淺談新型管材在市政排水管道中的應(yīng)用

孫樂(lè)增

[摘要]通過(guò)對(duì)塑料埋地排水管道與傳統(tǒng)鋼筋混凝土管道的比較研究，探討新型埋地塑料排水管道替代傳統(tǒng)管道的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]市政排水管道 新型管材 技術(shù) 經(jīng)濟(jì)

中圖分類號(hào)：TS97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0520078－01

城市排水工程是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是城市水污染防治和城市排漬、排澇、防洪的骨干工程。在排水工程中排水管道是其重要組成部分。

一、新型塑料埋地排水管的發(fā)展概況

塑料排水管道是一種新型化學(xué)建材，具有重量輕、耐腐蝕、管壁光滑、過(guò)流能力大、密封性能好、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)輸安裝方便及施工速度快等特點(diǎn)。

塑料管道具有較好的柔性、沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和耐磨性?？蓮V泛用于城市供水、城市排水、建筑給水、建筑排水、熱水供應(yīng)、供熱采暖、農(nóng)業(yè)排灌、電線、電纜套管等領(lǐng)域。在國(guó)外，塑料排水管道替代傳統(tǒng)的鑄鐵管、鋼筋混凝土排水管己是作為一種趨勢(shì)[1]。

二、塑料埋地排水管道的性能要求分析

埋地排水管的用途是在重力的作用下把污水（生活污水、生產(chǎn)污水）或雨水等輸送到污水處理廠或江河湖海中去。埋地排水管的性能要求主要是：1．強(qiáng)度和剛度承受埋地環(huán)境下的荷載的能力；2．水力特性輸送液體的能力；3．密封性不泄漏，防止對(duì)環(huán)境污染；4．使用壽命耐腐蝕、抗磨損；5．便于鋪設(shè)安裝；6．綜合的經(jīng)濟(jì)性。塑料埋地排水管在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)也開始大量地被采用，原因就在于塑料埋地排水管在以上六項(xiàng)性能要求上都有明顯的優(yōu)越性。

（一）強(qiáng)度和剛度性能。在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樗芰下竦嘏潘苁菍儆凇叭嵝怨堋?，在正確設(shè)計(jì)和施工下塑料埋地排水管是和周圍土壤共同承受荷載的。所以塑料埋地排水管不需要達(dá)到“剛性管”混凝土排水管一樣的強(qiáng)度和剛度，就可以保證滿足埋地使用中的力學(xué)性能的要求。

（二）水力特性性能。塑料管由于內(nèi)壁光滑，對(duì)于液體流動(dòng)的阻力明顯小于混凝土管。實(shí)踐證明，在同樣的坡度下，采用直徑較小的塑料埋地排水管就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的流量。在同樣的管材直徑下，采用塑料埋地排水管可以減少坡度，即可以減少施工的工作量，甚至減少中途提升泵站，節(jié)約系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

（三）密封性能。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是比較困難的。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)使用的平接口混凝土排水管在連接處就靠抹一圈混凝土，現(xiàn)場(chǎng)施工中很難保證不泄漏。又因?yàn)槭莿傂缘倪B接管道，管道稍有移動(dòng)（如常常難免的不均勻沉降），連接處就可能被破壞。接口處成企口的混凝土排水管比平接口的只是稍好一點(diǎn)，即使改成柔性接口的混凝土排水管，其密封性比較可靠，但是柔性仍不及塑料管。

（四）使用壽命和耐腐蝕性能。使用壽命和耐腐蝕性能是塑料管最突出的優(yōu)點(diǎn)，其耐老化性、耐候性可達(dá)50～100年。埋地排水管輸送的生活污水和雨水常常帶有腐蝕性，雨水流過(guò)地面常常溶入腐蝕性物質(zhì)，或成酸性或成堿性。生產(chǎn)污水和工業(yè)排水更是常常有強(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。

（五）鋪設(shè)安裝性能。在鋪設(shè)安裝施工方面，塑料管的優(yōu)越性更加顯著。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：重量輕、長(zhǎng)度大、接頭少（可以有6m，9m，12m甚至更長(zhǎng)的一根）；對(duì)于管溝和基礎(chǔ)的要求低（混凝土管一般需要做混凝土管道基礎(chǔ)），連接方便，施工快捷（混凝土的連接處需要養(yǎng)護(hù)），在城市擁擠地區(qū)、地質(zhì)惡劣地區(qū)，塑料埋地排水管的這方面優(yōu)點(diǎn)常常更為明顯。

（六）綜合經(jīng)濟(jì)性。天津市市政工程研究院從1992年起對(duì)于PVC-U雙壁波紋管應(yīng)用于埋地排水管進(jìn)行了系統(tǒng)研究，他們的結(jié)論是：“PVC-U雙壁波紋管各項(xiàng)性能完全能滿足排水管道工程的要求，PVC-U雙壁波紋管排水管道的工程造價(jià)已低于或相當(dāng)于鋼筋混凝土管道的工程造價(jià)，而且施工速度快，周期短，工程質(zhì)量易保證。”據(jù)此測(cè)算，雙壁波紋管的工程造價(jià)可與混凝土平口管的造價(jià)接近，比承插口混凝土管的造價(jià)降低30～40%，施工周期還將大大縮短，經(jīng)濟(jì)效益顯著[2]。

三、塑料埋地排水管道與傳統(tǒng)管材經(jīng)濟(jì)定性比較分析

（一）基礎(chǔ)處理對(duì)造價(jià)的影響。鋼筋混凝土管采用混凝土條形基礎(chǔ)，而塑料管采用砂墊層。在相同管徑、相同埋深時(shí)，混凝土條形基礎(chǔ)需要開挖的深度大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，開挖溝槽的支護(hù)復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，混凝土條形基礎(chǔ)較之砂墊層，總體工程造價(jià)會(huì)增加10%左右。由于鋼筋混凝土管的自身質(zhì)量大，管壁厚，其溝槽開挖寬度也較大，增大了土方量。

（二）主材粗糙度、過(guò)水能力及水力坡降對(duì)造價(jià)的影響。單從兩種不同材料的單價(jià)來(lái)看相差較大，塑料管的單價(jià)約為鋼筋混凝土管的2~5倍（管徑越大，材料單價(jià)相差越多），這也是使許多工程不愿選擇塑料管的主要原因。由于塑料管的內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)小，相同管徑的過(guò)水能力比鋼筋混凝土管大30～50%，因而水力坡降小。在定流量時(shí)，塑料管的管徑一般可以比鋼筋混凝土管小一級(jí)。例如，某管段的排水設(shè)計(jì)流量為17.32L/s，采用鋼筋混凝土管，在充滿度為0.45，坡度為0.003時(shí)，應(yīng)采用DN300管；而若用塑料管，只需DN250就夠了。因而，同流量時(shí)采用較小管徑，是影響造價(jià)的一個(gè)方面[3]。

同時(shí)，塑料管可以采用較小的水力坡降，對(duì)系統(tǒng)而言，可大大減少開挖深度，減少了土方量，同時(shí)也降低了污水泵提升揚(yáng)程，減少常年運(yùn)行的能耗。這也是采用塑料管可平衡其主材價(jià)格高于鋼筋混凝土管的重要原因。

（三）安裝對(duì)造價(jià)的影響。鋼筋混凝土管道的施工工序見下圖：

由工序比較來(lái)看，鋼筋混凝土管的基礎(chǔ)處理較塑料管復(fù)雜得多。除此以外，由于鋼筋混凝土管的自身重量大，場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸及吊裝需采用大型機(jī)械，而塑料管采用人工搬運(yùn)即可。因鋼筋混凝土管采用重型機(jī)械搬運(yùn)，加之為剛性材料，其定額損耗為1%，而塑料管則為0。

四、結(jié)語(yǔ)

本文從技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)分析等方面將塑料埋地排水管與傳統(tǒng)管材進(jìn)行了全面比較，發(fā)現(xiàn)塑料埋地排水管道較傳統(tǒng)管材有六點(diǎn)優(yōu)越性能，從而闡述了其替代傳統(tǒng)管材的優(yōu)越性，提出市政排水管網(wǎng)選用新型埋地塑料排水管道可滿足使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋序彤，我國(guó)城市供水排水產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析，給水排水，2005.

[2]白萍、王峰，室外排水工程采用塑料管和鋼筋混凝土管的比較，給水排水，2004.

[3]張玉川，塑料埋地排水管及其在我國(guó)的發(fā)展前景，中國(guó)塑料，2005.