浅谈污水管管材的比选

本文介绍了几种国内比较常用的污水管材，并根据各管材特点进行比较，使得在建设过程中，对管材的选择有一个比较好的依据，从而使得污水管道工程的设计经济合理。

市政污水管材比选 

1、前言

污水工程中，管道工程的投资在工程总投资中占有很大的比例，而管道工程总投资中（一般条件下施工），管材费用约占总费用 50％左右。污水管道属于城市地下隐蔽工程设施，要求具有很高的安全可靠性。因此，合理选择管材非常重要。 

2、管材选用原则

2.1、根据排水水质、水温、冰冻情况、土质、地下水位、地下水侵蚀性和施工条件等因素进行选择；

2.2、选用的管材应安全可靠，安装、运行技术成熟；

2.3、选用的管材应价格低廉、合理；

2.4、选用的管材应检修维护，简单、方便；

2.5、选用的管材应便于运输，长度、高度不能超出运输限制，就地取材； 

2.6、选用的管材应符合管网的使用年限； 

2.7、严把管材质量关，不允许次品管道进入施工过程。

3、污水管道系统对管材的要求：

3.1污水管必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压。

3.2排水管渠必须能抵抗污水中杂质冲刷和磨琢。也应有抗腐蚀的功能，特别对有某些腐蚀性的工业废水。 

3.3排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入，而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基

3.4排水管渠的内壁应平整光滑，使水流阻力尽量减小。

4、各种管材特点及适用条件

目前国内常用于污水管道的管材有：1、普通钢筋混凝土排水管，2、预应力钢筋混凝土管，4、高密度聚乙烯管（HDPE），5、纤维缠绕增强玻璃钢夹砂管（RPMP）。以上管材有其各自的特点和适用条件。 

4.1普通钢筋混凝土排水管

适用于排水重力流管道的管材，制作工艺分为：离心工艺、悬辊工艺、插入振捣工艺、振动挤压工艺，按照其规格和尺寸和外压荷载系统分为I级，II级和III级，管道的接口型式分为套环式、企口式、承插式三种。其管径范围：挤压工艺Ф150-450；插入振捣工艺Ф1800-2000；离心工艺 Ф700-1650；悬辊工艺Ф600-1200；振动挤压工艺Ф500-3000。不承受内压，粗糙系数n=0.014。密度大，重量大；接头数量多，基础要求高；因接口形式限制，污水渗漏严重。

普通钢筋混凝土管在粘土中采用C15混凝土基础，在淤泥中采用C20钢筋混凝土基础。顶管施工时，如果地质较差，采用管底压密注浆加固地基。

管道接口多采用承插式水泥砂浆接口。

4.2预应力钢筋混凝土管（PCCP） 

利用先张法、后张法对环向钢筋、纵向钢筋进行张拉，使混凝土内产生预应力，从而提高管材的承载力。具有节约钢材抗震性好、耐久性好、使用寿命长等特点，据生产工艺分为一阶段管、三阶段管。管径范围中 800-Ф1400，承受内压能力为0.4-0.8MPa，粗糙度系数n=0.013-0.014。多用于有压流输送。密度大，重量大；接头数量多，基础要求高；因接口形式限制，污水渗漏严重。

管道采用 C20 钢筋混凝土基础，基底遇淤泥时，须作特殊处理。顶管施工时，如果地质较差，采用管底压密注浆加固地基。

预应力钢筋混凝土管接口采用橡胶圈子母口承插式接口，施工简单。

4.3高密度聚乙烯管（HDPE）

高密度聚乙烯管包括双壁波纹管和大口径缠绕增强管。是一种以高密度聚乙烯（HDPE）材料，采用特殊挤出工艺在热熔融状态下缠绕成管，同时熔接成整体制成的管道，管道工作内压0.2MPa，管道环刚度大于8MPa（抗外负载），粗糙系数 n=0.009，使用环境温度-30～70℃。高密度聚乙烯双壁波纹管较大可做到Ф1200，一般应用在Ф600-Ф1000，高密度聚乙烯缠绕结构壁螺旋管较大可做到 Ф2500，一般应用在Ф1000-Ф1600。耐磨损，耐腐蚀，阻力小，过流能力强，使用寿命50年以上，连接方便，密封性能好，不易渗漏，本身良好的柔韧性及柔性接口抗不均匀沉降性能强，重量轻，施工简单，节约工期。因属柔性管道，埋地敷设施工技术要求高，价格昂贵。具体工程使用，需注意管材的环刚度标准。

高密度聚乙烯管为柔性管材，可以有一定变形仍不损坏，对基础的要求比钢筋混凝土管道低，可采用原状土地基，也可采用100mm厚的砂石垫层。对于处于地下水以下的软土地基，可采用 150mm 厚的碎石垫层，上面再铺50mm厚的中粗砂。

高密度聚乙烯管可采用热熔连接、承插橡胶圈连接、承插粘结、管卡连接、法兰连接等多种连接方式。

4.4纤维缠绕增强玻璃钢夹砂管（RPMP）

以玻璃纤维及其制品为增强材料，以热固性树脂为基体材料，中间夹以石英砂，通过连续往复交叉不缠绕工艺制作而成的一种新型管材。利用不饱和聚酯树脂，环氧树脂等为基体材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料，采用定长缠绕工艺，离心绕铸工艺和连续缠绕工艺制成的，管道直径 Ф400-Ф2500，管道工作内压0.2MPa，粗糙系数n=0.009。管材比重小，机械强度高，施工安装方便，耐腐蚀，电绝缘性好，传热系数小，内壁光滑，水力阻力小，输送能力高，工程维修简易，使用寿命 50 年以上。较金属管材强度低，易损坏，施工技术要求高，应妥善储存，不能在阳光下曝晒。大管径的管道须达到要求的环刚度。 

玻璃钢夹砂管对基础的要求比钢筋混凝土管道低，可采用原状土地基，也可采用 100mm 厚的砂石垫层，如遇基岩地质，不能直接敷设，需采用 150mm 厚的砂石垫层。

玻璃钢夹砂管可以采用“O”型双密封橡胶圈承插连接，因接口起主要作用的是橡胶圈，所以对橡胶圈的要求很高，管道承插接口的弹性密封橡胶圈应由管材生产厂家配套供应，采用氯丁橡胶或其他具有耐酸、碱、污水腐蚀性能的合成橡胶制成，外观需光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷。也可以采用法兰连接和对接形式。 

5、技术经济比较

在目前国内市政排水上比较常用的管材有：玻璃钢夹砂管（RPMP）、高密度聚乙烯管（HDPE）和混凝土管3种。现将对其进行管材的技术经济比较。

5.1重量

采用纤维缠绕生产的玻璃钢夹砂管道，其比重在 1.65-2.0，但其拉伸强度近似合金钢，其比强度是合金钢的 2-3 倍，可设计成满足各类承受内外压力要求的管道。对于相同管径的单重，RPMP管只有混凝土管的1/2左右，HDPE管的重量则介于RPMP管与混凝土管之间。 

5.2耐腐蚀性能 

RPMP管与HDPE管的耐腐蚀性能均很优良，尤其在市政及工业排污中，无需再另外防腐。而混凝土管在输送污水时耐腐蚀性较差，内壁需涂专门防腐剂；另外混凝土管穿越土壤腐蚀性较强的地方，管道外壁也需特殊防腐处理。 

5.3内壁、粗糙度

RPMP管与HDPE管管道粗糙度小，内壁光滑。不但新生态是光滑的，而且使用相当年后，内壁仍光滑如初，无海藻等水生衍生物附着。而混凝土管粗糙度大，内壁易结垢，使用过程中口径缩小、流阻变大、运行费用高；且管壁易附着水生衍生物，影响使用。

5.4绝缘性

RPMP管与 HDPE 管的热性能优良，是一种相当突出的热的绝缘体；也是优良的电绝缘材料；它们的耐低温性能也很好好。而混凝土管的表现则一般。

5.5输送同等流量，管径对比(内径mm)

5.6运输、装卸、安装费用比较

RPMP管单位管长重量远轻于混凝土管和 HDPE 管，尤其是大管径管道，可有效节省运输油耗和装卸费用。混凝土管则较重，运输及安装也较麻烦。 

5.7维护费用比较

RPMP管与HDPE管耐腐蚀性好，使用寿命长，内壁光滑不结垢，使用期间一般不需维修，即使维修也十分简单。混凝土管却因腐蚀、结垢、水生物附着等需定期维修，既增加了费用，又消耗人力，影响管网工作。

5.8运行能耗比较

RPMP管与HDPE管内表面光滑，摩阻小，对比起混凝土管相同口径的管网，可节省泵送费用30-40%。

6、结束语 

从以上分析可以得出，纤维缠绕玻璃钢夹砂管（RPMP）和高密度聚乙烯管（HDPE）在技术性能上具有很大优势，而混凝土管在防腐性能、密闭性和配件上不占优势；经济上，d≤600mm管高强度的HDPE管（S8 型）与RPMP管价格相当，如果在慢车道下可采用 S4 级管则价格更优，与混凝土管相当（考虑相同过流量时砼管比 HDPE 管大一号）；d=700～1000mm 则钢筋混凝土管价格较低，RPMP管的价格介于 S4 和 S8 级 HDPE管之间；d≥1000mm则HDPE管（S8 级）远贵于RPMP管，而RPMP管则略贵于钢筋混凝土管。 

污水工程的管道用量大、投资大，因此在选择管材时，既要考虑节省投资，又要考虑管材性能、供货和施工方便、工程进度快等因素。从而使得污水管道工程的设计经济合理。