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[摘要]通过对塑料埋地排水管道与传统钢筋混凝土管道的比较研究，探讨新型埋地塑料排水管道替代传统管道的技术和经济优势。
[关键词]市政排水管道 新型管材 技术 经济
中图分类号：TS97文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520078－01
城市排水工程是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染防治和城市排渍、排涝、防洪的骨干工程。在排水工程中排水管道是其重要组成部分。
一、新型塑料埋地排水管的发展概况
塑料排水管道是一种新型化学建材，具有重量轻、耐腐蚀、管壁光滑、过流能力大、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点。
塑料管道具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性。可广泛用于城市供水、城市排水、建筑给水、建筑排水、热水供应、供热采暖、农业排灌、电线、电缆套管等领域。在国外，塑料排水管道替代传统的铸铁管、钢筋混凝土排水管己是作为一种趋势[1]。
二、塑料埋地排水管道的性能要求分析
埋地排水管的用途是在重力的作用下把污水（生活污水、生产污水）或雨水等输送到污水处理厂或江河湖海中去。埋地排水管的性能要求主要是：1．强度和刚度承受埋地环境下的荷载的能力；2．水力特性输送液体的能力；3．密封性不泄漏，防止对环境污染；4．使用寿命耐腐蚀、抗磨损；5．便于铺设安装；6．综合的经济性。塑料埋地排水管在国外已经得到广泛的应用，近年来在国内也开始大量地被采用，原因就在于塑料埋地排水管在以上六项性能要求上都有明显的优越性。
（一）强度和刚度性能。在实际应用中，因为塑料埋地排水管是属于“柔性管”，在正确设计和施工下塑料埋地排水管是和周围土壤共同承受荷载的。所以塑料埋地排水管不需要达到“刚性管”混凝土排水管一样的强度和刚度，就可以保证满足埋地使用中的力学性能的要求。
（二）水力特性性能。塑料管由于内壁光滑，对于液体流动的阻力明显小于混凝土管。实践证明，在同样的坡度下，采用直径较小的塑料埋地排水管就可以达到设计要求的流量。在同样的管材直径下，采用塑料埋地排水管可以减少坡度，即可以减少施工的工作量，甚至减少中途提升泵站，节约系统长期运转费用。
（三）密封性能。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。国内绝大多数使用的平接口混凝土排水管在连接处就靠抹一圈混凝土，现场施工中很难保证不泄漏。又因为是刚性的连接管道，管道稍有移动（如常常难免的不均匀沉降），连接处就可能被破坏。接口处成企口的混凝土排水管比平接口的只是稍好一点，即使改成柔性接口的混凝土排水管，其密封性比较可靠，但是柔性仍不及塑料管。
（四）使用寿命和耐腐蚀性能。使用寿命和耐腐蚀性能是塑料管最突出的优点，其耐老化性、耐候性可达50～100年。埋地排水管输送的生活污水和雨水常常带有腐蚀性，雨水流过地面常常溶入腐蚀性物质，或成酸性或成碱性。生产污水和工业排水更是常常有强腐蚀性。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。
（五）铺设安装性能。在铺设安装施工方面，塑料管的优越性更加显著。主要有以下优点：重量轻、长度大、接头少（可以有6m，9m，12m甚至更长的一根）；对于管沟和基础的要求低（混凝土管一般需要做混凝土管道基础），连接方便，施工快捷（混凝土的连接处需要养护），在城市拥挤地区、地质恶劣地区，塑料埋地排水管的这方面优点常常更为明显。
（六）综合经济性。天津市市政工程研究院从1992年起对于PVC-U双壁波纹管应用于埋地排水管进行了系统研究，他们的结论是：“PVC-U双壁波纹管各项性能完全能满足排水管道工程的要求，PVC-U双壁波纹管排水管道的工程造价已低于或相当于钢筋混凝土管道的工程造价，而且施工速度快，周期短，工程质量易保证。”据此测算，双壁波纹管的工程造价可与混凝土平口管的造价接近，比承插口混凝土管的造价降低30～40%，施工周期还将大大缩短，经济效益显著[2]。
三、塑料埋地排水管道与传统管材经济定性比较分析
（一）基础处理对造价的影响。钢筋混凝土管采用混凝土条形基础，而塑料管采用砂垫层。在相同管径、相同埋深时，混凝土条形基础需要开挖的深度大，养护时间长，开挖沟槽的支护复杂。一般来说，混凝土条形基础较之砂垫层，总体工程造价会增加10%左右。由于钢筋混凝土管的自身质量大，管壁厚，其沟槽开挖宽度也较大，增大了土方量。
（二）主材粗糙度、过水能力及水力坡降对造价的影响。单从两种不同材料的单价来看相差较大，塑料管的单价约为钢筋混凝土管的2~5倍（管径越大，材料单价相差越多），这也是使许多工程不愿选择塑料管的主要原因。由于塑料管的内壁光滑，粗糙系数小，相同管径的过水能力比钢筋混凝土管大30～50%，因而水力坡降小。在定流量时，塑料管的管径一般可以比钢筋混凝土管小一级。例如，某管段的排水设计流量为17.32L/s，采用钢筋混凝土管，在充满度为0.45，坡度为0.003时，应采用DN300管；而若用塑料管，只需DN250就够了。因而，同流量时采用较小管径，是影响造价的一个方面[3]。
同时，塑料管可以采用较小的水力坡降，对系统而言，可大大减少开挖深度，减少了土方量，同时也降低了污水泵提升扬程，减少常年运行的能耗。这也是采用塑料管可平衡其主材价格高于钢筋混凝土管的重要原因。
（三）安装对造价的影响。钢筋混凝土管道的施工工序见下图：
由工序比较来看，钢筋混凝土管的基础处理较塑料管复杂得多。除此以外，由于钢筋混凝土管的自身重量大，场内运输及吊装需采用大型机械，而塑料管采用人工搬运即可。因钢筋混凝土管采用重型机械搬运，加之为刚性材料，其定额损耗为1%，而塑料管则为0。
四、结语
本文从技术性能、经济分析等方面将塑料埋地排水管与传统管材进行了全面比较，发现塑料埋地排水管道较传统管材有六点优越性能，从而阐述了其替代传统管材的优越性，提出市政排水管网选用新型埋地塑料排水管道可满足使用要求。
参考文献：
[1]宋序彤，我国城市供水排水产业发展分析，给水排水，2005.
[2]白萍、王峰，室外排水工程采用塑料管和钢筋混凝土管的比较，给水排水，2004.
[3]张玉川，塑料埋地排水管及其在我国的发展前景，中国塑料，2005.
[关键词]市政排水管道 新型管材 技术 经济
中图分类号：TS97文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520078－01
城市排水工程是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业，是城市水污染防治和城市排渍、排涝、防洪的骨干工程。在排水工程中排水管道是其重要组成部分。
一、新型塑料埋地排水管的发展概况
塑料排水管道是一种新型化学建材，具有重量轻、耐腐蚀、管壁光滑、过流能力大、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点。
塑料管道具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性。可广泛用于城市供水、城市排水、建筑给水、建筑排水、热水供应、供热采暖、农业排灌、电线、电缆套管等领域。在国外，塑料排水管道替代传统的铸铁管、钢筋混凝土排水管己是作为一种趋势[1]。
二、塑料埋地排水管道的性能要求分析
埋地排水管的用途是在重力的作用下把污水（生活污水、生产污水）或雨水等输送到污水处理厂或江河湖海中去。埋地排水管的性能要求主要是：1．强度和刚度承受埋地环境下的荷载的能力；2．水力特性输送液体的能力；3．密封性不泄漏，防止对环境污染；4．使用寿命耐腐蚀、抗磨损；5．便于铺设安装；6．综合的经济性。塑料埋地排水管在国外已经得到广泛的应用，近年来在国内也开始大量地被采用，原因就在于塑料埋地排水管在以上六项性能要求上都有明显的优越性。
（一）强度和刚度性能。在实际应用中，因为塑料埋地排水管是属于“柔性管”，在正确设计和施工下塑料埋地排水管是和周围土壤共同承受荷载的。所以塑料埋地排水管不需要达到“刚性管”混凝土排水管一样的强度和刚度，就可以保证满足埋地使用中的力学性能的要求。
（二）水力特性性能。塑料管由于内壁光滑，对于液体流动的阻力明显小于混凝土管。实践证明，在同样的坡度下，采用直径较小的塑料埋地排水管就可以达到设计要求的流量。在同样的管材直径下，采用塑料埋地排水管可以减少坡度，即可以减少施工的工作量，甚至减少中途提升泵站，节约系统长期运转费用。
（三）密封性能。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。国内绝大多数使用的平接口混凝土排水管在连接处就靠抹一圈混凝土，现场施工中很难保证不泄漏。又因为是刚性的连接管道，管道稍有移动（如常常难免的不均匀沉降），连接处就可能被破坏。接口处成企口的混凝土排水管比平接口的只是稍好一点，即使改成柔性接口的混凝土排水管，其密封性比较可靠，但是柔性仍不及塑料管。
（四）使用寿命和耐腐蚀性能。使用寿命和耐腐蚀性能是塑料管最突出的优点，其耐老化性、耐候性可达50～100年。埋地排水管输送的生活污水和雨水常常带有腐蚀性，雨水流过地面常常溶入腐蚀性物质，或成酸性或成碱性。生产污水和工业排水更是常常有强腐蚀性。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。
（五）铺设安装性能。在铺设安装施工方面，塑料管的优越性更加显著。主要有以下优点：重量轻、长度大、接头少（可以有6m，9m，12m甚至更长的一根）；对于管沟和基础的要求低（混凝土管一般需要做混凝土管道基础），连接方便，施工快捷（混凝土的连接处需要养护），在城市拥挤地区、地质恶劣地区，塑料埋地排水管的这方面优点常常更为明显。
（六）综合经济性。天津市市政工程研究院从1992年起对于PVC-U双壁波纹管应用于埋地排水管进行了系统研究，他们的结论是：“PVC-U双壁波纹管各项性能完全能满足排水管道工程的要求，PVC-U双壁波纹管排水管道的工程造价已低于或相当于钢筋混凝土管道的工程造价，而且施工速度快，周期短，工程质量易保证。”据此测算，双壁波纹管的工程造价可与混凝土平口管的造价接近，比承插口混凝土管的造价降低30～40%，施工周期还将大大缩短，经济效益显著[2]。
三、塑料埋地排水管道与传统管材经济定性比较分析
（一）基础处理对造价的影响。钢筋混凝土管采用混凝土条形基础，而塑料管采用砂垫层。在相同管径、相同埋深时，混凝土条形基础需要开挖的深度大，养护时间长，开挖沟槽的支护复杂。一般来说，混凝土条形基础较之砂垫层，总体工程造价会增加10%左右。由于钢筋混凝土管的自身质量大，管壁厚，其沟槽开挖宽度也较大，增大了土方量。
（二）主材粗糙度、过水能力及水力坡降对造价的影响。单从两种不同材料的单价来看相差较大，塑料管的单价约为钢筋混凝土管的2~5倍（管径越大，材料单价相差越多），这也是使许多工程不愿选择塑料管的主要原因。由于塑料管的内壁光滑，粗糙系数小，相同管径的过水能力比钢筋混凝土管大30～50%，因而水力坡降小。在定流量时，塑料管的管径一般可以比钢筋混凝土管小一级。例如，某管段的排水设计流量为17.32L/s，采用钢筋混凝土管，在充满度为0.45，坡度为0.003时，应采用DN300管；而若用塑料管，只需DN250就够了。因而，同流量时采用较小管径，是影响造价的一个方面[3]。
同时，塑料管可以采用较小的水力坡降，对系统而言，可大大减少开挖深度，减少了土方量，同时也降低了污水泵提升扬程，减少常年运行的能耗。这也是采用塑料管可平衡其主材价格高于钢筋混凝土管的重要原因。
（三）安装对造价的影响。钢筋混凝土管道的施工工序见下图：
由工序比较来看，钢筋混凝土管的基础处理较塑料管复杂得多。除此以外，由于钢筋混凝土管的自身重量大，场内运输及吊装需采用大型机械，而塑料管采用人工搬运即可。因钢筋混凝土管采用重型机械搬运，加之为刚性材料，其定额损耗为1%，而塑料管则为0。
四、结语
本文从技术性能、经济分析等方面将塑料埋地排水管与传统管材进行了全面比较，发现塑料埋地排水管道较传统管材有六点优越性能，从而阐述了其替代传统管材的优越性，提出市政排水管网选用新型埋地塑料排水管道可满足使用要求。
参考文献：
[1]宋序彤，我国城市供水排水产业发展分析，给水排水，2005.
[2]白萍、王峰，室外排水工程采用塑料管和钢筋混凝土管的比较，给水排水，2004.
[3]张玉川，塑料埋地排水管及其在我国的发展前景，中国塑料，2005.