浅谈几种新型市政排水管材

市政排水系统是现代化城市不可或缺的基础设施。排水管道又是市政排水系统里的重要组成部分, 随着当前城市工业的发展以及城市化进程的不断加快, 城市污水的水量不断增多, 水质也越来越复杂, 再加上道路的行车荷载越来越大, 传统的市政排水管材在管径、耐腐蚀性能、强度以及使用寿命等方面已经不能满足要求, 排水管道的损坏不仅会造成城市环境的污染, 而且其维修及改造还会增大成本开支。因此, 有必要在市政排水系统中使用新型的排水管材。

一、传统市政排水管材

1. 金属管。

钢管和铸铁管是最常用的金属管, 其内壁光滑, 水流阻力小, 管节长, 并且抗压、抗震、抗渗透性好。但金属管大多具有价格较高、抗腐蚀性能差等缺点, 所以仅在一些特殊地段, 如排水泵站的进出水管、管道穿越铁路等排水管道承受高压或对渗漏有特别要求时才采用金属管。

2. 石棉水泥管和陶土管。

石棉水泥管强度大、重量轻、管节长、表面光滑、抗腐蚀性强、密实不透水, 加工成型简单, 但这种管材具有质脆不耐磨的缺点, 容易损坏。陶土管具有水流阻力小、耐腐蚀、耐磨损、不透水等优点, 可用来输送酸碱性较强的工业废水, 但这种管材质脆易碎, 抗压、抗弯、抗拉强度低, 并且管节较短, 不便于施工。鉴于石棉水泥管和陶土管的这些缺点, 它们大多数情况被用做管外有侵蚀性地下水的污水管道以及排除酸性废水的管道。

3. 混凝土管和钢筋混凝土管。

这两种市政排水管材便于加工制造, 原材料容易获得, 便于就地取材, 价格较低, 可根据不同的抗压要求, 制成预应力管、低压管、无压管等, 故在当前广泛应用于市政排水管道系统中。其主要缺点是管节短, 接头多, 施工复杂, 抗渗抗漏性差, 并且其抗腐蚀性较差, 不宜输送酸碱性较强的工业废水。

二、新型市政排水管材

1. HDPE双壁波纹管。

是以高密度聚乙烯为主要原料, 加入必要的添加剂后挤压加工而成, 外壁波纹, 内壁光滑, 内外壁是中空且紧密熔接的环状结构。由于其特殊的波纹管壁结构设计, 使得其在直径和环刚度相同的条件下, 可减少HDPE用料。HDPE双壁波纹管具有强度高、重量轻等优点, 其环刚度通常较大, 可达到4k N/m2~8k N/m2, 用于市政排水管道时可承受较大的载荷;这种管材还具有较强的耐腐蚀性, 因而通常使用寿命也较长, 砂浆磨损实验证明, HDPE双壁波纹管的寿命是钢管的4倍;其管内壁光滑, 粗糙系数小, 水力条件好, 不易沉积和堵塞;管道单根长度大, 施工安装简单快速, 可有效降低施工成本;管道多采用柔性承插接口, 安装连接简便, 还可有效降低管道的不均匀沉降。但当HDPE双壁波纹管管径较大时可能会降低管材的环刚度, 所以在工程中多用于中小管径的市政排水管中。但其价格比较高, 综合费用比钢筋混凝土管略高。

2. 夹砂玻璃钢管。

以树脂为基体, 以玻璃纤维作为增强材料而制成, 其强度大, 环刚度高, 是钢筋混凝土管道较理想的替代产品;这种管材属热固性产品, 抗老化性比一般塑料管要强得多;耐腐蚀性强, 使用寿命长, 可达50~100年;夹砂玻璃钢管内壁光滑, 粗糙系数小, 水力条件较好;管道重量轻, 运输装卸方便, 单节长度大, 采用双“O”形橡胶圈柔性接口, 施工安装操作简便, 易于试压, 利于抵抗沉降变形, 有较为成熟的施工安装及验收规范。玻璃钢加砂管道的出现, 降低了管道制作和施工费用, 使得它也成为建设部推广应用的新型排水管材, 用于排水领域的大多为大、中口径。

3. 塑料缠绕管。

是经过特殊的挤出缠绕成型工艺加工而成的一种新型结构壁管, 其内层和外层均为PE层, 中间层为经涂塑处理的金属钢带层。经涂塑处理的钢带与内、外聚乙烯层在高温熔融情况下结合成为一个整体, 可有效防止钢带外露易腐蚀的问题, 它不仅环刚度高, 还有材重量轻、耐腐蚀、施工安装简单等优点。管道可在工厂内制作, 也可根据实际情况在现场制作。其连接方式主要有卡箍连接、焊接连接和热收缩套接。这种管材的缺点就是材料价格较高, 会增加工程的总投资造价;此外, 如果在施工过程中回填不当, 可能导致管道发生变形, 进而产生裂缝等质量问题。

4. HDPE中空壁缠绕管。

即以HDPE为原料生产矩形管坯, 经缠绕焊接成型的一种管材。其管材的口径可达到3000mm, 因而能适用于需要管径较大的排水管网, 这是其他生产工艺难以完成的。这种管材也具有双壁波纹管的一些优点, 但它采用热熔带连接方式, 因而会比双壁波纹管的连接成本要高。这种管材在直径及环刚度相同的情况下, 耗费的原材料要比双壁波纹管多, 故其生产成本也更高。

总之, 以上几种新型的市政排水管材在性能上比传统管材有了较大的提高, 但其价格也较高, 因此, 应根据城市污水水质、水量以及城市经济发展状况等方面综合考虑, 选择最适宜的市政排水管材。

摘要：文章首先介绍了金属管、混凝土管、陶土管等几种传统的市政排水管材, 指出了其存在的缺点, 然后介绍了几种新型的市政排水管材, 探讨了其优越性。

关键词：HDPE双壁波纹管,夹砂玻璃钢管,塑料缠绕管,HDPE中空壁缠绕管

参考文献

[1] 段志华.新型排水管材HDPE在排水工程中的应用探讨[J].山西建筑.2010, 36 (33) .

[2] 李春, 王宝玉.市政道路排水管材选用探讨[J].青岛建筑工程学院学报.2001, 22 (1) .