市政工程排水管材比選探討

王鵬慶

目前國內(nèi)用于市政排水管道工程的管材有許多種，主要分為三大類：混凝土和鋼筋混凝土排水管、塑料排水管、鋼塑復合管。

近年來隨著新技術和新材料的發(fā)展，塑料排水管和鋼塑復合管在市政排水行業(yè)有了較多的應用。其中塑料管中比較常用的有HDPE雙壁波紋管，改變HDPE結構壁形式的有HDPE中空壁纏繞管以及內(nèi)肋增強聚乙烯螺旋波紋管，在HDPE結構壁中加入鋼帶的有鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管和HDPE塑鋼纏繞管。

管材的選擇與輸送流量大小、施工方法、管道埋深、當?shù)氐刭|(zhì)及氣象條件、工程造價等因素均相關，另外還需考慮所選擇的管材在當?shù)氐墓闆r。各種管材各有利弊，在各類管材均滿足相應的標準的前提下，現(xiàn)就目前常用的幾種管材從水力條件、防滲、防腐、力學安全、安裝以及管養(yǎng)維護幾個方面作技術經(jīng)濟比較。

1 水力條件

塑料管和鋼塑復合管內(nèi)壁光滑，相比混凝土管及鋼筋混凝土粗糙的內(nèi)壁，塑料管有明顯的優(yōu)勢，水力條件的優(yōu)秀，可以在同等鋪設坡度條件下，轉(zhuǎn)輸更多的雨水、污水，下表是各種管材的粗糙系數(shù)對比表。

2 防滲性能

混凝土管由于管節(jié)短，接口較多，防滲性能不好。當?shù)叵滤惠^高時，地下水容易滲入排水系統(tǒng)，增加排水系統(tǒng)的負荷，當?shù)叵滤惠^低時，污水容易滲出，造成地下水的污染。而塑料管和鋼塑復合管由于管節(jié)長，密封性能良好，所以在管道接口處很少有滲出現(xiàn)象。

3 防腐性能

塑料管具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，耐腐蝕，不受酸、堿、鹽、油類等介質(zhì)的侵蝕，而混凝土管在防腐性能方面就相對差了一點。

鋼塑復合管，鋼帶與塑料的貼接性不強容易分層，管材切面沒有密封好或外層受損導致鋼帶外露，致使鋼帶腐蝕從而管道整體受力能力下降，可能發(fā)生塌管事件。特別是海邊或港口等因地下水富含鹽分以及電解質(zhì)，管材易受腐蝕不宜使用。

4 力學安全

混凝土管抗壓性能良好，采用180°混凝土基礎，其管頂覆土最大可達9m，由于其自重大，在地下水位高的地區(qū)，抗浮效果良好。

塑料管由于其外壁異形結構，可以和土壤嵌在一起，發(fā)生管土共同作用，抗壓性能比較良好，但是由于其自重輕，抗浮效果不良。經(jīng)后期管養(yǎng)維護發(fā)現(xiàn)，塑料管的管土共同作用效果不佳，經(jīng)常有塑料管被壓變形情況出現(xiàn)，所以塑料管如埋設較深，其力學指標也應相應提高。

鋼塑復合管，在塑料管中嵌入鋼帶或鋼條，可以大大增加塑料管的抗壓、抗變形能力，但由于塑料和鋼的熱收縮系數(shù)不一樣，二者之間的連接有一定的隱患，經(jīng)后期的CCTV檢測發(fā)現(xiàn)，鋼塑復合管有塑料和鋼帶分離現(xiàn)象，一旦鋼帶失去了塑料的密封，就會被腐蝕，隨后其抗壓能力也會降低。

通過改變HDPE管的結構壁組合形式，強化其抗壓、抗變形能力，避免了鋼塑復合管的鋼塑分離現(xiàn)象，目前使用的HDPE中空壁纏繞管以及內(nèi)肋增強聚乙烯螺旋波紋管，其環(huán)剛度均可以做到12.5KN/m2甚至16KN/m2，但即使這樣，大管徑的管道仍然有外壓易變形的風險。

5 管道連接方式

各種管道有不同的連接方式，連接方式?jīng)Q定管道施工難易和進度。連接處也常是排水管網(wǎng)的一個薄弱點，管道連接口處理不好，管道容易出現(xiàn)滲漏。

各種管材的主要連接方式

管道名稱 混凝土管、鋼筋混凝土管 塑料管 鋼塑復合管

連接方式 ≤DN1200承插式橡膠圈接口

>DN1200企口式橡膠圈接口 承插式電熱熔

膠圈承插連接

卡箍式連接 電熱熔帶連接

卡箍式連接

電熱熔帶連接

鋼筋混凝土管根據(jù)管徑，選擇承插式或企口式。而塑料管、鋼塑復合管連接方式較多。

承插式電熱熔連接施工工藝成熟，而且接口密封性好。膠圈承插連接施工簡單、快捷方便，但密封性不好易滲漏?？ü渴竭B接施工簡單、快捷方便，但卡箍為金屬材質(zhì)，易腐蝕。

6 生產(chǎn)質(zhì)量控制

混凝土管具有較成熟的制作工藝，較成熟的檢查檢驗標準，管材質(zhì)量穩(wěn)定，可靠，便于就地取材、制造方便，各地混凝土管生產(chǎn)廠家較多，容易獲得，相對來講，其質(zhì)量較為容易控制。因此水務部門多建議使用傳統(tǒng)的混凝土排水管。

而塑料管和鋼塑復合管由于為新型管材，生產(chǎn)工藝大同小異的同時，又各自有所差別，每種管材都有相應的質(zhì)量控制標準。塑料管中，最先開始普及也是最常用的是HDPE雙壁波紋管，然而由于HDPE雙壁波紋管生產(chǎn)廠家參差不齊，所以目前市場上雖然HDPE雙壁波紋管較為常見，但其質(zhì)量差別較大，為改變HDPE塑料管使用過程中存在的一些問題，相繼出現(xiàn)了一些其他的新型塑料管材，一類是通過改變其結構形式來改變其力學性能，如HDPE中空壁纏繞管和內(nèi)肋增強聚乙烯螺旋波紋管，一類是塑料中加入鋼帶，如HDPE塑鋼纏繞管和鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，這些新型管材由于生產(chǎn)廠家較少，加上部分有專利保護，所以質(zhì)量控制目前還可以。

7 施工安裝

混凝土管自重大，施工機械笨重，由于其采用混凝土基礎，故其施工周期也相應比較長，但由于其施工工藝成熟，施工要求不高，其施工質(zhì)量較容易控制。塑料管和鋼塑管，由于自重輕，施工機械靈活，并且其采用砂石基礎，施工周期較快，但其對回填要求較高，質(zhì)量控制較嚴格。

8 管養(yǎng)維護

混凝土管由于使用時間較長，其管養(yǎng)維護技術成熟。這也是水務部門多建議使用傳統(tǒng)的混凝土排水管的一個重要原因。

而塑料管由于是新型管材，其管養(yǎng)技術積累相對較薄弱，但由于其內(nèi)壁光滑，在管道清淤疏通過程中有一定的優(yōu)勢。

9 經(jīng)濟比較

從上表中可看出，鋼筋混凝土排水管價格明顯比塑料排水管、塑鋼復合排水管偏低。而塑料排水管與塑鋼復合排水管，各自具體管材種類不同，價格不同。

10 三類管材綜合對比

通過技術經(jīng)濟比較，塑料管作為一種新型管材，其在水力條件、防滲及防腐方面相比混凝土管有顯著優(yōu)勢，其力學安全（抗壓、抗浮）及施工質(zhì)量控制方面雖不如混凝土管，作為國家推廣使用的新型管材，小管徑塑料管還有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。而塑鋼復合排水管，其鋼帶易腐蝕，因此在土壤腐蝕性較強的地區(qū)不建議使用塑鋼復合排水管。故推薦小管徑管道選取塑料管道。

但在施工單位采購管材的情況下，不推薦使用HDPE雙壁波紋管和HDPE中空壁纏繞管。因為HDPE雙壁波紋管和HDPE中空壁纏繞管這兩種管材生產(chǎn)廠家多，質(zhì)量參差不齊，施工單位低價采購，質(zhì)量很難保證。大管徑管道仍沿用鋼筋混凝土管。

各種管材的綜合比較

>DN1200企口式橡膠圈接口 承插電熱熔連接，接口密封性最好。 膠圈承插連接施工簡單、快捷方便，但密封性不好易滲漏。卡箍式連接施工簡單、快捷方便，但卡箍為金屬材質(zhì)，易腐蝕。

11 問題及建議

塑料管和鋼塑復合管由于為新型管材，生產(chǎn)工藝大同小異的同時，又各自有所差別，每種管材都有相應的質(zhì)量控制標準?，F(xiàn)在塑料管和鋼塑復合管生產(chǎn)廠家也較多，各廠家的質(zhì)量相差也較大。而由施工單位采購時，一般都是低價采購，造成管材質(zhì)量很難控制。因此建議采用由甲方采購管材，以保證管材質(zhì)量。