市政給排水管網(wǎng)中新型管材的應(yīng)用

姜濤

山東東碩建設(shè)工程有限公司 山東東營 257000

1 新型管材綜述

1.1 傳統(tǒng)管材應(yīng)用問題

在以往給排水管道建設(shè)中，鋼筋混凝土管的應(yīng)用較多，這些管材在長期使用中容易發(fā)生一系列質(zhì)量問題，如在鋼筋混凝土管應(yīng)用中，其雖然造價便宜、生產(chǎn)簡單；然在實際應(yīng)用中，其存在以下問題：

其一，鋼筋混凝土管道的雨污分流不徹底，在實際應(yīng)用中，其內(nèi)壁糙率較大，容易被化學物質(zhì)腐蝕，受此影響，管道存在較為嚴重的破裂、滲漏問題，嚴重時會引起路面下沉。其二，鋼筋混凝土管道自重較大，為便于運輸，其管節(jié)較短，接口較多，然而受地質(zhì)條件等因素的影響，其容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性和功能性損壞等問題，如管口錯位、堵頭殘墻未打通等[1]。

1.2 新型管材應(yīng)用形式

新經(jīng)濟形態(tài)下，人們對于城市給排水管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量提出了較高要求，新型管材的應(yīng)用范圍也在進一步擴大。從給排水管網(wǎng)建設(shè)過程來看，金屬管、塑料管、玻璃鋼夾砂管、鋼筋混凝土玻璃鋼復合管是較為常見的四類新型管材。

（1）金屬管。金屬管是當前市政管網(wǎng)建設(shè)的重要形式，其不僅包含了球墨鑄鐵管，而且涉及鋼管的設(shè)計及應(yīng)用。從管材應(yīng)用效果來看，金屬管的質(zhì)地較為堅硬，故而具有良好的抗壓、抗震、防滲透能力；同時金屬管的內(nèi)壁較為光滑，糙率較小，這使得金屬內(nèi)部發(fā)生腐蝕、堵塞的概率相對較低。

（2）塑料管。市政給排水項目塑料管類型多樣，其主要應(yīng)用類型有硬聚氯乙烯管、硬聚氯乙烯管雙壁波紋管、聚乙烯雙壁波紋管，此外，聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管、聚丙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管等的應(yīng)用也較為普遍。給排水項目應(yīng)用中，此類管材的管內(nèi)壁較為光滑，糙率較小，且耐腐性能較為突出。相比于金屬感，塑料管的質(zhì)量較輕，安裝費用較低，且安裝過程較為方便。

（3）玻璃鋼夾砂管。玻璃鋼夾砂管是給排水系統(tǒng)管網(wǎng)選擇的一種特殊形態(tài)，給排水項目施工中，該管材的應(yīng)用優(yōu)勢表現(xiàn)在以下層面：其一，管材內(nèi)壁光滑，糙率小且密封性良好，同時嬌小的質(zhì)量使得管材安裝費用較低；其二，相比于其他管材，玻璃鋼夾砂管本身具有良好的耐腐性能，在酸性或者堿性土壤中，該管材也可直接輻射，施工過程較為簡單，其三，相比于金屬管，抗壓能力不足是玻璃鋼夾砂管的主要缺陷，這要求給排水施工人員在項目建設(shè)中，應(yīng)做好玻璃鋼夾砂管基礎(chǔ)處理和回填土質(zhì)量保證，實現(xiàn)管材質(zhì)量的有效保證。

2 綜合造價比較

經(jīng)濟性是給排水管道設(shè)計應(yīng)用的重要指標，其直接關(guān)系著市政給排水項目的建設(shè)質(zhì)量和城市服務(wù)效果。一方面，合理投入資金成本，能為項目材料設(shè)備選擇和技術(shù)應(yīng)用提供物質(zhì)支撐，另一方面，結(jié)合管材應(yīng)用環(huán)境，就其經(jīng)濟效益進行考慮，可避免工程項目造價施工，實現(xiàn)質(zhì)項目質(zhì)量與效益的協(xié)調(diào)。

3 管道設(shè)計關(guān)鍵——環(huán)剛度選擇

3.1 環(huán)剛度的概念界定

對于室外給排水管道而言，其通常采用重力流無壓管的布置形式，在實際應(yīng)用中，其需要承擔的荷載主要是外壓荷載，當外壓荷載超過設(shè)計標準時，管材會出現(xiàn)較大規(guī)模的變形，并產(chǎn)生壓屈失穩(wěn)等問題，致使管道發(fā)生破壞。在管道設(shè)計中，針對管道環(huán)向抗變形能力，通過環(huán)剛度進行表達。該指標代表了管道抵抗外壓負載的能力，當環(huán)剛度越大時，表明管道抵抗環(huán)向變形的能力愈發(fā)突出[2]。

3.2 環(huán)剛度的具體計算

新時期，人們對于市政給排水管道建設(shè)的質(zhì)量要求不斷提升，在環(huán)剛度計算中，應(yīng)重點關(guān)注管側(cè)土綜合變形模量、管頂豎向土壓力標準值、管頂可變荷載作用、管道變形情況的有效計算。

（1）管側(cè)土綜合變形模量計算。管側(cè)土綜合變形模量的大小對于管道側(cè)向壓力具有重大影響。在管側(cè)土綜合變形模量評定計算中，設(shè)計人員應(yīng)在考慮回填土土質(zhì)類型的基礎(chǔ)上，就填土密度、基槽兩側(cè)原狀土的土質(zhì)情況進行具體分析，此外，工作人員還需考慮管道外徑與管道中心處溝槽寬度的關(guān)系，然后系統(tǒng)化的進行管側(cè)土綜合變形模量計算，滿足觀測填土需要。在實際設(shè)計計算中，該指標多按照GB50332-2002、GB/T11836-2009、GB/T26081-2010等指標進行測定。項目設(shè)計中，一般要求經(jīng)管道施工后，基槽兩側(cè)原狀土的密度保持在原土密度的95%以上，同時就管側(cè)土壓實程度而言，其壓實程度最低應(yīng)控制在95%，這樣才能實現(xiàn)管道的有效保護，避免給排水管道過早損壞[3]。

（2）管頂豎向土壓力標準值測定。市政給排水管道應(yīng)用中，管道受管頂豎向土壓力作用較為明顯，這是因為在完成管道敷設(shè)后，其不僅要承受上部覆土的壓力，而且需承受一定路面荷載壓力。在豎向土壓力標準值計算中，重點考慮上部覆土因素。其中，覆土容重、深度、管道外徑是應(yīng)先管道上部覆土壓力的三個重要因素。在實際計算中，覆土深度、管道外徑通過測量獲得，而覆土的容重需要考慮土質(zhì)類型等信息。通常，給排水管道工作人員會按照《給排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對管頂豎向土壓力進行測定計算。

4 結(jié)語

新型管材應(yīng)用對于市政給排水項目建設(shè)質(zhì)量具有較大影響，能有效地改變傳統(tǒng)管材利用形式，提升便捷程度和水的流通性能。新時期，市政建設(shè)人員只有充分認識到各種管材的應(yīng)用形式和技術(shù)特征，然后在考慮管材經(jīng)濟性的同時，加大管材環(huán)剛度的選擇設(shè)計，這樣才能有效地提升管材設(shè)計及應(yīng)用水平，繼而保證市政給排水項目建設(shè)質(zhì)量，滿足城市居民的供排水需要。