浅析市政排水新型管材应用及发展趋势

孙红梅

中图分类号：TE685

摘 要:市政排水工程是城市建设的一项重要基础工程。排水材料应用关系到国家城市建设水平。本文介绍几种市政排水塑料材料包括衬装法、架空法等施工技术及塑料管材未来应用发展趋势进行一些探讨,以供业内参考。

关键词:市政排水管道;新工艺; 质量控制

市政排水设施是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市正常运转的必要条件，城市排水设计水平的高低是一个城市现代文明的重要标志。近年来，我国加大对市政基础设施建设的投入，市政工程管网建设得到前所未有的重视。同时，各种排水管道品种不断丰富，管材的使用尤其是新型管材的使用上产量不断增加，质量不断提高。本文就市政工程中排水管道的常用的塑料材料施工新工艺应用及未来发展趋势做一浅析。

一、市政工程常用管材介绍

市政工程用管道，根据管道材质不同可分为钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管（包括钢塑复合管）四大类。近十几年来，随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善，使塑料管在市政管道工程中占据了相当重要的地位。与传统管材相比,塑料管具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、节约能源、安装简便迅速、造价较低等显著优势,因此在市政排水中的应用日益广泛。

二、市政排水塑料管道新工艺

传统塑料管道施工方法有明开槽、支撑槽、顶管等, 20世纪90年代以来几种非开挖施工方法—衬装法、拉管法、架空法等在国内的应用逐渐推广。

1、衬装法更新旧管道

衬装法:根据城市旧管网的实际情况,沿原有管道每隔一定距离挖掘一个工作坑,将旧管道分割成几段,并对其内表面进行清扫,然后将聚乙烯管衬入其中,即可完成更新。塑料管道衬装主要有三种方式:滑入衬装、贴合管衬装、短管衬装。

① 滑入衬装:即直接把连接好的塑料管道拉进旧管道中。此种衬装方式较好,在世界上应用非常广泛。一般规定滑入内衬管的外径与旧管内径之间须留有旧管内径10%的间隙,以便安装内衬管时不致使塑料管道受伤。虽然塑料管道的管径较原管道管径小,但塑料管道的管壁光滑,且不随使用时间变化,其优越的流通性能仍能维持原管道的流通能力。施工中每一插入段的长度取决于施工条件、管道走向、管径等因素,一般为300～700m,采用卷扬机牵引。但要控制一个指标,即插入管的牵引力所形成的拉伸应力不得大于材料屈服拉伸强度的50%。

② 贴合管衬装:先把塑料管挤缩使其直径变小(成凹形),拉进旧管以后通入蒸汽使其恢复原来的形状和直径,紧贴在旧管壁上。也可以反转薄管贴衬入原管中。

③ 短管衬装:将一连串单独的塑料管短管插入已存在的旧管道之中,这种衬装方法工作坑更小,进一步降低了交通堵塞的影响。另外,在整个衬装过程中排污系统仍能正常运行,不需防水处理,可节省挖沟的时间和费用。

施工要点包括:安装前清理内衬管;安装滑轮和打包机;拉入内衬,空压机吹胀软管;加热衬里固化;拆除滑轮和打包机;密闭性试验。

此种方法的优点:不开槽,施工工期短,对环境、交通影响小;管道内贴衬减小了管道的摩阻,增加了净流量。此种方法的不足:内衬管接头部位的处理较困难,要做好密闭;温度的控制、时间的控制要精确。

2、 拉管法敷设新管道

拉管法:先钻孔注入泥浆,然后将塑料管拉入孔中,吸出泥浆即可完成。此法工作坑很小,几乎对交通不产生任何影响。

钻孔的施工大部分在地下进行,其施工过程无法观察,成孔后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成孔之前。施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查地质,对钻孔在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案,以便有效地控制施工质量。

在钻孔的同时将挖出的土搅拌成泥浆再注入到钻好的孔中,以支撑土中的压力,就如同做成泥浆“管”一样,然后再将塑料管道拉入泥浆管中,用泥浆泵将泥浆吸出。

此法与滑入衬装的原理基本相同即直接把连接好的聚乙烯管道拉进已经做好的泥浆“管”中。一般只应用于小管径(管径<800mm)。

3、架空法临时切改旧管网

架空法:在需要开槽施工的地段,将原管道切断,用新的塑料管跨越沟槽。此法属临时性切改,待完工后再恢复旧管网。

在上海市一号线地铁的排水切改工程中,如采用改变管道流向的施工方法则需重新敷设管道并修建一座雨水泵站,工程量浩大,共需投入资金1000万元。最终采用架空法施工,总共架空雨水、污水管道6处,管径为300～1200mm,管道架空在明开地铁沟槽中,跨距达30m。为了能够达到工程的要求,在选管材时作了调研,经比选后确定采用玻璃钢夹砂管(RPM)。

此种方法的优点:节约了大量的资金,该工程可节约资金900多万元;工期短,保证了地铁建设的质量;解决了地铁施工排水的问题。

在地铁箱涵施工的一年时间里,对这6处架空管进行了跟踪研究,发现了如下问题:(1)在长期的架空中玻璃钢夹砂管和钢架会产生挠度,需及时发现、及时解决,否则玻璃钢夹砂管可能会产生裂口,从而发生漏水事故;(2)玻璃钢夹砂管与检查井接口处的处理较困难,易漏水;(3)注意随时清管以防止杂物堵塞造成管中水压过高而漏水。

5.市政排水塑料管材应用趋势

由于我国近年来加大对市政基础设施建设投入，市政工程管网建设得到前所未有的重视。市政排水塑料管材应用有广阔的发展前景。

1、“污水资源化”对城市排水、雨水管网提出了更高的要求。国家投入巨资对城市污水进行综合治理，如果排水管道使用寿命短，渗漏严重，造成地下水和环境的污染，不但是对国家资源浪费，而且将祸及子孙后代。 根据有关资料显示，国内多个城市供水管网漏损现象非常严重。排水管网过去更是重视不够，所采用的管道（如混凝土管、陶制管等）95%%以上是用传统材料制作，管道施工工艺和施工质量比供水管低得多，管道破损和接头渗漏情况尤为严重。地下水源90%%以上受到生活污水管道渗漏出的污水所污染，因而开发和优先使用无渗漏、使用寿命长的排水管道已成当务之急。

2、市政排水管道更新改造也是很有潜力的市场。过去，由于我国的环保意识不强，对城市排污管道建设投资不重视。尤其是排水管网的渗漏和修复对城市环境和城市地下水的污染极为严重。另一方面，由于过去城市排水管网设计的口径普遍较小，相对于日益增多的城市人口和城市不断扩大，显然不能满足排水要求。目前，各级政府已经高度重视，要求对落后的城市排水管道进行更新改造。

3、雨水收集管网建设及海水淡化利用，对排水管的需求将不断增加。发达国家在街道、公路、高速公路埋设雨水收集管道，对雨水进行收集处理非常普遍。我国水资源严重缺乏，对雨水进行收集处理利用，在沿海缺水城市对海水进行淡化利用，将有可效缓解其严重的缺水问题。

另一方面，随着我国石化工业的发展，为塑料管的生产提供充足的原料，管材制造设备和生产技术、设计和施工技术等方面不断发展和成熟，在市政工程中塑料管应用趋势将呈现以下几个特点：

1、往柔性接口型式发展。用平口管安装成管道，用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢，随着社会的发展，它必将被淘汰。未来发展趋势是使用柔性结合的承接口式排水管。

2、大口径、多品种化发展趋势。自离心工艺的最大管径2000mm企口管诞生后，目前可生产到2800mm.生产3000mmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能，未来越来越多的直径在2000mm以上排水管将都将被采用。

3、低压力排水管发展趋势。带低压运行的排水管不仅是设计需要，而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产，综合成本可以与排水管同比接近。

4、绿色混凝土管发展趋势。在排水管的混凝土中可以应用很多有利于环保的工业废料，从而促进绿色混凝土在排水管材中的应用。

5、高耐久性方向发展趋势。我国使用排水管时间不长，在其设计寿命的验证方面尚缺少数据，但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道，普通生活污水管也存在耐腐蚀问题，而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土胶凝材料的观念，通过掺合料来改变混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的。这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。

随着城市化进程的加快，城市人口急剧增加，排水新型管材应用将迎来广泛发展趋势。

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