紋管

PVC-U雙壁波紋管是以硬聚氯乙烯為主要原料加工生產(chǎn)的，管外壁為梯形或弧形波紋狀肋，內(nèi)外壁波紋間為中空的異型結(jié)構(gòu)壁管材。管道采用承插式橡膠圈密封連接。根據(jù)管道環(huán)剛度可分為S1（≥4KN/m²）和S2（≥8KN/m²）2種型號(hào)。硬聚氯乙烯管材采用擠出工藝成型時(shí)，由于受原材料加工性能的限制一般管徑都在600mm范圍內(nèi)。該管材主要用于大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道工程。該型管材生產(chǎn)廠家眾多，但廠家良莠不齊，產(chǎn)品總體質(zhì)量一般。

1.4.2 PVC-U加筋管

PVC-U加筋管是以硬聚氯乙烯為主要原料加工生產(chǎn)的，管外壁經(jīng)環(huán)形肋加強(qiáng)的異型結(jié)構(gòu)壁管材。該管材具有較好的抗沖擊性和抵抗外部荷載的能力（環(huán)剛度≥8KN/m²）。管道采用承插式橡膠圈密封連接。硬聚氯乙烯管材采用擠出工藝成型時(shí)，由于受原材料加工性能的限制一般管徑都在600mm范圍內(nèi)。該管材主要用于大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道工程。

1.4.3 HDPE雙壁波紋管

HDPE雙壁波紋管是以高密度聚乙烯為主要原料，采用擠出工藝生產(chǎn)的雙壁波紋管，其最大管徑可達(dá)1200mm。管道采用承插式橡膠圈密封連接或哈夫外固件連接。根據(jù)管道環(huán)剛度可分為SN2（≥2KN/m²）、SN4（≥4KN/m²）及SN8（≥8KN/m²）3種型號(hào)。該管材主要用于大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道工程。

1.4.4 HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管

HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管以高密度聚乙烯為主要原料，采用纏繞工藝生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)壁管。為加強(qiáng)管道剛性，在軸向管壁截面為雙壁工字型，其最大管徑可達(dá)3000mm。管道采用熱收縮套或電熱熔帶連接，接口施工質(zhì)量檢測(cè)有一定難度。根據(jù)管道環(huán)剛度可分為SN4（≥4KN/m²）、SN6（≥6KN/m²）及SN8（≥8KN/m²）及非開(kāi)挖型4種型號(hào)。該管材既可用于大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道工程，也可用于采用非開(kāi)挖（牽引法）施工的無(wú)壓重力流污水管道工程。

1.4.5 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管（簡(jiǎn)稱RPM管）

RPM管是以高強(qiáng)的玻璃鋼作為內(nèi)外增強(qiáng)層，中間以價(jià)廉的石英砂/樹(shù)脂作芯層以提高管材剛度，再輔以韌性的、耐酸堿腐蝕的內(nèi)襯層和滿足工作環(huán)境要求的外保護(hù)層構(gòu)成的復(fù)合管壁結(jié)構(gòu)。RPM管可采用離心澆鑄(HOBAS管)和纏繞工藝生產(chǎn)管材。采用離心澆鑄工藝時(shí)，玻璃纖維采用短纖維；采用纏繞工藝時(shí)，玻璃纖維采用長(zhǎng)纖維。離心澆鑄的RPM管最大管徑可達(dá)2400mm，纖維纏繞的RPM管最大管徑可達(dá)4000mm。管道采用承插式雙O型橡膠圈密封連接或法蘭連接。根據(jù)管道環(huán)剛度可分為SN5（≥5KN/m²）和SN10（≥10KN/m²）2種型號(hào)。該管材既可用于大開(kāi)挖施工的無(wú)壓重力流污水管道工程，也可用于承受一定內(nèi)水壓力的壓力管道工程。此外，該管材還可應(yīng)用于頂管工程。

以上5種埋地塑料排水管材具有水力條件好（n=0.009～0.01）、耐酸堿腐蝕、管道接口不易漏水、重量輕、施工方便等顯著優(yōu)點(diǎn)。它們都是典型的柔性管，可不設(shè)剛性基礎(chǔ)，而以碎石、黃砂代替。因其按“管土共同作用”機(jī)理承受外壓荷載作用，故回填土質(zhì)要求較高（多要求采用黃砂或碎石屑），回填質(zhì)量要求嚴(yán)格。

1.5 鋼管

鋼管是目前大口徑埋地管道中運(yùn)用最為廣泛的管材，國(guó)內(nèi)最大鋼管直徑可達(dá)DN4000。鋼管鋼材一般采用Q235A*B碳素鎮(zhèn)靜鋼。選擇采用作為污水壓力管的鋼管一般要求為成品管，其焊接形式有螺旋逢埋弧焊管和直縫埋弧焊管，后者適用于大于DN2000的鋼管。鋼管具有極好的強(qiáng)度、剛度，制成的管道可承受較高的內(nèi)外壓力，其制作和焊接技術(shù)已相當(dāng)成熟。鋼管在施工上也很方便，在地形復(fù)雜的地段，還可采用頂管技術(shù)進(jìn)行施工。但鋼管管材價(jià)格較為昂貴，且鋼管內(nèi)外壁均需防腐處理，長(zhǎng)距離尚需采用陰極保護(hù)法防腐。

1.6 球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管是選用優(yōu)質(zhì)生鐵，采用水冷金屬型模離心澆注技術(shù)，并經(jīng)退火處理，獲得穩(wěn)定均勻的金相組織，能保持較高的延伸率，故亦稱可延性鑄鐵管。球墨鑄鐵管均采用柔性接口。連接口型式分為機(jī)械式、滑入式兩種。機(jī)械接口型式又分為N1型、X型、S型三種，滑入式接口型式為T型。按系數(shù)K取值的不同，其標(biāo)準(zhǔn)壁厚分別為K8級(jí)、K9級(jí)、K10級(jí)、K12級(jí)。球墨鑄鐵管外壁采用噴涂瀝青或噴鋅防腐，內(nèi)壁襯水泥砂漿防腐。由于其具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率，而且具有較好的韌性、耐腐蝕性、抗氧化性、耐高壓等優(yōu)良性能，故被廣泛運(yùn)行于有壓輸水、輸氣等。球墨鑄鐵管在污水領(lǐng)域的應(yīng)用還相對(duì)較少，目前紹興地區(qū)在排污第三通道部分管段采用了球墨鑄鐵管，使用效果較好。

1.7 埋地高密度聚乙烯給水管道（簡(jiǎn)稱HDPE給水管）

HDPE給水管以高密度聚乙烯為原材料，經(jīng)擠出和特殊的成型工藝加工而成的新型管材，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的最大管徑可達(dá)1600mm。HDPE給水管主要采用熱熔連接。HDPE給水管水力條件好、具有耐腐蝕、重量輕、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。目前在污水領(lǐng)域主要應(yīng)用于非開(kāi)挖牽引施工和小口徑污水壓力管道中。它是典型的柔性管，可不設(shè)剛性基礎(chǔ)，而以碎石、黃砂代替。因其按“管土共同作用”機(jī)理承受外壓荷載作用，故回填土質(zhì)要求較高（多要求采用黃砂或碎石屑），回填質(zhì)量要求嚴(yán)格。

2 管材比較

2.1 重力管道性能比較

無(wú)壓重力流污水管道常用管材主要有普通鋼筋混凝土排水管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管以及PVC-U雙壁波紋管、PVC-U加筋管、HDPE雙壁波紋管、HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管等埋地塑料排水管。

表-1 常用污水重力管材性能比較表

序號(hào)	名稱	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
1	鋼筋混凝土排水管	抗外壓強(qiáng)度高， 施工回填要求較低，管材價(jià)格較低。	自重大、運(yùn)輸費(fèi)用高，抗裂性較弱，內(nèi)壁粗糙度系數(shù)大（n=0.013～0.014），容易被含酸含堿的污水腐蝕。
2	預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管	抗外壓強(qiáng)度更高，施工回填要求較低，管材價(jià)格較低，水密性比普通鋼筋混凝土排水管好。	自重大、運(yùn)輸費(fèi)用高，內(nèi)壁粗糙度系數(shù)大（n=0.013～0.014），容易被含酸含堿的污水腐蝕。
3	PVC-U雙壁波紋管等埋地塑料排水管	水力條件好（n=0.009～0.01），自重輕，安裝方便，水密性好，耐腐蝕。	大口徑管材價(jià)格較高，承受外壓能力較差，施工回填要求高。

當(dāng)無(wú)壓重力流污水管道管徑≤500mm的情況下，埋地塑料管在管線敷設(shè)便捷性、運(yùn)輸方便性、水密性和水力條件等方面均優(yōu)于鋼筋混凝土管，管道綜合造價(jià)與鋼筋混凝土管較為接近，當(dāng)有工業(yè)廢水排入，要求管材的耐腐蝕性較強(qiáng)，塑料管就明顯優(yōu)于鋼筋混凝土管。

當(dāng)無(wú)壓重力流污水管道管徑≥d600mm的情況下，鋼筋混凝土管價(jià)格適中，而埋地塑料管的價(jià)格就相對(duì)較為昂貴。

2.2 壓力流管道性能比較

壓力流管道可供選擇的管材有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、HDPE給水管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管、鋼管、球墨鑄鐵管等。

表-2 常用污水壓力管材性能比較表

序號(hào)	名稱	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
1	鋼管	強(qiáng)度好，耐高壓，整體性好，單位管長(zhǎng)重量輕，運(yùn)輸方便，施工難度小，基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單，配件制作方便，運(yùn)行時(shí)不宜發(fā)生爆管事故	耐酸腐蝕能力較差，電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重,現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)時(shí)接頭多，焊接及防腐層施工質(zhì)量不易控制；溫度應(yīng)力較為明顯；管材價(jià)格較高。
2	球墨鑄鐵管	耐腐蝕，抗氧化，耐高內(nèi)壓，采用T型柔性接口,對(duì)軟土地基的適應(yīng)性較好，安裝方便，施工進(jìn)度較快，重量輕	管道發(fā)生縱向變形時(shí)，水泥砂漿內(nèi)襯易剝落；管材價(jià)格較高；
3	預(yù)應(yīng)力混凝土管	抗外壓強(qiáng)度更高，當(dāng)采用承插式膠圈柔性接口時(shí)對(duì)地基適應(yīng)能力較好，施工回填要求低，管材價(jià)格較低。	自重大,運(yùn)輸費(fèi)用高,安裝困難;無(wú)標(biāo)準(zhǔn)配件；余數(shù)處理困難；承插接口的加工精度較難保證；有一定管基處理要求。
4	玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管	結(jié)構(gòu)合理，承壓能力強(qiáng)；重量輕，施工方便；內(nèi)表光滑、糙率低；耐腐蝕；管材價(jià)格比金屬管便宜。	屬柔性管，承受外壓能力較差，在埋地后會(huì)產(chǎn)生一定的徑向變形；施工回填要求高。
5	高密度聚乙烯給水管	化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性能好；水利條件好，管道內(nèi)壁光滑，阻力系數(shù)小，不宜結(jié)垢；相對(duì)于金屬管材，密度小/材質(zhì)輕；施工安裝方便，維修容易；連接時(shí)采用熱熔連接，可將管道連接長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米進(jìn)行彈性敷設(shè)。	屬柔性管，承受外壓能力較差，在埋地后會(huì)產(chǎn)生一定的徑向變形；施工回填要求高；管材價(jià)格高。

2.3 管材價(jià)格比較（本比較不代表暖通南社立場(chǎng)）

表-3 常用管材價(jià)格比較表

序號(hào)	名稱	管徑	管材單價(jià) （元/米）	綜合造價(jià) （元/米）
1	鋼筋混凝土排水管	d500	140	720
		d600	160	760
		d800	280	920
		d1200	560	1385
2	預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管	d500	330	870
		d600	360	970
		d800	560	1230
		d1200	900	1750
3	PVC-U雙壁波紋管(S2級(jí))	de500	170	720
		de600	375	960
4	PVC-U加筋管	de500	316	860
		de600	472	1020
5	HDPE雙壁波紋管(SN8級(jí))	de500	295	830
		de600	425	975
		de800	803	1385
		de1200	1810	2485
6	HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管(SN8級(jí))	de500	360	890
		de600	545	1080
		de800	946	1520
		de1200	2294	2950
7	玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管(SN10級(jí))	DN500	400	940
		DN600	600	1150
		DN800	1000	1590
		DN1200	1600	2260
8	球墨鑄鐵管	DN500	900	1480
		DN600	1200	1800
		DN800	1850	2500
		DN1200	3600	4400
9	鋼管	DN500	830	1400
		DN600	1200	1800
		DN800	1780	2520
		DN1200	3200	4050
10	高密度聚乙烯給水管	de500	800	1370
		de600	1300	1950
		de800	2000	2650
		de1200	4300	5100

3 經(jīng)濟(jì)管徑、管材分析

管徑和相應(yīng)管材的選擇是否合理，將直接影響工程的投資和年運(yùn)行費(fèi)用。制約管徑的因素主要有管材的價(jià)格、施工費(fèi)用、動(dòng)力費(fèi)用和使用年限等。因此經(jīng)濟(jì)管徑及相應(yīng)管材的分析需要采用動(dòng)態(tài)年費(fèi)用法進(jìn)行分析，以確定相應(yīng)流量是的經(jīng)濟(jì)管徑和管材。與此同時(shí)，管材的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，本報(bào)告根據(jù)壓力管、重力管和非開(kāi)挖管道三種不同情況采用以下不同管材，但最終的管材仍需根據(jù)業(yè)主的市場(chǎng)詢價(jià)以及經(jīng)濟(jì)承受能力在設(shè)計(jì)階段確定。

在虞北平原，為沿海軟土地質(zhì)，地基承載力普遍較低，一般為40～70Kpa；地下水埋藏較淺，一般埋深在0.5～1.0m之間。

根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)，埋地塑料管具有基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快的優(yōu)點(diǎn)，特別當(dāng)管徑D≤500mm時(shí)，其綜合造價(jià)與鋼筋混凝土管接近。因此管徑D≤500mm的無(wú)壓重力流污水管道推薦采用埋地塑料管；根據(jù)對(duì)埋地塑料管的總體質(zhì)量情況、施工便利性以及實(shí)際使用情況等方面分析，我們認(rèn)為PVC-U加筋管和HDPE雙壁波紋管較適合用于項(xiàng)目所在地的無(wú)壓重力流污水管道。而當(dāng)污水管道的管徑≥600mm時(shí)，埋地塑料管材的價(jià)格較為昂貴，工程建設(shè)投資相對(duì)較大。同時(shí)塑料管屬于柔性管，當(dāng)回填質(zhì)量得不到保證時(shí)，大口徑的塑料管更易發(fā)生蠕變，容易在檢查井和管道的銜接處發(fā)生滲漏。

3.1 重力管

當(dāng)管徑D≤500mm時(shí)，可采用PVC-U加筋管或HDPE雙壁波紋管（環(huán)剛度≥8KN/m²）；當(dāng)管徑D≥600mm時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。

3.2 壓力管

當(dāng)管徑D≤400mm時(shí)，可選用高密度聚乙烯給水管（HDPE給水管）；當(dāng)管徑D≥500mm時(shí)，結(jié)合以往污水治理工程的經(jīng)驗(yàn)及紹興地區(qū)的工程地質(zhì)情況，推薦選用鋼管或玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管（RPM管）。

3.3 非開(kāi)挖施工

頂管法施工可采用F型鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管。牽引管施工可采用HDPE給水管，由于HDPE給水管柔性較好，便于牽引拖拉施工。

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