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HDPE双壁波纹管 在市政排水工程中的应用优势

来源:http://www.shandonghuihuang.cn/news11669.html   发布时间:2018/8/17 10:21:00

HDPE双壁波纹管 在市政排水工程中的应用优势

1996 年首次全 国城市市政公用设施普查,运行的城市排污管网总长度 119738.65 公里,其中有 70%以上的是上世纪八十年代以前铺设的。其主要材质是混凝土管、铸铁管、陶土管以及用砖石砌成的暗渠,目前大多己年久失修,管道腐烂、接头渗漏极为严重,管道破损、塌陷、堵塞时有发生。据统计,我 国 90%以上的城市水环境恶化,95 %以上 的城市地下水不符合水质标准 ,排污管道的渗漏是最大的污染源之~。2004 年建设部发表公告明确要求在市政工程公用 管网中给水和排水领域推广使用塑料管材,上海市有关部门率先于 1998年作出了 “推广市政埋地排水塑料管,淘汰水泥排水管”的规定,广州市 2003 年 6 月 1 日起在全市污水管
网工程中推广使用塑料管材。现在,HDPE 双壁波纹管等塑料管材被广泛用于市政排水工程中。
1 H D PE 双壁波纹管的优势
HDPE 双壁波纹管是 以 HDPE 为主要原料加入必要的添加剂,经挤出成型方式加工而成的具有波纹结构的管材,内壁光滑,外壁波纹,内外壁是中空且紧密熔接的环状结构。它的刚性大,耐压强度高于同等规格之普通光身塑料管;重量是同规格普通塑料管的一半,便于施工,波纹结构能加强管道对土壤负荷抵抗力,便于连续敷设在凹凸不平 的地面上;工程造价比普通塑料管降低1/3;接口密封性、耐腐性、绝缘性、内壁光滑、使用寿命均比普通塑料管优越 。
2 HD PE 双壁波纹管的优良特性
现市政排水工程现普遍使用的是钢筋混凝土管 (刚性管)和 HDPE 双壁波纹管 (柔性管)下面从这两大类管进行对比分析 。
2.1技术性能比较
2.1.1 强度和刚度
受外压负荷时,柔性管在受压破坏之前有较大的变形,而刚性管则不明显。钢筋混凝土管属于刚性管,通常被视为一个独立的承力结构,强度上须承受全部的内、外力;同样外压负荷下,HDPE 双壁波纹管柔性管管壁内的应力较小,它和周围的回填土共同承受负载,即管道与回填土之间由于力的相互传递,以及变形的互相协调,使二者结合成一个高度有机的整体结构,但必须保证同填土的密实度大于 85%。因此,埋地HDPE 双壁波纹管不需要和钢筋混凝土管一样的强度和刚度,在合理的刚度下,完全可以达到使用要求 。此外由于HDPE 双壁波纹管具有柔韧性,当发生地震等突发性的地质灾害时,也能将管道的破坏损失降为最小,提高了市政排水管道抗震、减灾的能力 。
2.1.2 水力特性比
在水力特性比方面,HDPE 双壁波纹管内壁光滑,输送液体时摩阻力小于混凝土管。HDPE 双壁波纹管的内壁曼 宁系数为 n=O+009  1.01,而钢筋混凝 土管 n=O.013"---0.014,在相同使用条件下,HDPE 双壁波纹管的水量比钢筋混凝土管提高 15%~ 30%。HDPE 双壁波纹管与钢筋混凝土管的流量对比见表 1。

 

2.1.3接 口的密封性
HDPE 双壁波纹管部分采用橡胶密封圈承插或热熔焊接方式连接,接头的强度高于管道本体的强度,可确保污水不外漏 ,并可适应地基不均匀沉降。而钢筋混凝土管的接口形式刚性连接,管道稍有位移 (如土壤不均匀沉降) ,连接处就可能被破坏,而形成渗漏。同时HDPE双壁波纹管每根管长可达 l0 米以上,接口少,发生渗漏的机率也少。
2.1.4使用寿命和耐腐蚀性
市政排水管道输送的是雨水和污水,雨水在流经路面时常常或成酸性或碱性,生产污水往往是具有强腐蚀性的工业排水,这样就要求排水管材必须有一定的耐腐蚀性。HDPE双壁波纹管是以惰性高密度聚乙烯制成,除少数强氧化剂外,可耐多种化学介质的侵蚀,土壤中存在 的化学物质不会对管道造成任何降解作用;聚乙烯 是电的绝缘体,因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象;此外,它也不会促进藻类细菌或真菌生长;同时,它还具有很好的耐磨性,在它与钢管的耐磨性对比试验表明,HEPE 管道的耐磨性为钢管的 4倍。而钢筋混凝土管属碱性材料,必然会受到污水中酸性物质的腐蚀,从而影响其使用寿命。再者 HDPE 双壁波纹管有良好的低温抗冲性,因此聚乙烯的低温脆化温度极低,方便冬季施工,可在 一60"0 ~+60℃范围内安全使用,国外的一些实践证明,埋地 HDPE 双壁波纹管的寿命,可长达 50 年。
2.1.5管道的铺设安装
(1)HDPE 双壁波纹管施工流程:开挖沟槽一砂垫层(根据地质情况而定)一接 口一下管一砖砌检查井一闭水一回填土。
(2)钢筋混凝土管施工流程 :开挖沟槽一碎石砂垫层一支基础模板一捣基础一养生一下管一稳管一接口一养生一砖砌检查井一闭水一回填土。从上面施工流程中可看出钢筋混凝土管比HDPE 双壁波纹管多几道工序,而且钢筋混凝土管还要等到其混凝土基础强度达到设计强度 的 70%后才能进行下道工序,这样必然延长了施工周期,从而延缓了施工进度。
2.2 经济分析

目前,HDPE 双壁波纹管材料价 格 比相应的钢 筋混凝土管高些,但在正确设计和合理施工的情况下,采用塑料埋地排水管 的工程综合造价常常低于钢筋混凝土管。它们的经济性能方面的对比分析见表 2:

 

3特殊情况下施工的应用优越性
(1)顶管施工:2004 年 4 月完工的广州市南洲路的污水管工程就是一个成功例子。工程要穿过一万亩果园的果林保护区,全长 4.8 公里。原方案采用直径 3 米的钢筋混凝土管顶管施工,要求在 2004 年 7 月完工。由于管径太大,需要进口相应的顶管设备,这将会使工期无法保证。如果改用盾构法施工。每米单价超过 2 万元,工程造价将会失去控制。经过专家的周密、严格、科学的论证后,方案改用玻璃钢塑料管同流量下管径可以小一级,只需 2.5 米,仍采用顶管施工现有设备也完全能够胜任。除工期大为提前外,每米单价控制在 1.5 万元以内,个别最高也不超过 1_7 万元,比使用钢筋混凝土管大大控制了成本,总体效益理想。
(2)软土地基施工:在管沟开挖过程中,一方面要保证沟壁 的稳定性 ,另一方面 更要保证管道基础的稳定性,这样才能防止地基不均匀沉降,导致管道变形。在软土地基中一次性开挖不宜过久,管沟暴露时间也不宜过长,否则必然会引起管沟失稳,具体表现为沟壁塌方、滑坡、移位、沟底上浮等。如果使用钢筋混凝土管,一般有两个方案,要么花大力气降水,要么打支撑或大面积开槽施工。否则不等管道基础做好,沟槽就坍塌了,非常危险。而 HDPE 双壁波纹管管材轻便、基础简单、连接方便、施工快捷的特点,便充分占有优势。开槽之后,槽底及槽壁比较湿软,此时简单处理一下槽底,赶快铺米石及砂混合料,再用砂快速找平,将管子下到沟槽 内,稳管回填 ,和地下水抢时间,在坍塌 问题没发生之前,就完成 了回填工作。HDPE 双壁波纹管的施工方案,较钢筋混凝土管来说,大大缩短了工程施工周期,降低了工程造价,同时工程质量并没有因为工期缩短而受到影响。
4 HD PE 双壁波纹管的应用前景
4.1排污管道市场需求量大
《国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》指出:2010 年所有城市的污水处理率应不低于60%(目前要达到50%),直辖市、省会城市、计划单列市以及重点风景旅游城市的污水处理率不低于 70%。《国家化学建材产业 “十五”计划和 2010 年发展规划纲要》指出:2010 年我国埋地排水管道中,塑料管的使用量要达到 30%,“十五”期间国家将投资 1200 亿元左右用于城市排水建设我国城市排水管网,平均每年新增管道长度约 1万公里,每年新增塑排水管道 3000公里 以上 。
4.2市政排水管道更新改造潜力大一方面,旧有市政排水管道多采用混凝土管、陶土管、铸铁管、砖砌方渠等,渗漏严重,需要更新改造;另一方面,过去城市排水管网设计的口径普遍较小,相对 日益增长的城市人口和城市不断扩大,径流系数增大,显然不能满足排水要求需要更新改造。由此可见 ,HDPE 双壁波纹管 以其质量轻 、施工快速、输水能力强、抗震性好、综合造价低、无渗漏、使用寿命长 ,将会得到各方优先开发和使用 ,市场前景十分看好。

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