新型排水管道在市政工程中的应用探讨

宋新刚

【摘要】塑料类排水管道作为新型管材在水力特性、密封性、环保、使用寿命、耐腐蚀、施工和安装方面表现出比传统混凝土管更加优良的特性，因此越来越受到用户的重视。在实际使用中会遇到类似覆土较浅等问题，只要合理的处理，就能更好的发挥塑料管道的优良性能。

【关键字】管土共同作用；密封性；加固处理

随着政府对市政基础设施的重视程度不断加大，同时投资力度也随之增加，对市政基础设施质量的要求也是越来越高。在这种新的形势下，作为市政重要配套设施的地下排水管道也发生着很大的变化，各种排水管道品种不断丰富，产量不断增加，质量不断提高。

在国外，塑料排水管代替传统材料管道已成大势。根据中国国情，新型塑料排水管已经从经济发达地区逐步推广应用开来。在此，结合工程中遇到的一些问题做一些探讨，以求在以后的工程中能更好的利用塑料排水管道。

一、塑料类排水管道利用的前景

1、“污水资源化”对城市排水、雨水管网提出了更高的要求

节水治污，保护环境，是我国社会经济发展的战略性问题，塑料排水管道在埋地排水领域有着前所未有的发展前景。由于国家高度重视水资源开发利用，大力应对严重缺水和水污染，给塑料排水的应用带来很好的机遇，具体表现在：

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，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。据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、陶制管以及用砖石砌成的暗渠。目前大部分已多年失修，管道腐烂、接头渗漏极为严重，管道破损、塌陷、堵塞时有发生。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

对雨水收集利用的重视程度不断增加，排水管的需求也将不断增加。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，尤其是对于北方缺水城市而言，将可有效缓解其严重的缺水问题。

二、塑料管道的优缺点

针对塑料类柔性管道的优缺点可以跟传统刚性排水管道（混凝土管、陶制管）在以下几方面进行比较：

（1）强度和刚度

从管材本身数据上看，塑料排水管不及混凝土管，特别是钢筋混凝土管，但塑料管属于柔性管，在受外压负荷时，柔性管与刚性管的承受负载的机理完全不同：柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形，同样外压负载下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，管土共同作用。因此，塑料埋地排水管在合理的刚度下，完全可以达到使用要求，这一点已被国外几十年的应用实践所证实。

（2）水力特性

在水力特性方面，塑料管由于内壁光滑，输送液体时摩阻明显小于混凝土管。塑料管的内壁粗糙率为0.010，而混凝土管为0.013，因此在相同使用条件下，塑料管的输水量可比混凝土管提高30%。实践证明，在同样的坡度下，可采用直径小一级的塑料排水管就可以达到要求的流量。

（3）接口的密封性

在管材接口密封性方面，塑料管的连接比较可靠。而混凝土排水管在保证密封性方面是比较困难的，国内大多数使用的平口和企口混凝土排水管在连接处只抹一圈混凝土，因其是刚性的连接，管道稍有不均匀沉降，连接处就可能被破坏，进而形成渗漏；承插口式钢筋混凝土管接口可采用橡胶圈，可有效解决接口密封问题，但其管节短、接口数量较多，也存在一定的渗漏问题。

（4）耐腐蚀性、使用寿命

在耐腐蚀性、使用寿命方面，塑料管的优点最为突出。埋地排水管输送的污水和雨水具有腐蚀性（污水中会混有部分企业未达标排放的工业污水，雨水流过地面时常常溶入腐蚀性物质），一般情况下具有一定酸性，特别是生产污水，如工业排水更是具有强腐蚀性，塑料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管，也明显优于混凝土管。在石家庄高新技术开发区的下游排水管道的改造时可以看出，原有的混凝土管经过短短几年时间的使用就几乎被完全腐蚀，局部管道壁已经穿孔。

（5）铺设与安装

在管道铺设与安装方面，塑料埋地排水管的优点也非常突出：重量轻、长度大、接头少，对于管沟和基础的要求低，连接方便，施工快捷。采用刚性接口混凝土管的基础和连接处需要进行养护，采用柔性接口混凝土管的基础在接口处（承插口处、外径较大）需要人工处理，在施工场地小或者是要求工期紧时使用塑料埋地排水管的優势更明显。

（6）综合经济性

在综合经济性方面，塑料埋地排水管的优势正在被越来越多的用户所认识。虽然塑料埋地排水管的价格比混凝土管高，但是国内外的实践经验证明，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与混凝土排水管相当或略低一些。

三、塑料管道使用中发现的问题及对策

塑料排水管道属于柔性管，在施工应用方面与传统的混凝土刚性管道有很大的不同，设计与施工中必须对塑料管的这些特点做有针对性的处理。

1、管道基础的处理

管道上方受力通过管道传至管道基础，管底与基础相接的腋角范围是最不容易回填密实的区域，该区域也是管道传力的最重要部分，因此管底腋角必须用粗砂或中砂填实，紧紧包住管底的2α角部位，形成有效的支承，这有利于减小管道的竖向形变。

2、管道两侧回填土的处理

沟槽回填柔性管是按管土共同工作来承受荷载，沟槽回填材料和回填的密实程度对管道的变形和承载能力有很大影响。回填土的变形模量越大，压实程度越高，则管道的变形越小，承载能力越大，设计施工应根据具体条件慎重考虑。沟槽回填除应遵照管道工程的一般规定外，还必须根据塑料管的特点采取相应的必要的措施，管道安装完毕应立即回填。从管底到管顶以上0.5m范围内的回填材料必须严格控制。可采用碎石屑、砂砾、中砂粗砂或开挖出的良质土。管道位于车行道下，且铺设后即修筑路面时，应考虑沟槽回填沉降对路面结构的影响，管底至管顶0.5m范围内须用中、粗砂或石屑分层回填夯实。3、管道埋深较浅时的处理

由于市政道路下管线情况比较复杂，以及市政规划与城市建设方面存在差距，在新建和改建管道时不可避免的出现管道埋深较浅的情况，尤其是对于平原地区，下游管道不深，造成上游管道埋深浅。针对这种情况，根据实际工程中遇到的案例，总结出一下三种处理方法：

（1）当管顶距路槽底距离为50-70cm时，应对塑料管进行加固处理，在路槽底处，管外壁各100cm范围内铺玻璃纤维土工格栅。

（2）当管顶距路槽底距离为15-50cm时，应改用钢筋混凝土管或者对塑料管进行加固处理。加固方法为在路槽底处，管外壁各50cm范围内铺钢筋网，管外壁各100cm范围内铺玻璃纤维土工格栅。

（3）当管顶距路槽底距离小于15cm时，应改用钢筋混凝土管，对管道做混凝土满包处理，同时管顶处设钢筋网加固。

随着塑料管道的应用范围不断扩大，在实践中不断总结工程中发现的问题和处理方法，就能更好的利用这种新型管材为城市建设服务。

参考文献：

[1]聚氯乙烯塑料管应用于排水管道的研究，天津市政工程研究院，1994年12月