塑料管在市政工程中的應(yīng)用

路 峰

(侯馬市住房保障和城鄉(xiāng)建設(shè)管理局，山西侯馬 043000)

隨著我們國家近幾年來在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及國家實(shí)力上的大力提升，化學(xué)建材也在這樣一個(gè)進(jìn)步的過程中得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，其中最為重要的突破和進(jìn)步就是較好的解決了塑料管材原材料的問題，并相應(yīng)的解決了模具成型以及連接密封的問題。正是因?yàn)檫@樣一種良好的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，使得塑料管在外加負(fù)荷的承載能力上、施工安裝的簡(jiǎn)便程度上以及實(shí)際的耐腐蝕性能上都較混凝土管或者是鋼管有了較大的進(jìn)步和優(yōu)勢(shì)，因此在現(xiàn)如今的城市給水排水工程中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

1 塑料管材發(fā)展的背景

1.1 塑料管的發(fā)展符合國家產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定

能源危機(jī)的出現(xiàn)使得整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)和施工都將建筑節(jié)能放到了相當(dāng)關(guān)鍵和重要的位置，在這樣一種實(shí)際的狀況之下，利用塑料管來代替鋼管就是響應(yīng)這樣一種要求的重要舉措和有效措施，在很大程度上關(guān)系到整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)、施工與發(fā)展的可持續(xù)性，國家的形勢(shì)背景以及時(shí)代的環(huán)境特點(diǎn)決定了化學(xué)建材能夠在這一過程中得以推廣和使用。

1.2 城市進(jìn)程為塑料管材的發(fā)展提供了較大的空間

這一點(diǎn)對(duì)于塑料管材的應(yīng)用和發(fā)展實(shí)際上也是有著關(guān)鍵性的作用的，這主要是因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程以及住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行的良好推進(jìn)為整個(gè)管材的發(fā)展提供了用武之地，這主要是來源于兩個(gè)方面的因素和影響:

1)一些舊城市中所使用的管道都是在20世紀(jì)70年代所埋設(shè)的混凝土管以及鋼管，因此大多數(shù)都已經(jīng)達(dá)到了其規(guī)定的使用年限，必須對(duì)其進(jìn)行必要的更新和改造;

2)因?yàn)楝F(xiàn)代城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)所導(dǎo)致的城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這同樣使得整個(gè)管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的就會(huì)增加管道在整個(gè)建設(shè)過程中的應(yīng)用范圍。這樣一些狀況都會(huì)為塑料管材的應(yīng)用提供巨大的空間。

1.3 塑料管本身有較為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在實(shí)際的工程建設(shè)中，塑料管的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)還是相當(dāng)明顯的，無論是和鋼管比還是和混凝土管比，都有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。這樣一種優(yōu)勢(shì)存在的主要原因就是因?yàn)樗芰瞎鼙旧砭褪侨嵝怨?，因此在外部載荷的作用下所受到的應(yīng)力變化也比較小，由此在實(shí)際的作用下就能夠與周圍的回填土共同承受載荷，這在很大程度上降低了管道本身所需要承受的載荷，對(duì)于管道的維護(hù)以及安全都是非常有利的。這樣一種載荷狀況與混凝土以及鋼管必然是存在本質(zhì)上的差別的。除此之外，塑料管也不需要鋼管或者是混凝土管那樣高的強(qiáng)度，這也就意味著在進(jìn)行管材接口以及密封的時(shí)候，其連接效果就要比鋼管和混凝土管好，因此在沉降的地基中就能夠保證更好的嚴(yán)密度。還有一點(diǎn)就是塑料管的管材比較輕，耐腐蝕性較強(qiáng)且水流的阻力小，在施工安裝的過程中也快捷方便，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是在上述一系列的優(yōu)勢(shì)之下還具有較低的工程造價(jià)。

2 幾種常見市政塑料管道

基本上到2005年的時(shí)候塑料就已經(jīng)在全國各類管道市場(chǎng)中占據(jù)了一半以上的份額，這主要是因?yàn)樵诔鞘械氖姓こ讨?，塑料管在城市給水工程、城市排水工程以及城市燃?xì)夤芫W(wǎng)工程這樣三大領(lǐng)域中有了深入而全面的應(yīng)用。在城市給水管網(wǎng)中較多應(yīng)用到的主要有PVC-U，PE，RMP以及鋼塑復(fù)合管，在城市排水管網(wǎng)中較多應(yīng)用到的主要有PVC-U，HDPE，RMP和FRPP等;在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中較多應(yīng)用的主要有HDPE和MDPE。下文中我們也正是通過對(duì)這樣幾種常見管材的應(yīng)用來對(duì)市政塑料管材的應(yīng)用進(jìn)行說明和分析。

2.1 PVC-U雙壁波紋管

PVC-U雙壁波紋管開發(fā)的時(shí)間比較早且很早就已經(jīng)在實(shí)際的工程施工建設(shè)中得到了廣泛而充分的應(yīng)用，因此我們?cè)趯?duì)市政工程塑料管道的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討的時(shí)候無疑就會(huì)提及。PVC-U雙壁波紋管的管壁包括兩層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層較為光滑，但外層呈現(xiàn)波紋狀。PVC-U雙壁波紋管在實(shí)際的施工應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)存在于多個(gè)方面:首先就是PVC-U雙壁波紋管在原料的用量上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通的UPVC管，在這樣一種基礎(chǔ)上還保持著較高的外荷載承載力，從性能上講質(zhì)地較輕、強(qiáng)度較高且韌性極好，在施工的應(yīng)用過程中還能具有成本低、阻力小以及耐腐蝕性較強(qiáng)這樣一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此無論是從工程價(jià)值還是從經(jīng)濟(jì)價(jià)值上講都是非常理想的管道材料之一，是我們?cè)谶M(jìn)行管道施工中的優(yōu)選之一。目前在我們國家城市污水排放、低壓輸水以及農(nóng)業(yè)灌排等多個(gè)方面都有著廣泛的應(yīng)用。

2.2 HDPE纏繞增強(qiáng)管

HDPE纏繞增強(qiáng)管的制作原料是高密度的聚乙烯，并在制作的過程中采用熱擠塑纏繞成型，經(jīng)過這樣一種特殊處理的HDPE纏繞增強(qiáng)管除了具有普通塑料管所具有的耐腐蝕性好和絕緣性高的特點(diǎn)以外，還具有流動(dòng)阻力小的特點(diǎn)，又因其在制作的過程中采用了工字結(jié)構(gòu)，因此相比于普通的塑料管來說就還具有較好的環(huán)剛度、強(qiáng)度以及韌性。在實(shí)際的工程環(huán)境下，HDPE纏繞增強(qiáng)管較多的應(yīng)用于市政的污水排水和雨水排水。

2.3 HDPE雙壁波紋管

HDPE雙壁波紋管的制作原料是高密度的乙烯，經(jīng)過熱擠工藝使得其外壁呈現(xiàn)波紋狀態(tài)，其內(nèi)壁相對(duì)光滑且一次性熔接擠壓成型即可。通過上述工藝制作而成的HDPE雙壁波紋管特點(diǎn)就是管道本身的強(qiáng)度較高、抗壓能力和耐沖擊性都比較好。除了上述的優(yōu)勢(shì)以外，HDPE雙壁波紋管還有一個(gè)很重要的性能就是抗沉降的性能比較好，因此在實(shí)際的工程環(huán)境下能夠較好的應(yīng)用于軟土或者是流沙地基。HDPE雙壁波紋管內(nèi)壁比較光滑、摩擦阻力小、通水能力較強(qiáng)且連接過程方便，接頭一般情況下都不會(huì)發(fā)生不良的滲漏事故，因此在市政工程、住宅小區(qū)地下雨水、污水排放中都有著較多的應(yīng)用。

2.4 PE 管道

PE管道實(shí)際上是PVC-C以外世界上應(yīng)用量最大的塑料管道，PE管道最初樹脂共聚單體的含量比較少，因此擠出的PE管道在長(zhǎng)期的液壓試驗(yàn)強(qiáng)度下往往容易發(fā)生不良的脆性破壞，因此在后續(xù)的試驗(yàn)開發(fā)過程中得到的PE管道就較大程度的增大了共聚單體的含量，這樣一種改進(jìn)很大程度上改善了PE管道耐環(huán)境應(yīng)力的性能。目前市政工程中較多應(yīng)用、高密度的PE管道，其耐腐蝕、熔接接頭且管材實(shí)現(xiàn)一體化，不發(fā)生泄漏。最重要的一點(diǎn)就是PE管道材料是環(huán)保型的材料，因此能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，在工程建設(shè)中環(huán)境的適應(yīng)性比較好。

2.5 夾砂玻璃鋼管

夾砂玻璃鋼管主要是利用玻璃纖維作為基本的增強(qiáng)材料、以樹脂作為基體材料制作而成的新型復(fù)合管。夾砂玻璃鋼管的優(yōu)勢(shì)就在于其采用的是耐腐蝕性能較好的樹脂，因此在使用的過程中不會(huì)發(fā)生結(jié)垢、生銹或者是生藻生微生物等不良的狀況，且不會(huì)對(duì)水造成二次污染，正是因?yàn)檫@樣，夾砂玻璃在市政工程中的應(yīng)用也比較良好。夾砂玻璃本身的質(zhì)地較輕，相對(duì)而言和鋼管進(jìn)行比較，甚至不足鋼管密度的1/4，在物理性能上卻表現(xiàn)出非常好的狀態(tài)，輸水能力同樣可觀。

3 管道的連接和密封

我們?cè)趯?duì)市政用管道進(jìn)行連接和密封處理時(shí)一般采用的是橡膠圈和熔焊連接這樣兩種方法，下文中針對(duì)這樣兩種具體的方法展開簡(jiǎn)要的說明和分析。

3.1 橡膠圈連接與密封

在市政用管道中采用橡膠圈進(jìn)行連接和密封的主要是PVCU雙壁波紋管、HDPE雙壁波紋管和玻璃鋼夾砂管，且橡膠圈一般采用O型管。在進(jìn)行管道的連接前需要先對(duì)管材的接口進(jìn)行清潔，在此基礎(chǔ)上將橡膠圈放置到承口當(dāng)中去，并在整個(gè)承口的工作面上均勻涂刷潤(rùn)滑劑。經(jīng)過這樣一種處理過程的管道基本上能夠保持較好的密封效果，因此在實(shí)際的工程應(yīng)用中也更加的安全可靠。橡膠圈密封的顯著優(yōu)勢(shì)在于其為柔性接口，因此在應(yīng)用的過程中受到的應(yīng)用限制較小，能夠應(yīng)用于較小撓曲度的管道，也能夠應(yīng)用于一些口徑比較大的埋地管材。

3.2 熔焊連接與密封

在市政用管道中采用熔焊連接與密封的主要是PE管和HDPE管，也就是將PE管和HDPE管加熱至融化狀態(tài)，然后再對(duì)其施加壓力，這樣就能夠保證整個(gè)管道形成完整的整體。其中HDPE管在進(jìn)行熱熔的過程中多采用電熱熔連接和熱收縮帶連接的結(jié)合，而PE管則采用熱熔的承插連接、電熔連接或者是熱熔對(duì)接。

4 結(jié)語

在我們國家市政工程的規(guī)模以及范圍都是在不斷的擴(kuò)大和完善的，這樣一種狀況為我們國家的塑料管材市場(chǎng)提供了極好的發(fā)展和擴(kuò)展機(jī)會(huì)，因此我們所需要做的就是采取合理的措施和途徑來保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定正常的發(fā)展和進(jìn)步。塑料管因其自身較為顯著的優(yōu)勢(shì)而在整個(gè)市政管道的建設(shè)中有著較多的應(yīng)用，一方面是由于其符合國家的政策規(guī)定，另一方面也是因?yàn)槠湓趹?yīng)用的過程中能夠解決多種傳統(tǒng)管道所難以解決的問題。

[1]高立新.塑料管在市政公用工程應(yīng)用前景分析[J].化學(xué)建材，2010(6):21-22.

[2]梁潤(rùn)文.塑料管材在市政工程中的應(yīng)用[J].廣東建材，2011(8):32-34.

[3]連志鳳.論塑料排水管的特點(diǎn)以及其在市政工程中的應(yīng)用[J].工程價(jià)值，1994(3):97-99.