城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)改造工程管材的選擇與建議

廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院 廣東廣州 510010

摘要：在市政工程的建設(shè)中，由于基礎(chǔ)設(shè)施在不斷的增多，對(duì)于城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)也有了具體的應(yīng)用。城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)改造工程中，為擺脫傳統(tǒng)的排水管材，能夠?qū)⑵浯嬖诘娜秉c(diǎn)進(jìn)行改善，在新型管材領(lǐng)域中，針對(duì)幾種主要的管材進(jìn)行了闡述，從經(jīng)濟(jì)角度以及技術(shù)方面進(jìn)行具體的分析，最終選擇出合適的材料。

關(guān)鍵詞：排水管網(wǎng)；改造；管材；選擇

1.引言

排水系統(tǒng)的管材必須滿足以下要求：一是要有足夠的強(qiáng)度，以承受外部覆土壓力、車輛壓力、內(nèi)部水壓力以及在運(yùn)輸過程中的其它動(dòng)荷載。二是不滲水，若污水滲出管道會(huì)污染地下水、附近地表水體、破壞附近房屋基礎(chǔ)；一旦地下水滲入管渠則導(dǎo)致管渠排水能力下降，污水泵站和污水負(fù)荷增大。三是水力性能好、表面光滑，以減少水流阻力，保持暢通。四是耐磨抗腐，從而抵抗污水中雜質(zhì)的沖刷、磨損，并抵抗污水和地下水的侵蝕作用。五是價(jià)格低廉、易于加工，能夠就地取材，進(jìn)而降低工程造價(jià)。

2.城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)中管材的選用

隨著我國(guó)城市化、工業(yè)化的不斷推進(jìn)，市政建設(shè)的步伐迅速加快，相較于傳統(tǒng)的管道管材，新型管材憑借較好的耐高溫高壓、耐腐蝕、耐凍裂、粘附作用小、密封性能好、抗沖擊能力強(qiáng)、過水能力強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。下面對(duì)常見的幾種新型管材進(jìn)行了分析，結(jié)合各種管材的特點(diǎn)，分析其應(yīng)用的范圍，以便在工程領(lǐng)域中得到更好的應(yīng)用。

2.1 金屬管材

金屬管材長(zhǎng)時(shí)間作為給水排水管材中的主導(dǎo)材料，其技術(shù)發(fā)展成熟。常用的金屬管材主要有鍍鋅鋼管、鑄鐵管、銅管和不銹鋼管。⑴鍍鋅鋼管，其優(yōu)點(diǎn)是耐高壓，抗震動(dòng)性能強(qiáng)，重量較輕；缺點(diǎn)是耐腐蝕性差，應(yīng)用在給水管道時(shí)容易引起管道銹蝕，進(jìn)行微生物鑒定時(shí)可發(fā)現(xiàn)細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群嚴(yán)重超標(biāo)，嚴(yán)重污染水質(zhì)。因此，冷鍍鋅鋼管現(xiàn)已被禁止使用。⑵鑄鐵管，包括球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管及承插式柔性接口排水鑄鐵管三大類，其中承插式柔性接口排水鑄鐵管是近年來發(fā)展的一種新型管材，其優(yōu)點(diǎn)是管材致密、耐高溫、強(qiáng)度高、抗震性能強(qiáng)、壁厚均勻、抗噪聲性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、可循環(huán)使用、連接可曲撓，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。在高層建筑、環(huán)境要求較高的住宅中應(yīng)用較多。⑶銅管，由于它會(huì)產(chǎn)生“銅綠”，當(dāng)pH<6.5時(shí)，產(chǎn)生銹蝕；其質(zhì)軟，在高速水流沖刷下易磨損，且價(jià)格較高，多被用于熱水管道。⑷不銹鋼管，其材料力學(xué)性能好、耐腐蝕、耐高溫且膨脹系數(shù)小、耐腐蝕性能好，但由于造價(jià)高，多被使用于別墅以及賓館等高檔次要求的場(chǎng)所中。

2.2 塑料管材

近年來，新型的塑料管材層出不窮，用于城鎮(zhèn)排水的新型管材主要是塑料管材。在市政工程建設(shè)中通常應(yīng)用的塑料給水管，包括聚乙烯（PE）管、硬聚氯乙烯（UPVC）管、三型無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）管、聚丙烯類（PP）管、交聯(lián)聚乙烯（PEX）管、聚丁烯（PB）管等。

⑴聚乙烯（PE）管?？扇劢有阅芎?，可以采用電熔或熱熔進(jìn)行連接，因其柔韌性較好、耐高壓、可彎曲、不易刮傷、耐水錘壓力強(qiáng)，能有效的保障供水安全，便于進(jìn)行工程施工，且施工過程中管道不易損壞，竣工后也不易產(chǎn)生不均勻沉降，管道的生產(chǎn)費(fèi)用適中，經(jīng)濟(jì)效益較高，在給水管道系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。

⑵硬聚氯乙烯（UPVC）管。具有抗腐蝕能力強(qiáng)、易于粘合、價(jià)格低廉、質(zhì)地堅(jiān)硬等諸多優(yōu)點(diǎn)，但耐溫性能差。由于其采用膠水粘接，抗震性能差，且采用的粘接膠水耐溫性能也得不到保障，故在冷水管道系統(tǒng)的供水中應(yīng)用較多。

⑶三型無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）管。具有材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、水力條件好、耐高溫高壓、耐腐蝕性能強(qiáng)、不產(chǎn)生銹蝕、不易結(jié)垢、衛(wèi)生無毒、可回收利用、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點(diǎn)，是繼UPVC管之后新興發(fā)展起來的第4代新型環(huán)保管材。近年來，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用化學(xué)方法對(duì)PPR管進(jìn)行改性以優(yōu)化其性能。經(jīng)Supaphol等人對(duì)PPR進(jìn)行改性，結(jié)果表明：添加合成核劑可使PPR復(fù)合材料的成核能力增強(qiáng)，應(yīng)用性能得到改善。

⑷聚丙烯（PP）管。具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、嚴(yán)密性好、水流損失小、抗拉彎、價(jià)格價(jià)廉、使用壽命長(zhǎng)、便于安裝且維修方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、垃圾處理、市政工程建設(shè)等行業(yè)。

⑸交聯(lián)聚乙烯（PEX）管、聚丁烯（PB）管。這兩種管材具有耐高溫、耐熱蠕變性、抗凍、抗脆裂的優(yōu)點(diǎn)，但熱膨脹性較大，管材價(jià)格較貴。特別是PB管，它是高惰性的聚合物材料，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，微生物難以附著生長(zhǎng)，多應(yīng)用在直飲水的管道系統(tǒng)中。

2.3 復(fù)合管材

復(fù)合新型管材包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼夾砂（RPM）管、鋁塑復(fù)合管等。復(fù)合管既具有金屬管材與塑料管材的優(yōu)點(diǎn)，又能彌補(bǔ)不足，成為給水管材中的最佳選擇。因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)原材料的費(fèi)用高，故在我國(guó)的發(fā)展比較緩慢，生產(chǎn)工藝也不成熟。目前復(fù)合管材所占給水排水的市場(chǎng)份額還遠(yuǎn)不如金屬管材和塑料管材。

⑴玻璃鋼夾砂（RPM）管。玻璃鋼夾砂管管壁由樹脂、玻璃纖維及石英砂等材料所組成，RPM管將這幾種材料的優(yōu)良性能進(jìn)行了充分發(fā)揮，與傳統(tǒng)材料制造的管道管材相比，玻璃鋼管具有重量輕、耐腐蝕性能強(qiáng)、內(nèi)表面光滑、使用壽命長(zhǎng)（50多年）、維護(hù)簡(jiǎn)單、安裝與運(yùn)輸方便、能耗低、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。RPM管廣泛應(yīng)用于城市給排水、工廠強(qiáng)堿及強(qiáng)酸等廢水的輸送中。

⑵鋁塑復(fù)合管。其基本由五層構(gòu)成，中間為一層焊接鋁合金，內(nèi)外各一層聚乙烯，經(jīng)膠合層粘結(jié)而成，其保溫性能強(qiáng)、附著力強(qiáng)、可彎曲、耐磨、水流阻力小、抗腐蝕、施工方便。在使用過程中，若管材橫向壓力太大，會(huì)影響其強(qiáng)度，故要求明管安裝或埋于墻體。該管材主要應(yīng)用于住宅小區(qū)、公共建筑的冷熱水管道系統(tǒng)中。

3.排水管道管材選擇及設(shè)計(jì)的建議

我國(guó)給水排水管道中塑料管的應(yīng)用較為廣泛，但是塑料管原料品種少，專用料更少，不能滿足工程應(yīng)用的需要。雖然我國(guó)塑料管材生產(chǎn)企業(yè)較多，但技術(shù)和設(shè)備落后、生產(chǎn)能力低，我國(guó)管材企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小，企業(yè)生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、經(jīng)濟(jì)效益差，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模。應(yīng)用上的技術(shù)研究相對(duì)薄弱，施工技術(shù)差，施工規(guī)范不完善，施工工藝不成熟。

舊的排水管網(wǎng)大多采用傳統(tǒng)排水管材（如混凝土管、陶土管等），管道腐爛、接頭滲漏嚴(yán)重，排水管網(wǎng)的滲漏和修復(fù)對(duì)城市環(huán)境和城市地下水的污染極為嚴(yán)重。開發(fā)和優(yōu)先使用無滲漏、使用壽命長(zhǎng)的排水管道已成當(dāng)務(wù)之急。目前，塑料管在民用建筑中大量應(yīng)用，如小管徑排水管材等。我國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展為塑料管的生產(chǎn)提供了充足的原料，管材制造設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)計(jì)和施工技術(shù)等不斷發(fā)展、成熟，在市政工程中以塑料排水管取代傳統(tǒng)材料制作的排水管將成為必然趨勢(shì)。同時(shí)，針對(duì)不同情況及實(shí)際工程的要求，在鋼筋混凝土管、塑料管、玻璃夾砂管等管材的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了新管材，這些新管材不僅技術(shù)進(jìn)步，而且經(jīng)濟(jì)合理，更有利于節(jié)約投資，將廣泛應(yīng)用于各種給水排水工程中。

4.結(jié)束語

給水排水管材的選用和新型管材的創(chuàng)新對(duì)市政建設(shè)具有十分重要的意義。在城鎮(zhèn)管網(wǎng)確定管材時(shí)不僅要考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性、衛(wèi)生性，而且要考慮節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展等綜合因素。采用塑料管材和復(fù)合管材，較金屬管材更節(jié)能、水流阻力小、材料可回收利用、二次污染小，符合我國(guó)節(jié)能綠色環(huán)保的時(shí)代主題。因此，對(duì)管道性能進(jìn)行改良和創(chuàng)新，能夠推進(jìn)材料技術(shù)的繁榮發(fā)展，促進(jìn)新型管材的廣泛應(yīng)用。

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