关于城市路面管道建筑材料的选择探析

摘要：本文对不同材质的城市排水管道的使用性能做了介绍，并进行对比，希望能为城市道路排水设施的设计以及施工提供一些参考。

关键词：城市道路排水 管材选用 塑料管 混凝土管 金属管

Abstract: the use of performance of the city drainage pipelines with different materials of the paper, and carries on the contrast, hoping to provide some reference for city road drainage facilities design and construction.

Keywords: city road drainage pipe with plastic pipe concrete pipe metal tube

中图分类号：TU5 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

我国社会经济的蓬勃发展，使得城市化进程加快，相应的也出现了一些问题，尤其是水资源的贫乏。造成水资源贫乏的主要因素是水体污染，目前我国水体出现污染的主要原因是生活和工业废水未经处理就进行排放。因此在城市建设时要注意设计完善的排水系统来解决道路积水问题。系统工序为收集输送处理再利用排放。科学技术的发展，为城市道路排水管道提供了较大的选择空间，各类新型管材不断涌现。本文注重对不同管材进行比较，并做出了分析，希望对设计和施工有参考意义。

一 、城市道路排水设施常见管道材质

当前，城市道路排水设施中选择的管道材质较常见的有：金属材质、混凝土材质、陶土材质、玻璃钢夹砂材质以及塑料材质。

（1）金属材质：有钢管和铸铁管以及球墨铸铁管等。选择金属材质管道的原因有管节较长、抗压性强、抗震性强以及施工便利等；但金属材质的管道难以有效抗蚀、生产成本高。金属材质管因其抗压性好，主要用于污水泵站和穿公路、 铁路等重要交通线路以及压强较大的排水管道等。

（2）混凝土材质：有素混凝土管道和一般钢筋混凝土管道以及自应力钢筋混凝土管道、预应力混凝土管道等。选择其的原因主要有工艺简洁、钢材使用量少、抗压性能高、成本小、工艺成熟。

（3）陶土材质：陶土材质的管道制作原料是可塑性扛火粘土，对其上釉后再进行烧制，多为承插管，承插时使用多个管道完成连接，选择其的原因是抗蚀性能好，常用于酸性废水排放中。不足之处是容易破损，多年前应用广泛，目前很少应用。

（4）玻璃钢夹砂材质：树脂是制造玻璃钢夹砂管道的主要原料，玻璃纤维增强其性能，以石英砂为主料的全新复合材质用于填充。选择其的原因是耐蚀能力强、可耐高温和高寒、材质较轻、运送便捷、管节较长、接头较少、抗高压、施工便利、应用环境广泛等。不足之处有成本较大、易出现接口漏水。

二、排水管道材质的发展方向

我国当前建设的城市排水系统中使用的管道材质多为混凝土，抗腐蚀能力较弱，工业化导致排放的污水中含有酸碱因子增加，大大减少混凝土材质管道的使用年限，维修更加频繁，重复投资变大，对交通也造成一定阻碍。而且加大了污水泄露危险，泄露的污水流入地下水，将会损伤使用地下水的居民健康，更加剧了我国水资源贫乏，所以混凝土管道必将被替换。科学技术的进步，出现多种材质的管道，目前新材质管道已满足大范围推广的要求。

应用面积最大的新材质管材是HDPE管。其由西方发达国家在20世纪80年代被研发出来。聚乙烯是制作HDPE管的重要原材料，并运用独特的技术以及结构将管道强度有效增加，当前生产此类管道的工艺以及使用技术已经趋向成熟。按照结构规格将其分为两类，一类为管径小造价低的双壁波纹管，一类是管径大造价高的缠绕增强管。

HDPE原料制作双壁波纹管时只需一次挤压，管道为双层结构，梯形的外部界面结构中空，内部界面平滑。连接管道时一般有两种方法，橡胶圈承插以及热熔带。双壁波纹管的径宽不超过DN1200，耗费HDPE原料较少。中空壁缠绕管使用HDPE压制矩形管坯，并通过缠绕以及焊接制成，其连接形式为热熔带。该管道管径宽大，比径宽一样的双壁波纹管原料耗费少，造价小。

选择HDPE管材的原因是化学性稳定，抗蚀性能好，由于波纹以及缠绕管壁可有效增加其抗压性能，加大了排水管抵抗土壤的荷载能力，即使管道遭受的压力过大出现形变，但常为柔性形变，难以碎裂，荷载性能较大；流经排水管的液体摩擦力小，流动速度影响小，所以相同径宽流过的液体量较大；HDPE管本自身重量小，与径宽相同的混凝土材质管道相比仅是其自重八分之一，运送以及施工更便捷，施工中对大型吊装装置依赖性小，既有效降低工程造价，又减轻了施工人员安装劳动力度，并节约施工时间；每节HDPE管最长为12m，单管较长，有效减少接头，管道施工基础标准较低，施工迅速，将工期压缩到尽可能短，减小对交通的妨碍，将因施工导致的周边环境以及人们生活、工作环境的破坏减小到最低。在工期较短而且建设条件较差的工程中优势较为突出。

密度较大的聚乙烯是制造HDPE管道的主要原料，无毒性，不污染土壤，防止地下水受到污染，而且密度较大的聚乙烯可以进行回收，符合环保节能的标准；由于HDPE材质管道高度稳定的化学性能，埋于地下后使用年限将大于50年。选择HDPE材质的排水管道要充分考虑柔性管道以及刚性管道各异的受压机理，柔性管道承载较大的压力会发生形变但不破裂。HDPE材质排水管被损伤的主要原因是四周回填的物质和刚性管道回填的物质相同，HDPE排水管在回填中易受到损伤，所以HDPE排水管回填时应严格把质量关。

70年代研发成功的玻璃钢夹砂材质管道，是一种复合管材。其制作原理是将树脂沙浆注入纯玻璃钢管内部，经结合成全新结构体。环氧树脂以及玻璃纤维是该类管道的重要原材料，并结合细沙，使用联系纤维以及加砂技术完成，管壁内部注入的树脂砂浆用来加厚管道壁。玻璃钢夹砂材质的管道重量轻，管径相同的混凝土管是其二倍的重量。管道铺设的基础标准低，其敷设造价较小；树脂是该类排水管主要材料，抗蚀性能极高，可以运送的污水种类极多；而且其抵抗严寒酷暑的性能强，在-30到80℃的环境下能长时间正常施工；保温能力好，不易导热，不易导电，可应用在电缆和通信线路复杂的地区；玻璃钢夹砂排水管内侧平滑，摩擦性能弱，可以有效降低流经管道时的压力损失，节省泵送能源，减少长时间使用的成本投入；抵抗摩擦性能好，使用年限较长，通常超过50年；单节玻璃钢夹砂排水管最长可达12m，相同长度的水泥管将比其多三分之二的接头，连接的形式为承插，工艺简单，减少吊装投入，提升装配速度，缩短工期。

即使玻璃钢夹砂排水管相较于混凝土排水管柔性更好，但依然是刚性管道，路基出现不均匀下沉现象时其荷载为接口位置。封闭承插是其一般选用的连接形式，荷载过度时管道将出现缝隙，造成管道四周回填物质内渗，堵住排水管，排水管内部堵塞现象越来越严重，甚至造成路基塌陷，上述原因对玻璃钢夹砂排水管的大范围推广造成阻碍。但其高抗蚀、受温差影响小等优点，仍活跃在排水施工中。

比较两者，HDPE排水管成本较小，应用范围大，但由于其属于柔性材质，有时不能完全替代刚性材质排水管。由于玻璃钢夹砂排水管的性能（强度以及重量等）优于混凝土排水管，低于塑料排水管，用于某些特定地方或特定技术的排水施工中，如穿过河道和铁路以及城市繁华地段排水主干道等。

三、结论

结合上面论述，城市内部建设道路排水系统时应选择合适的排水管，将为工程质量、施工工期以及成本控制提供保障。HDPE材质排水管成本投入小，适用地基范围广，因此以后城市建设中道路排水系统尤其是软土型地基，应将HDPE排水管作为首选，特定地方或特定技术中可结合玻璃钢夹砂排水管完成施工。

参考文献

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