市政给水管道管材比较分析

摘要：市政工程给排水管道的建设,关系到一个城市的发展和居民生活的稳定,合理选择给水管道，对提高供水安全性具有非常重要的意义。针对目前管材种类繁多等现状，从管材类型入手，对给水管材在力学性能、防腐蚀能力等方面进行比选。

关键词：市政；给水；管材

中图分类号：S276 文献标识码： A

1 给水管材的类型

1.1 钢管

管材易腐蚀，内衬容易脱壳造成水质不稳定，造价高。但它具有较好的机械强度，承压能力高，可加工行性高，该管材适用在跨桥、跨河的地段以及用于制作特殊的弯头及配件。

1.2 预（自）应力钢筋砼管

由于砼管价格较低，就地取材方便，曾被广泛应用过。但重量大、接口尺寸不精确及胶圈老化后容易渗漏造成漏失率大。管材较脆容易因管基沉降不均及受冲击而破裂、造成维修率高。

1.3 预应力钢筒混凝土管（PCCP）

与普通的预应力混凝土管不同，预应力钢筒混凝土管的连接采用橡胶圈止水的钢制承插柔性接头，提高了管道抗震性和抗变形能力，施工也很方便。由于钢筒的作用，提高了抗渗能力及承受内压能力。

1.4 球墨铸铁管

管材具有较高的刚度、强度和延伸率。抗腐蚀能力比钢管高3- 4 倍。但口径大于1400mm 及小于200mm 的球墨铸铁管，铸造难度大，相对价格高、配件产品也跟不上，接口漏失率大，管内壁粗糙。

1.5 玻璃钢管

管材环保、管壁光滑、不易结垢、水利条件好、安装轻便、耐腐蚀、抗老化寿命长。但接口易渗漏。刚度小对管槽要求较高，需作砂垫层处理。目前生产口径可达2000mm。该管材的优势适用在大口径的输水工程，而在配水管网中使用较少。

1.6 PE 管（聚乙烯管）

管材防腐性好、耐滑雪稳定性和抗高频绝缘性良好、漏失率最小、环保、管壁光滑、韧性好、质轻、安装费用低、耐疲劳强度高、耐低温、抗冲击能力强，但线膨胀系数大、对连接技术要求较高，

2 给水管材比选

2. 1 力学性能

钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管，抗拉能力强，相对比较安全，可适应工作压力较高的情况。其中，钢管综合力学性能最优，且各向同性。对于地形复杂的地区，同一输水管道在不同管段受力情况差异较大，采用钢管则无需对不同管段进行特殊加工制造，效果最优。球墨铸铁管采用橡胶柔性连接，抗震性能好，对于地震地区，宜优先采用。预应力钢筒混凝土管，刚度大，可承受外部大荷载，且刚度大，在变形控制要求较严的地段宜优先采用。预应力钢筋混凝土管目前在我国应用较广，但对口径较大、工压高、管线折点较大的工程使用较少，应用时要慎重。玻璃钢管较脆，易破裂，除工作压力外，更应注重管材的刚度及做好管道基础，减少管道不均匀沉降。PE 管延展性好，但对外界荷载承受能力低。上述各种管材力学性能综合评定高低依次是:钢管＞ 球墨铸铁管＞ 预应力钢筒混凝土管＞ 预应力钢筋混凝土管＞ 玻璃钢管＞ PE 管

2. 2 质量控制

总体来说，钢管、球墨铸铁管，因生产制造工艺比较成熟，且相对比较简单，相关规范标准齐全，原材料质量容易控制，各厂家管材质量差异不大。施工安装过程中，钢管和球墨铸铁管要求较低，容易满足。PE 管采用挤压成型工艺，生产过程相对容易控制。质量稳定、性能优异的PE 管，应采用强度不低于8 MPa 的混配料，但厂家为了节约生产成本，常常会采用塑料+ 碳黑的混合料，俗称白+ 黑，使PE 管性能受到一定影响。选用PE 管时，应对其采用的原材料进行明确限制，并现场监督。玻璃钢管最大的特点就是可根据外界条件的要求，选用不同树脂，调整加工工艺及参数，此是玻璃钢管的优势，同时也给生产厂家可乘之机。PCCP 管同PCP 管类似，加工工序多、工艺复杂，技术含量高，制作困难，生产工艺严格，生产设备的自动化，智能化水平要求高，在生产过程中的每道工序都有严格的检测要求和自动记录等，作为每根管的质量技术档案，提高了管线运行的安全性。上述各种管材质量控制由易到难依次是:球墨铸铁管＞ 钢管＞ PE 管＞ 预应力钢筋混凝土管＞ 预应力钢筒混凝土管＞ 玻璃钢管。

2. 3 防腐

管材选择，需考虑防腐问题。金属管材易生锈，易腐蚀，易渗漏，易结垢，可以说是其四大致命弱点。选择钢管，需要特别注意其内外壁防腐设计，因为这不仅关系着输水工程的寿命，也关系着管网水质的安全性。球墨铸铁管，耐腐蚀能力比钢管好，防腐处理相对容易，质量有保障，但仍需进行防腐处理。预应力钢筒混凝土管，钢筒内外均被混凝土或水泥砂浆包裹，一般情况下不需要防腐，但不适于对混凝土有腐蚀的地区。PE 管和玻璃钢管，具有优良的耐腐蚀性能，一般不需要进行防腐设计。玻璃钢管是非导体，管道的电绝缘性特优，绝缘电阻在1012 ～ 1015 Ω·cm，不存在电化学腐蚀问题，最适用于输电、电信线路密集区和多雷区。上述各种管材防腐性能高低依次是:玻璃钢管＞ PE 管＞ 预应力钢筒混凝土管= 预应力钢筋混凝土管＞ 球墨铸铁管＞ 钢管。

2. 4 造价

预应力钢筋混凝土管是最经济的管材，但由于其管材质量不稳定，安全可靠性差，建议仅在小城镇资金缺乏，且管道敷设环境条件良好地情况下可以考虑使用，并加强维护管理。PE 管在管径DN300 以内，与金属管相比具有经济优势，随着管径增大，经济性下降。在供水压力不大于0. 8 MPa，DN300 以内的情况，可优先考虑PE 管。大口径PE 管管件由于生产投资大，生产企业很少，容易造成管件与管材不配套，给工程施工带来不便，不建议使用。球墨铸铁管口径越小，铸造难度越大，相对价格越高。

参考文献

[1] 魏新宇，马念尊，李杏敏．预应力钢筒混凝土管(PCCP)在给水管道工程中的应用．管道技术与设备，2001(2)：30-32．

[2]程金煦．大中型输水管道管材选择探讨．给水排水，2001，27(5)：81-85．