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HDPE雙壁波紋管 在市政排水工程中的應用優勢

來源:http://www.x5o.net/news11669.html   發布時間:2018/8/17 10:21:00

HDPE雙壁波紋管 在市政排水工程中的應用優勢

1996 年首次全 國城市市政公用設施普查,運行的城市排污管網總長度 119738.65 公裡,其中有 70%以上的是上世紀八十年代以前鋪設的。其主要材質是混凝土管、鑄鐵管、陶土管以及用磚石砌成的暗渠,目前大多己年久失修,管道腐爛、接頭滲漏極為嚴重,管道破損、塌陷、堵塞時有發生。據統計,我 國 90%以上的城市水環境惡化,95 %以上 的城市地下水不符合水質标準 ,排污管道的滲漏是最大的污染源之~。2004 年建設部發表公告明确要求在市政工程公用 管網中給水和排水領域推廣使用塑料管材,上海市有關部門率先于 1998年作出了 “推廣市政埋地排水塑料管,淘汰水泥排水管”的規定,廣州市 2003 年 6 月 1 日起在全市污水管
網工程中推廣使用塑料管材。現在,HDPE 雙壁波紋管等塑料管材被廣泛用于市政排水工程中。
1 H D PE 雙壁波紋管的優勢
HDPE 雙壁波紋管是 以 HDPE 為主要原料加入必要的添加劑,經擠出成型方式加工而成的具有波紋結構的管材,内壁光滑,外壁波紋,内外壁是中空且緊密熔接的環狀結構。它的剛性大,耐壓強度高于同等規格之普通光身塑料管;重量是同規格普通塑料管的一半,便于施工,波紋結構能加強管道對土壤負荷抵抗力,便于連續敷設在凹凸不平 的地面上;工程造價比普通塑料管降低1/3;接口密封性、耐腐性、絕緣性、内壁光滑、使用壽命均比普通塑料管優越 。
2 HD PE 雙壁波紋管的優良特性
現市政排水工程現普遍使用的是鋼筋混凝土管 (剛性管)和 HDPE 雙壁波紋管 (柔性管)下面從這兩大類管進行對比分析 。
2.1技術性能比較
2.1.1 強度和剛度
受外壓負荷時,柔性管在受壓破壞之前有較大的變形,而剛性管則不明顯。鋼筋混凝土管屬于剛性管,通常被視為一個獨立的承力結構,強度上須承受全部的内、外力;同樣外壓負荷下,HDPE 雙壁波紋管柔性管管壁内的應力較小,它和周圍的回填土共同承受負載,即管道與回填土之間由于力的相互傳遞,以及變形的互相協調,使二者結合成一個高度有機的整體結構,但必須保證同填土的密實度大于 85%。因此,埋地HDPE 雙壁波紋管不需要和鋼筋混凝土管一樣的強度和剛度,在合理的剛度下,完全可以達到使用要求 。此外由于HDPE 雙壁波紋管具有柔韌性,當發生地震等突發性的地質災害時,也能将管道的破壞損失降為最小,提高了市政排水管道抗震、減災的能力 。
2.1.2 水力特性比
在水力特性比方面,HDPE 雙壁波紋管内壁光滑,輸送液體時摩阻力小于混凝土管。HDPE 雙壁波紋管的内壁曼 甯系數為 n=O+009  1.01,而鋼筋混凝 土管 n=O.013"---0.014,在相同使用條件下,HDPE 雙壁波紋管的水量比鋼筋混凝土管提高 15%~ 30%。HDPE 雙壁波紋管與鋼筋混凝土管的流量對比見表 1。

 

2.1.3接 口的密封性
HDPE 雙壁波紋管部分采用橡膠密封圈承插或熱熔焊接方式連接,接頭的強度高于管道本體的強度,可确保污水不外漏 ,并可适應地基不均勻沉降。而鋼筋混凝土管的接口形式剛性連接,管道稍有位移 (如土壤不均勻沉降) ,連接處就可能被破壞,而形成滲漏。同時HDPE雙壁波紋管每根管長可達 l0 米以上,接口少,發生滲漏的機率也少。
2.1.4使用壽命和耐腐蝕性
市政排水管道輸送的是雨水和污水,雨水在流經路面時常常或成酸性或堿性,生産污水往往是具有強腐蝕性的工業排水,這樣就要求排水管材必須有一定的耐腐蝕性。HDPE雙壁波紋管是以惰性高密度聚乙烯制成,除少數強氧化劑外,可耐多種化學介質的侵蝕,土壤中存在 的化學物質不會對管道造成任何降解作用;聚乙烯 是電的絕緣體,因此不會發生腐爛、生鏽或電化學腐蝕現象;此外,它也不會促進藻類細菌或真菌生長;同時,它還具有很好的耐磨性,在它與鋼管的耐磨性對比試驗表明,HEPE 管道的耐磨性為鋼管的 4倍。而鋼筋混凝土管屬堿性材料,必然會受到污水中酸性物質的腐蝕,從而影響其使用壽命。再者 HDPE 雙壁波紋管有良好的低溫抗沖性,因此聚乙烯的低溫脆化溫度極低,方便冬季施工,可在 一60"0 ~+60℃範圍内安全使用,國外的一些實踐證明,埋地 HDPE 雙壁波紋管的壽命,可長達 50 年。
2.1.5管道的鋪設安裝
(1)HDPE 雙壁波紋管施工流程:開挖溝槽一砂墊層(根據地質情況而定)一接 口一下管一磚砌檢查井一閉水一回填土。
(2)鋼筋混凝土管施工流程 :開挖溝槽一碎石砂墊層一支基礎模闆一搗基礎一養生一下管一穩管一接口一養生一磚砌檢查井一閉水一回填土。從上面施工流程中可看出鋼筋混凝土管比HDPE 雙壁波紋管多幾道工序,而且鋼筋混凝土管還要等到其混凝土基礎強度達到設計強度 的 70%後才能進行下道工序,這樣必然延長了施工周期,從而延緩了施工進度。
2.2 經濟分析

目前,HDPE 雙壁波紋管材料價 格 比相應的鋼 筋混凝土管高些,但在正确設計和合理施工的情況下,采用塑料埋地排水管 的工程綜合造價常常低于鋼筋混凝土管。它們的經濟性能方面的對比分析見表 2:

 

3特殊情況下施工的應用優越性
(1)頂管施工:2004 年 4 月完工的廣州市南洲路的污水管工程就是一個成功例子。工程要穿過一萬畝果園的果林保護區,全長 4.8 公裡。原方案采用直徑 3 米的鋼筋混凝土管頂管施工,要求在 2004 年 7 月完工。由于管徑太大,需要進口相應的頂管設備,這将會使工期無法保證。如果改用盾構法施工。每米單價超過 2 萬元,工程造價将會失去控制。經過專家的周密、嚴格、科學的論證後,方案改用玻璃鋼塑料管同流量下管徑可以小一級,隻需 2.5 米,仍采用頂管施工現有設備也完全能夠勝任。除工期大為提前外,每米單價控制在 1.5 萬元以内,個别最高也不超過 1_7 萬元,比使用鋼筋混凝土管大大控制了成本,總體效益理想。
(2)軟土地基施工:在管溝開挖過程中,一方面要保證溝壁 的穩定性 ,另一方面 更要保證管道基礎的穩定性,這樣才能防止地基不均勻沉降,導緻管道變形。在軟土地基中一次性開挖不宜過久,管溝暴露時間也不宜過長,否則必然會引起管溝失穩,具體表現為溝壁塌方、滑坡、移位、溝底上浮等。如果使用鋼筋混凝土管,一般有兩個方案,要麼花大力氣降水,要麼打支撐或大面積開槽施工。否則不等管道基礎做好,溝槽就坍塌了,非常危險。而 HDPE 雙壁波紋管管材輕便、基礎簡單、連接方便、施工快捷的特點,便充分占有優勢。開槽之後,槽底及槽壁比較濕軟,此時簡單處理一下槽底,趕快鋪米石及砂混合料,再用砂快速找平,将管子下到溝槽 内,穩管回填 ,和地下水搶時間,在坍塌 問題沒發生之前,就完成 了回填工作。HDPE 雙壁波紋管的施工方案,較鋼筋混凝土管來說,大大縮短了工程施工周期,降低了工程造價,同時工程質量并沒有因為工期縮短而受到影響。
4 HD PE 雙壁波紋管的應用前景
4.1排污管道市場需求量大
《國務院關于加強城市供水節水和水污染防治工作的通知》指出:2010 年所有城市的污水處理率應不低于60%(目前要達到50%),直轄市、省會城市、計劃單列市以及重點風景旅遊城市的污水處理率不低于 70%。《國家化學建材産業 “十五”計劃和 2010 年發展規劃綱要》指出:2010 年我國埋地排水管道中,塑料管的使用量要達到 30%,“十五”期間國家将投資 1200 億元左右用于城市排水建設我國城市排水管網,平均每年新增管道長度約 1萬公裡,每年新增塑排水管道 3000公裡 以上 。
4.2市政排水管道更新改造潛力大一方面,舊有市政排水管道多采用混凝土管、陶土管、鑄鐵管、磚砌方渠等,滲漏嚴重,需要更新改造;另一方面,過去城市排水管網設計的口徑普遍較小,相對 日益增長的城市人口和城市不斷擴大,徑流系數增大,顯然不能滿足排水要求需要更新改造。由此可見 ,HDPE 雙壁波紋管 以其質量輕 、施工快速、輸水能力強、抗震性好、綜合造價低、無滲漏、使用壽命長 ,将會得到各方優先開發和使用 ,市場前景十分看好。

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