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本文介紹了幾種國內(nèi)比較常用的污水管材，并根據(jù)各管材特點進(jìn)行比較，使得在建設(shè)過程中，對管材的選擇有一個比較好的依據(jù)，從而使得污水管道工程的設(shè)計經(jīng)濟(jì)合理。 市政污水管材比選 1、前言 污水工程中，管道工程的投資在工程總投資中占有很大的比例，而管道工程總投資中（一般條件下施工），管材費(fèi)用約占總費(fèi)用 50％左右。污水管道屬于城市地下永久性隱蔽工程設(shè)施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理選擇管材非常重要。 2、管材選用原則 2.1、根據(jù)排水水質(zhì)、水溫、冰凍情況、土質(zhì)、地下水位、地下水侵蝕性和施工條件等因素進(jìn)行選擇； 2.2、選用的管材應(yīng)安全可靠，安裝、運(yùn)行技術(shù)成熟； 2.3、選用的管材應(yīng)價格低廉、合理； 2.4、選用的管材應(yīng)檢修維護(hù)，簡單、方便； 2.5、選用的管材應(yīng)便于運(yùn)輸，長度、高度不能超出運(yùn)輸限制，最好就地取材； 2.6、選用的管材應(yīng)符合管網(wǎng)的使用年限； 2.7、嚴(yán)把管材質(zhì)量關(guān)，不允許次品管道進(jìn)入施工過程。 3、污水管道系統(tǒng)對管材的要求： 3.1污水管必須具有足夠的強(qiáng)度，以承受外部的荷載和內(nèi)部的水壓。 3.2排水管渠必須能抵抗污水中雜質(zhì)沖刷和磨琢。也應(yīng)有抗腐蝕的功能，特別對有某些腐蝕性的工業(yè)廢水。 3.3排水管渠必須不透水，以防止污水滲出或地下水滲入，而污染地下水或腐蝕其它管線和建筑物基 3.4排水管渠的內(nèi)壁應(yīng)平整光滑，使水流阻力盡量減小。 4、各種管材特點及適用條件 目前國內(nèi)常用于污水管道的管材有：1、普通鋼筋混凝土排水管，2、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，4、高密度聚乙烯管（HDPE），5、纖維纏繞增強(qiáng)玻璃鋼夾砂管（RPMP）。以上管材有其各自的特點和適用條件。 4.1普通鋼筋混凝土排水管 適用于排水重力流管道的管材，制作工藝分為：離心工藝、懸輥工藝、插入振搗工藝、振動擠壓工藝，按照其規(guī)格和尺寸和外壓荷載系統(tǒng)分為I級，II級和III級，管道的接口型式分為套環(huán)式、企口式、承插式三種。其管徑范圍：擠壓工藝Ф150-450；插入振搗工藝Ф1800-2000；離心工藝 Ф700-1650；懸輥工藝Ф600-1200；振動擠壓工藝Ф500-3000。不承受內(nèi)壓，粗糙系數(shù)n=0.014。密度大，重量大；接頭數(shù)量多，基礎(chǔ)要求高；因接口形式限制，污水滲漏嚴(yán)重。 普通鋼筋混凝土管在粘土中采用C15混凝土基礎(chǔ)，在淤泥中采用C20鋼筋混凝土基礎(chǔ)。頂管施工時，如果地質(zhì)較差，采用管底壓密注漿加固地基。 管道接口多采用承插式水泥砂漿接口。 4.2預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCCP） 利用先張法、后張法對環(huán)向鋼筋、縱向鋼筋進(jìn)行張拉，使混凝土內(nèi)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而提高管材的承載力。具有節(jié)約鋼材抗震性好、耐久性好、使用壽命長等特點，據(jù)生產(chǎn)工藝分為一階段管、三階段管。管徑范圍中 800-Ф1400，承受內(nèi)壓能力為0.4-0.8MPa，粗糙度系數(shù)n=0.013-0.014。多用于有壓流輸送。密度大，重量大；接頭數(shù)量多，基礎(chǔ)要求高；因接口形式限制，污水滲漏嚴(yán)重。 管道采用 C20 鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基底遇淤泥時，須作特殊處理。頂管施工時，如果地質(zhì)較差，采用管底壓密注漿加固地基。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管接口采用橡膠圈子母口承插式接口，施工簡單。 4.3高密度聚乙烯管（HDPE） 高密度聚乙烯管包括雙壁波紋管和大口徑纏繞增強(qiáng)管。是一種以高密度聚乙烯（HDPE）材料，采用特殊擠出工藝在熱熔融狀態(tài)下纏繞成管，同時熔接成整體制成的管道，管道工作內(nèi)壓0.2MPa，管道環(huán)剛度大于8MPa（抗外負(fù)載），粗糙系數(shù) n=0.009，使用環(huán)境溫度-30～70℃。高密度聚乙烯雙壁波紋管最大可做到Ф1200，一般應(yīng)用在Ф600-Ф1000，高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁螺旋管最大可做到 Ф2500，一般應(yīng)用在Ф1000-Ф1600。耐磨損，耐腐蝕，阻力小，過流能力強(qiáng)，使用壽命50年以上，連接方便，密封性能好，不易滲漏，本身良好的柔韌性及柔性接口抗不均勻沉降性能強(qiáng)，重量輕，施工簡單，節(jié)約工期。因?qū)偃嵝怨艿?，埋地敷設(shè)施工技術(shù)要求高，價格昂貴。具體工程使用，需注意管材的環(huán)剛度標(biāo)準(zhǔn)。 高密度聚乙烯管為柔性管材，可以有一定變形仍不損壞，對基礎(chǔ)的要求比鋼筋混凝土管道低，可采用原狀土地基，也可采用100mm厚的砂石墊層。對于處于地下水以下的軟土地基，可采用 150mm 厚的碎石墊層，上面再鋪50mm厚的中粗砂。 高密度聚乙烯管可采用熱熔連接、承插橡膠圈連接、承插粘結(jié)、管卡連接、法蘭連接等多種連接方式。 4.4纖維纏繞增強(qiáng)玻璃鋼夾砂管（RPMP） 以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，以熱固性樹脂為基體材料，中間夾以石英砂，通過連續(xù)往復(fù)交叉不纏繞工藝制作而成的一種新型管材。利用不飽和聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂等為基體材料，以石英砂及碳酸鈣等無機(jī)非金屬顆粒材料為填料，采用定長纏繞工藝，離心繞鑄工藝和連續(xù)纏繞工藝制成的，管道直徑 Ф400-Ф2500，管道工作內(nèi)壓0.2MPa，粗糙系數(shù)n=0.009。管材比重小，機(jī)械強(qiáng)度高，施工安裝方便，耐腐蝕，電絕緣性好，傳熱系數(shù)小，內(nèi)壁光滑，水力阻力小，輸送能力高，工程維修簡易，使用壽命 50 年以上。較金屬管材強(qiáng)度低，易損壞，施工技術(shù)要求高，應(yīng)妥善儲存，不能在陽光下曝曬。大管徑的管道須達(dá)到要求的環(huán)剛度。 玻璃鋼夾砂管對基礎(chǔ)的要求比鋼筋混凝土管道低，可采用原狀土地基，也可采用 100mm 厚的砂石墊層，如遇基巖地質(zhì)，不能直接敷設(shè)，需采用 150mm 厚的砂石墊層。 玻璃鋼夾砂管可以采用“O”型雙密封橡膠圈承插連接，因接口起主要作用的是橡膠圈，所以對橡膠圈的要求很高，管道承插接口的彈性密封橡膠圈應(yīng)由管材生產(chǎn)廠家配套供應(yīng)，采用氯丁橡膠或其他具有耐酸、堿、污水腐蝕性能的合成橡膠制成，外觀需光滑平整，不得有氣孔、裂縫、卷褶、破損、重皮等缺陷。也可以采用法蘭連接和對接形式。 5、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 在目前國內(nèi)市政排水上比較常用的管材有：玻璃鋼夾砂管（RPMP）、高密度聚乙烯管（HDPE）和混凝土管3種。現(xiàn)將對其進(jìn)行管材的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 5.1重量 采用纖維纏繞生產(chǎn)的玻璃鋼夾砂管道，其比重在 1.65-2.0，但其拉伸強(qiáng)度近似合金鋼，其比強(qiáng)度是合金鋼的 2-3 倍，可設(shè)計成滿足各類承受內(nèi)外壓力要求的管道。對于相同管徑的單重，RPMP管只有混凝土管的1/2左右，HDPE管的重量則介于RPMP管與混凝土管之間。 5.2耐腐蝕性能 RPMP管與HDPE管的耐腐蝕性能均很優(yōu)良，尤其在市政及工業(yè)排污中，無需再另外防腐。而混凝土管在輸送污水時耐腐蝕性較差，內(nèi)壁需涂專門防腐劑；另外混凝土管穿越土壤腐蝕性較強(qiáng)的地方，管道外壁也需特殊防腐處理。 5.3內(nèi)壁、粗糙度 RPMP管與HDPE管管道粗糙度小，內(nèi)壁光滑。不但新生態(tài)是光滑的，而且使用相當(dāng)年后，內(nèi)壁仍光滑如初，無海藻等水生衍生物附著。而混凝土管粗糙度大，內(nèi)壁易結(jié)垢，使用過程中口徑縮小、流阻變大、運(yùn)行費(fèi)用高；且管壁易附著水生衍生物，影響使用。 5.4絕緣性 RPMP管與 HDPE 管的熱性能優(yōu)良，是一種相當(dāng)突出的熱的絕緣體；也是優(yōu)良的電絕緣材料；它們的耐低溫性能也很好好。而混凝土管的表現(xiàn)則一般。 5.5輸送同等流量，管徑對比(內(nèi)徑mm) 5.6運(yùn)輸、裝卸、安裝費(fèi)用比較 RPMP管單位管長重量遠(yuǎn)輕于混凝土管和 HDPE 管，尤其是大管徑管道，可有效節(jié)省運(yùn)輸油耗和裝卸費(fèi)用。混凝土管則最重，運(yùn)輸及安裝也最麻煩。 5.7維護(hù)費(fèi)用比較 RPMP管與HDPE管耐腐蝕性好，使用壽命長，內(nèi)壁光滑不結(jié)垢，使用期間一般不需維修，即使維修也十分簡單?；炷凉軈s因腐蝕、結(jié)垢、水生物附著等需定期維修，既增加了費(fèi)用，又消耗人力，影響管網(wǎng)工作。 5.8運(yùn)行能耗比較 RPMP管與HDPE管內(nèi)表面光滑，摩阻小，對比起混凝土管相同口徑的管網(wǎng)，可節(jié)省泵送費(fèi)用30-40%。 6、結(jié)束語 從以上分析可以得出，纖維纏繞玻璃鋼夾砂管（RPMP）和高密度聚乙烯管（HDPE）在技術(shù)性能上具有很大優(yōu)勢，而混凝土管在防腐性能、密閉性和配件上不占優(yōu)勢；經(jīng)濟(jì)上，d≤600mm管高強(qiáng)度的HDPE管（S8 型）與RPMP管價格相當(dāng)，如果在慢車道下可采用 S4 級管則價格更優(yōu)，與混凝土管相當(dāng)（考慮相同過流量時砼管比 HDPE 管大一號）；d=700～1000mm 則鋼筋混凝土管價格最低，RPMP管的價格介于 S4 和 S8 級 HDPE管之間；d≥1000mm則HDPE管（S8 級）遠(yuǎn)貴于RPMP管，而RPMP管則略貴于鋼筋混凝土管。 污水工程的管道用量大、投資大，因此在選擇管材時，既要考慮節(jié)省投資，又要考慮管材性能、供貨和施工方便、工程進(jìn)度快等因素。從而使得污水管道工程的設(shè)計經(jīng)濟(jì)合理。 |
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