新型排水管材應(yīng)用研究
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
摘要：用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品種包括：聚氯乙烯管（PVC－U）、聚氯乙烯雙壁波紋管、玻璃鋼夾砂管（RPMP）、塑料螺旋纏繞管（HDPE）、聚氯乙烯徑向加筋管等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對新型排水管材的研究以HDPE管為主。
關(guān)鍵詞：HDPE 新型管材 纏繞管 結(jié)構(gòu)
一、概況
根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于發(fā)布化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品的公告》精神，應(yīng)用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品種包括：聚氯乙烯管（PVC－U）、聚氯乙烯芯層發(fā)泡管（PVC－U）、聚氯乙烯雙壁波紋管（PVC－U）、玻璃鋼夾砂管（RPMP）、塑料螺旋纏繞管（HDPE 、PVC－U）、聚氯乙烯徑向加筋管（PVC－U）等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對新型排水管材的研究以HDPE管為主。
研究的主要內(nèi)容包括：新型排水管材的內(nèi)容及分類；物理力學(xué)指標(biāo)；工程應(yīng)用研究；施工安裝、使用與維護(hù)管理等。期間進(jìn)行了資料收集、工藝應(yīng)用計算及研究、學(xué)習(xí)參觀考察、產(chǎn)品理化性能測試、施工安裝、使用與維護(hù)管理等研究工作，而且經(jīng)過努力，順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭，贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
二、項目的目的、意義及內(nèi)容
1.項目的目的、意義
目前，國內(nèi)排水管材多數(shù)采用鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管作為排水管使用存在著許多弊端：
（1）理化性能不穩(wěn)定，使用壽命短；
（2）綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高；
（3）其生產(chǎn)不符合節(jié)能環(huán)保政策。
因此，淘汰混凝土管，推廣使用塑料管材作為其更新?lián)Q代產(chǎn)品更加具有重要的意義。高密度聚乙烯中空壁纏繞管（簡稱HDPE）作為塑料管材中的佼佼者由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的設(shè)備投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。
目前隨著全國各地城市基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的不斷加，新型管道生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)，必然會在全國掀起“管道革命”的熱潮。建設(shè)部即將出臺政策法規(guī)，在全國范圍內(nèi)禁止使用水泥管作為排水、排污管道。因此市場對復(fù)合管材的需求將急劇增。
q市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直居于省的龍頭地位。城市基礎(chǔ)建設(shè)投資的力度呈加速態(tài)勢。這為q市的城市建設(shè)水平以及新型建材的開發(fā)、推廣、使用水平提出了更高的要求。因此，開發(fā)新型排水管材并盡快地進(jìn)行推廣使用，提高技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，滿足可持續(xù)發(fā)展方針的需要，早日為q乃至全國的城市建設(shè)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，具有非常重要的意義。
2.研究內(nèi)容
（1）新型排水管材的內(nèi)容及分類
（2）物理力學(xué)指標(biāo)
（3）工程應(yīng)用研究
（4）施工安裝、使用與維護(hù)管理
三、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
上海市早在1998年以滬建材98第0511號文規(guī)定：淘汰水泥管（混凝土管），推廣使用塑料管。北京市為迎接2008年奧運(yùn)會，正準(zhǔn)備淘汰水泥排水管，并計劃在“十五”期間總投資2800億元用于市政建設(shè)，其中800億用于市政排水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理。西方發(fā)達(dá)國家早在上個世紀(jì)八十年代已開發(fā)出了替代產(chǎn)品－塑料管材，并極力推廣使用。HDPE由于其特殊的中空壁結(jié)構(gòu)，使得管材比重減輕，環(huán)剛度增強(qiáng)，而且設(shè)備投資也較小，因此在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。特別是在德國、韓國和日本，口徑排水管中，HDPE纏繞管的使用率分別為60％，75％和90％。韓國政府今年又撥款一兆四千億韓元，用于HDPE中空壁纏繞管替換水泥管的工程。因此，本課題以HDPE中空壁纏繞管作為研究重點。
四、主要內(nèi)容
（1）排水管材的分類
市政工程用排水管按其管材特性可分為剛性管和柔性管（塑料管）兩類。
剛性管包括鑄鐵管、混凝土管、陶制管等，均為傳統(tǒng)材料制作的管道，優(yōu)點是剛性好，環(huán)剛度較高，但防腐性能差，用作排污管道需做特殊防腐處理，使用壽命一般為10～20年不等。最的缺點是易破碎（鑄鐵管除外），滲漏嚴(yán)重，易造成二次污染。
塑料排水管按其管壁結(jié)構(gòu)可分為實壁塑料管和結(jié)構(gòu)塑料管兩類。實壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃鋼夾砂管和PE管，結(jié)構(gòu)壁管分為單/雙壁波紋管、加筋管和纏繞管三類。
（2）物理力學(xué)指標(biāo)
管材特性：
（1）結(jié)構(gòu)獨特，強(qiáng)度高，抗壓耐沖擊
（2）內(nèi)壁平滑，摩阻低，過流量
（3）耐腐蝕，無毒無污染，環(huán)保性突出
（4）連接方便，接頭密封好，無滲漏
（5）重量輕，施工快捷，降低費用
（6）埋地使用壽命達(dá)五十年以上
（3）工程應(yīng)用研究
用途：
HDPE中空壁纏繞管的主要用途可包括：
（1）水利工程、自來水工程輸水
（2）市政工程雨水、污水排放
（3）工業(yè)廢水排放、小區(qū)排水
（4）鹽業(yè)輸鹵、漁業(yè)輸水
（5）礦井、建筑物內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)
（6）電線、電纜護(hù)套
我們研究的重點主要是用于市政工程的雨污水排水管。
工程推廣與應(yīng)用
研究伊始，我們便致力于開展HDPE中空壁纏繞管的工程推廣與應(yīng)用的工作，作了量的調(diào)查研究和推廣論證工作。一年多來，經(jīng)過主管部門、業(yè)主、設(shè)計院和生產(chǎn)廠家的共同努力，我們順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，在h灣改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管；在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC－U管，都取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭，贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
（4）施工安裝、使用與維護(hù)管理
由于HDPE管材本身的特性，以及推廣初始階段不為多數(shù)人所了解，HDPE排水管在施工安裝、使用與維護(hù)管理的許多方面都與傳統(tǒng)管材有較出入，帶來了許多新的問題，同時也給人們對HDPE管材的接受和使用帶來了心理疑慮和障礙，主要包括：
1.管道之間的連接，即接口形式；
2.管道與檢查井的連接；
3.溝槽開挖與基礎(chǔ)處理；
4.回填與管道抗浮；
5.管材環(huán)剛度的確定與選用；
6.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程的不盡完善，等等。
根據(jù)我們對HDPE管的研究以及在推廣使用過程中的總結(jié)，針對以上各方面內(nèi)容，特提出以下幾點：
1. 管道之間的接口形式建議使用密封膠圈柔性接口，不推薦使用熱縮套連接。
2.由于材料的收縮率不同，HDPE管道與磚混檢查井的連接處易導(dǎo)致滲漏，建議采用防水翼環(huán)，防水翼環(huán)可與不同管徑的HDPE短管連接好后，直接用水泥砂漿澆注成砌塊，在砌檢查井時可根據(jù)流水底高，直接砌入，省時省力。從遠(yuǎn)期考慮，應(yīng)注重塑料預(yù)制檢查井的應(yīng)用研究與推廣。
3.在地下水位較高、流沙等不良地基處施工，應(yīng)開挖一段、施工一段并迅速回填，注意防止管道的上浮、偏移與下窩，一旦發(fā)生，必須返工。
4.目前管道的規(guī)格一般僅有4KN/M2、8KN/M2兩種，規(guī)格系列不夠豐富，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分，以節(jié)省成本，提高管材的價格競爭力。
5. 應(yīng)盡快出臺相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程，以利推廣。
五、原材料及環(huán)境保護(hù)
高密度聚乙烯中空壁纏繞管的主要原料是PE（聚乙烯），原料可以全部國產(chǎn)化。
本項目在生產(chǎn)中無廢水、廢氣、煙塵排放，無振動，車間內(nèi)噪音在80dB以下，廠房外噪音60dB以下，不對環(huán)境造成污染。
六、市場預(yù)測
城市排水設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，城市排水設(shè)計水平的高低是一個城市現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志。
與發(fā)達(dá)國家甚至國內(nèi)先進(jìn)城市相比，q市的城市排水設(shè)施水平較為落后，主要體現(xiàn)在管材的使用上。雖然q市的排水體制是雨污分流制，但在管材的使用尤其是新型管材的使用上，卻非常保守。近年來雖然q市排水基礎(chǔ)建設(shè)項目較多，但所應(yīng)用的管材卻仍多為陶瓷管、混凝土管，鮮見新型管材的工程應(yīng)用。這與q市飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)狀況是極不相稱的。因此，應(yīng)借鑒國內(nèi)外先進(jìn)城市的做法，逐步淘汰水泥管（混凝土管），力推廣使用新型管材。
根據(jù)《國家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》：塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC和PE塑料管為主，并力發(fā)展其它新型塑料管。2005年，在全國新建、改建、擴(kuò)建工程中，建筑排水管道70%采用塑料管，建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%采用塑料管，電線護(hù)套管80%采用塑料管，建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道（DN400mm以下）50%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道70%采用塑料管，城市排水管道30%采用塑料管，城市燃?xì)夤艿溃ㄖ械蛪汗埽?0%采用塑料管。
根據(jù)《q市市政建設(shè)“十五”計劃及2010年發(fā)展規(guī)劃》：“十五”期間，q市新、翻建市區(qū)雨、污水管道的投資為3.1億元；2006～2010年，將新建、翻建雨、污水管網(wǎng)約100km，投資為6.07億元。另外隨著全國城市排水建設(shè)、污水處理及中水回用等投資力度的不斷加，q市本地以及全國市場對新型排水管材的需求將急劇增，市場前景極為廣闊。
七、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
中空壁纏繞排水管與與水泥排水管相比較：
關(guān)鍵詞：HDPE 新型管材 纏繞管 結(jié)構(gòu)
一、概況
根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于發(fā)布化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品的公告》精神，應(yīng)用于排水的新型管材主要是塑料管材，其主要品種包括：聚氯乙烯管（PVC－U）、聚氯乙烯芯層發(fā)泡管（PVC－U）、聚氯乙烯雙壁波紋管（PVC－U）、玻璃鋼夾砂管（RPMP）、塑料螺旋纏繞管（HDPE 、PVC－U）、聚氯乙烯徑向加筋管（PVC－U）等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對新型排水管材的研究以HDPE管為主。
研究的主要內(nèi)容包括：新型排水管材的內(nèi)容及分類；物理力學(xué)指標(biāo)；工程應(yīng)用研究；施工安裝、使用與維護(hù)管理等。期間進(jìn)行了資料收集、工藝應(yīng)用計算及研究、學(xué)習(xí)參觀考察、產(chǎn)品理化性能測試、施工安裝、使用與維護(hù)管理等研究工作，而且經(jīng)過努力，順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭，贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
二、項目的目的、意義及內(nèi)容
1.項目的目的、意義
目前，國內(nèi)排水管材多數(shù)采用鋼筋混凝土管，鋼筋混凝土管作為排水管使用存在著許多弊端：
（1）理化性能不穩(wěn)定，使用壽命短；
（2）綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高；
（3）其生產(chǎn)不符合節(jié)能環(huán)保政策。
因此，淘汰混凝土管，推廣使用塑料管材作為其更新?lián)Q代產(chǎn)品更加具有重要的意義。高密度聚乙烯中空壁纏繞管（簡稱HDPE）作為塑料管材中的佼佼者由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，較小的設(shè)備投資，在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。
目前隨著全國各地城市基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的不斷加，新型管道生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)，必然會在全國掀起“管道革命”的熱潮。建設(shè)部即將出臺政策法規(guī)，在全國范圍內(nèi)禁止使用水泥管作為排水、排污管道。因此市場對復(fù)合管材的需求將急劇增。
q市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直居于省的龍頭地位。城市基礎(chǔ)建設(shè)投資的力度呈加速態(tài)勢。這為q市的城市建設(shè)水平以及新型建材的開發(fā)、推廣、使用水平提出了更高的要求。因此，開發(fā)新型排水管材并盡快地進(jìn)行推廣使用，提高技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，滿足可持續(xù)發(fā)展方針的需要，早日為q乃至全國的城市建設(shè)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，具有非常重要的意義。
2.研究內(nèi)容
（1）新型排水管材的內(nèi)容及分類
（2）物理力學(xué)指標(biāo)
（3）工程應(yīng)用研究
（4）施工安裝、使用與維護(hù)管理
三、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
上海市早在1998年以滬建材98第0511號文規(guī)定：淘汰水泥管（混凝土管），推廣使用塑料管。北京市為迎接2008年奧運(yùn)會，正準(zhǔn)備淘汰水泥排水管，并計劃在“十五”期間總投資2800億元用于市政建設(shè)，其中800億用于市政排水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理。西方發(fā)達(dá)國家早在上個世紀(jì)八十年代已開發(fā)出了替代產(chǎn)品－塑料管材，并極力推廣使用。HDPE由于其特殊的中空壁結(jié)構(gòu)，使得管材比重減輕，環(huán)剛度增強(qiáng)，而且設(shè)備投資也較小，因此在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。特別是在德國、韓國和日本，口徑排水管中，HDPE纏繞管的使用率分別為60％，75％和90％。韓國政府今年又撥款一兆四千億韓元，用于HDPE中空壁纏繞管替換水泥管的工程。因此，本課題以HDPE中空壁纏繞管作為研究重點。
四、主要內(nèi)容
（1）排水管材的分類
市政工程用排水管按其管材特性可分為剛性管和柔性管（塑料管）兩類。
剛性管包括鑄鐵管、混凝土管、陶制管等，均為傳統(tǒng)材料制作的管道，優(yōu)點是剛性好，環(huán)剛度較高，但防腐性能差，用作排污管道需做特殊防腐處理，使用壽命一般為10～20年不等。最的缺點是易破碎（鑄鐵管除外），滲漏嚴(yán)重，易造成二次污染。
塑料排水管按其管壁結(jié)構(gòu)可分為實壁塑料管和結(jié)構(gòu)塑料管兩類。實壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃鋼夾砂管和PE管，結(jié)構(gòu)壁管分為單/雙壁波紋管、加筋管和纏繞管三類。
（2）物理力學(xué)指標(biāo)
管材特性：
（1）結(jié)構(gòu)獨特，強(qiáng)度高，抗壓耐沖擊
（2）內(nèi)壁平滑，摩阻低，過流量
（3）耐腐蝕，無毒無污染，環(huán)保性突出
（4）連接方便，接頭密封好，無滲漏
（5）重量輕，施工快捷，降低費用
（6）埋地使用壽命達(dá)五十年以上
（3）工程應(yīng)用研究
用途：
HDPE中空壁纏繞管的主要用途可包括：
（1）水利工程、自來水工程輸水
（2）市政工程雨水、污水排放
（3）工業(yè)廢水排放、小區(qū)排水
（4）鹽業(yè)輸鹵、漁業(yè)輸水
（5）礦井、建筑物內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)
（6）電線、電纜護(hù)套
我們研究的重點主要是用于市政工程的雨污水排水管。
工程推廣與應(yīng)用
研究伊始，我們便致力于開展HDPE中空壁纏繞管的工程推廣與應(yīng)用的工作，作了量的調(diào)查研究和推廣論證工作。一年多來，經(jīng)過主管部門、業(yè)主、設(shè)計院和生產(chǎn)廠家的共同努力，我們順利地將HDPE管、PVC－U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用，在h灣改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管；在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC－U管，都取得了較好的效果，為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭，贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
（4）施工安裝、使用與維護(hù)管理
由于HDPE管材本身的特性，以及推廣初始階段不為多數(shù)人所了解，HDPE排水管在施工安裝、使用與維護(hù)管理的許多方面都與傳統(tǒng)管材有較出入，帶來了許多新的問題，同時也給人們對HDPE管材的接受和使用帶來了心理疑慮和障礙，主要包括：
1.管道之間的連接，即接口形式；
2.管道與檢查井的連接；
3.溝槽開挖與基礎(chǔ)處理；
4.回填與管道抗浮；
5.管材環(huán)剛度的確定與選用；
6.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程的不盡完善，等等。
根據(jù)我們對HDPE管的研究以及在推廣使用過程中的總結(jié)，針對以上各方面內(nèi)容，特提出以下幾點：
1. 管道之間的接口形式建議使用密封膠圈柔性接口，不推薦使用熱縮套連接。
2.由于材料的收縮率不同，HDPE管道與磚混檢查井的連接處易導(dǎo)致滲漏，建議采用防水翼環(huán)，防水翼環(huán)可與不同管徑的HDPE短管連接好后，直接用水泥砂漿澆注成砌塊，在砌檢查井時可根據(jù)流水底高，直接砌入，省時省力。從遠(yuǎn)期考慮，應(yīng)注重塑料預(yù)制檢查井的應(yīng)用研究與推廣。
3.在地下水位較高、流沙等不良地基處施工，應(yīng)開挖一段、施工一段并迅速回填，注意防止管道的上浮、偏移與下窩，一旦發(fā)生，必須返工。
4.目前管道的規(guī)格一般僅有4KN/M2、8KN/M2兩種，規(guī)格系列不夠豐富，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分，以節(jié)省成本，提高管材的價格競爭力。
5. 應(yīng)盡快出臺相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程，以利推廣。
五、原材料及環(huán)境保護(hù)
高密度聚乙烯中空壁纏繞管的主要原料是PE（聚乙烯），原料可以全部國產(chǎn)化。
本項目在生產(chǎn)中無廢水、廢氣、煙塵排放，無振動，車間內(nèi)噪音在80dB以下，廠房外噪音60dB以下，不對環(huán)境造成污染。
六、市場預(yù)測
城市排水設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，城市排水設(shè)計水平的高低是一個城市現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志。
與發(fā)達(dá)國家甚至國內(nèi)先進(jìn)城市相比，q市的城市排水設(shè)施水平較為落后，主要體現(xiàn)在管材的使用上。雖然q市的排水體制是雨污分流制，但在管材的使用尤其是新型管材的使用上，卻非常保守。近年來雖然q市排水基礎(chǔ)建設(shè)項目較多，但所應(yīng)用的管材卻仍多為陶瓷管、混凝土管，鮮見新型管材的工程應(yīng)用。這與q市飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)狀況是極不相稱的。因此，應(yīng)借鑒國內(nèi)外先進(jìn)城市的做法，逐步淘汰水泥管（混凝土管），力推廣使用新型管材。
根據(jù)《國家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》：塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC和PE塑料管為主，并力發(fā)展其它新型塑料管。2005年，在全國新建、改建、擴(kuò)建工程中，建筑排水管道70%采用塑料管，建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%采用塑料管，電線護(hù)套管80%采用塑料管，建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道（DN400mm以下）50%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道70%采用塑料管，城市排水管道30%采用塑料管，城市燃?xì)夤艿溃ㄖ械蛪汗埽?0%采用塑料管。
根據(jù)《q市市政建設(shè)“十五”計劃及2010年發(fā)展規(guī)劃》：“十五”期間，q市新、翻建市區(qū)雨、污水管道的投資為3.1億元；2006～2010年，將新建、翻建雨、污水管網(wǎng)約100km，投資為6.07億元。另外隨著全國城市排水建設(shè)、污水處理及中水回用等投資力度的不斷加，q市本地以及全國市場對新型排水管材的需求將急劇增，市場前景極為廣闊。
七、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
中空壁纏繞排水管與與水泥排水管相比較：
