新型给排水管道技术经济比较研究

新型给排水管道技术经济比较研究

李宏峰

泸西县自来水厂云南红河652499

摘要：随着社会市场经济的不断发展，人们的生活水平也有所提高，对给排水的工程设计的要求也越来越高。所以，必须严格控制给排水设计中的工程设计、规划、施工、监督、物业管理以及维护保养等各个环节。严格按照国家和地方的法律法规区执行工作，对于工程中极易被忽视的问题给予重视，加强新型给排水管道技术的研究，使给排水工程的节能作用得以发挥。本文阐述了我国给排水管道的发展及现状，然后分析了给排水管道管材的选择及优化，最后进行了新型给排水管道技术的经济比较，望与业内人士进行交流。

关键词：新型给排水；管道技术；经济比较

前言

根据我国工业化和城市化发展的需要，每年都要改造和新建大量的污水处理厂和水厂，同时还要对管道进行铺设。管道投资在给排水工程中约占整个工程造价的60%，因此，应当对管道及管道技术的应用、发展给予高度关注。在给水方面，每当增加10000m3/d的供水能力，就要新建13～15km给水管道；在排水方面，每当增加10000m3/d的处理能力，就要新建9～11km排水管道。随着科学技术的发展，钢筋砼管、钢管、铸铁管等传统管材已被新型管材取代，传统管道设计的布管、系统形成、管道走向和连接方式等都与新型管道不相适应。加上管道的种类繁多，因此，必须重视对新型给排水管道的研究，尤其是新型给排水管道的技术经济比较研究。

一、我国给排水管道的发展及现状

我国在20世纪50年代及以前的管道管材均采用灰口铸铁管、钢管、钢筋砼管和陶土管；在20世纪60年代开始研发了预应力钢筋砼管和自应力钢筋砼管，并在埋地给水管道工程中被广泛应用；在20世纪80年代后期，我国引进了离心铸造球墨铸铁管技术，开发并替代了传统立式连续铸造给水的灰口铸铁管。20世纪80年代，在排水方面，我国已慢慢废除了传统采用石棉水泥打口的传统手工制造的刚性接头管材。与此同时，部分铸管厂还自行研发制作了一种未经退火，且大部分指标均与离心铸造球墨铸铁管相同的铸态球墨铸铁管，曾应用于给水和燃气管道工程中，但未得到广泛应用。从保护环境和节约能源的角度来说，我国提倡应研发各种化学建材，从而促进了化学管材的开发和利用。化学管材主要有热固性塑料和热塑性塑料两种，20世纪60年代后期就已开始在农村给水和工业管道上运用热塑性塑料管材，到了80年代中，开始推广使用化学管材，首先于建筑排水管道中将传统手工制作的排水铸铁管采用硬聚氯乙烯代替，建设部曾发布的关于化学管材的发展规划以推进化学管材产业化的文件中提出：应推广应用聚乙烯、硬聚氯乙烯、塑料金属复合管、玻璃钢夹砂管和无规聚丙烯管道等，积极开发新型复合改性塑料供水管[1]。直至2005年，在全国各类管道市场中，塑料管道占50%以上，目前，我国在引进各类塑料管材的基础上，仍然在研制开发更多种类的新型管材。

二、给排水管道管材的选择及其优化分析

在市政的给排水工程中，通常情况下都是根据工程的规模、管道距离的长短、压力、工程的重要性与进度，还有工程所处的地形、地质、地貌等，当地管材的生产情况、应用习惯和工程的资金等对管材进行选择，然后再从经济、安全和技术等方面的论证进行综合比较后确定管材。施工、建设以及使用单位会对给排水管材的价格、管件配套、施工成本、检修费用、运输消耗等事项进行重点考察。不同单位的考察重点均有所不同，例如管理单位会对维护工作量和抢修所用的时间、费用、条件等给予重视；建设单位会较为重视前期投资；使用单位则重视水压、水质和水量等[2]。我国在引进了新型管材以及新型生产工艺后，较为重视对给排水管道的优化选择，具体表现在以下几个方面：

（1）为尽量减少水流阻力，给水排水管道的内壁应为整齐光滑状态；（2）给水排水管道的强度必须符合标准，这样才能承受内部水压和外部荷载所带来的压力；（3）排水管道，尤其是在某些具有腐蚀性的工业废水中，除了具备良好的抗腐蚀性能外，还应具有抵抗污水中杂质的磨损和冲刷的能力；（4）给水排水管道应尽可能地就地取材，还要充分考虑到快速施工和预制管件的可能，使运输、施工费用减少；（5）排水管道不能透水，避免由于地下水渗入或者污水渗出而对地下水产生污染或者对建筑物基础和其他管线造成腐蚀；（6）给水管道必须符合卫生环保的要求。

三、新型给排水管道技术经济比较

1.球墨铸铁管的综合性能

球墨铸铁管是一种柔性管材，是运用离心力而铸造成形的，其管壁密实性较高，石墨的形态是球状，基体主要是铁素体，强度高、伸长率大。与钢管比较，两者性能相似，都具有良好的柔韧性和较强的突发力适应性，但是球墨铸铁管的抗弯强度较大，在使用的过程中不易产生弯曲变形等情况。该管材可承受较大的负荷，抗高压、抗腐蚀和抗氧化等性能均为良好，其抗腐蚀性与灰口铸铁相比，高出了35%。在埋地工程中，该管道可与周围土共同进行工作，从而改善其受力状态，令管网使用的可靠性得到提高。球墨铸铁管的接口是柔性接口，具有曲折性和伸缩性，适合应用于基础不均匀沉陷的状态中，是湿陷性黄土地区中的理想管材，并且其应用已越来越广泛[3]。

2.预应力钢筒砼管的综合性能

预应力钢筒砼管是一种同时具备砼管和钢管的优点的新型优质管材，其主要特点是水力性能好、内壁光滑以及施工方便。与钢管相比，不仅成本低，使用寿命高一倍以上，而且耗钢量节省了70%[4]。在使用预应力钢筒砼管的过程中，不易发生预应力砼管和铸铁管管体和接口爆裂的现象。预应力钢筒砼管最适合应用于大口径压力管的制作中，能够使城市的供水系统、引水工程、大型排污管道工程、大型核电厂和火电厂的循环水管道要求获得满足，目前已颁布了预应力钢筒砼管的国家标准。

3.高密度聚乙烯中空壁缠绕管的综合性能

我国在参考了芬兰、德国和韩国的技术的基础上研制出了中空壁缠绕管，并取得了多项国家专利。规格管径为200～3000mm，环刚度可根据不同的使用条件来分为五个等级，最高可达到16kN/m2。该管道具有良好的水力性能、耐腐蚀性和耐磨损性，适用的温度范围较广，具有较强的过流能力，使用寿命较长。另外，其抗冲击性强，不仅接连简便，还不易渗漏，密封性好，重量较轻，柔性接口还具有良好的抗不均匀性沉降性，施工简单，有利于工期的缩短。高密度聚乙烯中空壁缠绕管的适用范围比双壁波纹管广，应用前景良好，两者的综合性能比较，见表3：

4.硬聚氯乙烯双壁波纹管的综合性能

硬聚氯乙烯属于柔性管材，会发生变形，但不会损坏，其基础要求低于钢筋砼管道，垫层材料为沙石。在排水管的埋地工程中，是靠管材及其周围的回填土层来承受外界的压力负荷，所以，回填与铺设的质量是非常重要的，回填土的密实度应与设计要求相符[5]。硬聚氯乙烯管小管径的价格较为实惠，但是大管径为达到标准强度，对管壁进行加厚处理，所以价格呈上升状态，其应用并不广泛。由于是柔性管道，所以对埋地铺设的施工技术要求较高，加上管道的配件不全，价格较为昂贵。硬聚氯乙烯双壁波纹管已广泛应用于市政的排水系统中，并获得了良好的经济效益、社会效益以及环境效益。

5.玻璃钢夹砂管的综合性能

与其他管材相比，玻璃钢夹砂管是一种新型的复合管材，具有耐久性、安全性、经济性以及综合效益良好等优点。尤其是在大中口径给排水管材和腐蚀性土壤中作为给水和排水管道的时候，其应用效果更为良好。玻璃钢夹砂管和大中口径给排水管道工程中常用的管材的综合性能比较，见表5：

结语

管道贯穿于整个给排水系统，是给排水系统中非常重要的组成部分。随着新型管道的推广和使用，我们应当了解并掌握新型管道的性能以及应用特点，不断地对排水管道的选材、施工技术、经济性比较等进行研究，提高管道技术应用的水平，才能保证工程的应用质量，使新型管道的最佳应用效果得以实现。

参考文献：

[1]汤启丰.新型给排水管道技术经济比较研究[J].中华民居，2013（18）：355-356.

[2]张劲松.防水套管在建筑给排水工程应用研究[J].建筑工程技术与设计，2015（14）：1642.

[3]朱志强.小型热水器的技术经济比较和选择[J].给水排水，2014（08）：85-89.

[4]裴倩.城市排水体制的选择和管理[J].建筑工程技术与设计，2014（16）：657.

[5]潘东.电动给水泵与汽动给水泵在电站应用中的比较分析[J].建材发展导向，2013（01）：327-329.