新型排水管材应用研究


新型排水管材应用研究?

  【解答】摘要:用于排水的新型管材主要是塑料管材,其主要品种包括:聚氯乙烯管(PVC-U)、聚氯乙烯双壁波纹管、玻璃钢夹砂管(RPMP)、塑料螺旋缠绕管(HDPE)、聚氯乙烯径向加筋管等。HDPE管由于其特殊的结构与性能,较小的投资,在排水管领域内倍受青睐。因此对新型排水管材的研究以HDPE管为主。

  关键词:HDPE新型管材缠绕管结构

  一、概况

  根据建设部《关于发布化学建材技术与产品的公告》精神,应用于排水的新型管材主要是塑料管材,其主要品种包括:聚氯乙烯管(PVC-U)、聚氯乙烯芯层发泡管(PVC-U)、聚氯乙烯双壁波纹管(PVC-U)、玻璃钢夹砂管(RPMP)、塑料螺旋缠绕管(HDPE.PVC-U)、聚氯乙烯径向加筋管(PVC-U)等。HDPE管由于其特殊的结构与性能,较小的投资,在排水管领域内倍受青睐。因此对新型排水管材的研究以HDPE管为主。

  研究的主要内容包括:新型排水管材的内容及分类;物理力学指标;工程应用研究;施工安装、使用与维护管理等。期间进行了资料收集、工艺应用计算及研究、学习参观考察、产品理化性能测试、施工安装、使用与维护管理等研究工作,而且经过努力,顺利地将HDPE管、PVC-U等新型排水管材进行了工程的推广应用,取得了较好的效果,为在q市推广使用新型排水管材开了个好头,赢得了良好的社会效益和环境效益。

  二、项目的目的、意义及内容

  1.项目的目的、意义

  目前,国内排水管材大多数采用钢筋混凝土管,钢筋混凝土管作为排水管使用存在着许多弊端:

  (1)理化性能不稳定,使用寿命短;

  (2)综合经济指标高;

  (3)其生产不符合节能环保政策。

  因此,淘汰混凝土管,推广使用塑料管材作为其更新换代产品更加具有重要的意义。高密度聚乙烯中空壁缠绕管(简称HDPE)作为塑料管材中的佼佼者由于其特殊的结构与性能,较小的设备投资,在排水管领域内越来越受到青睐。

  目前随着全国各地城市基础建设投资力度的不断加大,新型管道生产企业的不断涌现以及生产能力的不断扩大,必然会在全国掀起“管道革命”的热潮。建设部即将出台政策法规,在全国范围内禁止使用水泥管作为排水、排污管道。因此市场对复合管材的需求将急剧增大。

  q市的经济发展水平一直居于省的龙头地位。城市基础建设投资的力度呈加速态势。这为q市的城市建设水平以及新型建材的开发、推广、使用水平提出了更高的要求。因此,开发新型排水管材并尽快地进行推广使用,提高技术及经济性指标,满足可持续发展方针的需要,早日为q乃至全国的城市建设发挥其应有的作用,具有非常重要的意义。

  2.研究内容

  (1)新型排水管材的内容及分类

  (2)物理力学指标

  (3)工程应用研究

  (4)施工安装、使用与维护管理

  三、国内外发展现状

  上海市早在1998年以沪建材98第0511号文规定:淘汰水泥管(混凝土管),推广使用塑料管。北京市为迎接2008年奥运会,正准备淘汰水泥排水管,并计划在“十五”期间总投资2800亿元用于市政建设,其中800亿用于市政排水管网建设及污水处理。西方发达国家早在上个世纪八十年代已开发出了替代产品-塑料管材,并极力推广使用。HDPE由于其特殊的中空壁结构,使得管材比重减轻,环刚度增强,而且设备投资也较小,因此在排水管领域内越来越受到青睐。特别是在德国、韩国和日本,大口径排水管中,HDPE缠绕管的使用率分别为60%,75%和90%.韩国政府今年又拨款一兆四千亿韩元,用于HDPE中空壁缠绕管替换水泥管的工程。因此,本课题以HDPE中空壁缠绕管作为研究重点。

  四、主要内容

  (1)排水管材的分类

  市政工程用排水管按其管材特性可分为刚性管和柔性管(塑料管)两大类。

  刚性管包括铸铁管、混凝土管、陶制管等,均为传统材料制作的管道,优点是刚性好,环刚度较高,但防腐性能差,用作排污管道需做特殊防腐处理,使用寿命一般为10~20年不等。最大的缺点是易破碎(铸铁管除外),渗漏严重,易造成二次污染。

  塑料排水管按其管壁结构可分为实壁塑料管和结构塑料管两大类。实壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃钢夹砂管和PE管,结构壁管分为单/双壁波纹管、加筋管和缠绕管三大类。

  (2)物理力学指标

  管材特性:

  (1)结构独特,强度高,抗压耐冲击

  (2)内壁平滑,摩阻低,过流量大

  (3)耐腐蚀,无毒无污染,环保性突出

  (4)连接方便,接头密封好,无渗漏

  (5)重量轻,施工快捷,降低费用

  (6)埋地使用寿命达五十年以上

  (3)工程应用研究

  用途:

  HDPE中空壁缠绕管的主要用途可包括:

  (1)水利工程、自来水工程输水

  (2)市政工程雨水、污水排放

  (3)工业废水排放、小区排水

  (4)盐业输卤、渔业输水

  (5)矿井、建筑物内通风系统

  (6)电线、电缆护套

  我们研究的重点主要是用于市政工程的雨污水排水管。

  工程推广与应用

  研究伊始,我们便致力于开展HDPE中空壁缠绕管的工程推广与应用的工作,作了大量的调查研究和推广论证工作。一年多来,经过主管部门、业主、设计院和生产厂家的共同努力,我们顺利地将HDPE管、PVC-U等新型排水管材进行了工程的推广应用,在h湾改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管;在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC-U管,都取得了较好的效果,为在q市推广使用新型排水管材开了个好头,赢得了良好的社会效益和环境效益。

  (4)施工安装、使用与维护管理

  由于HDPE管材本身的特性,以及推广初始阶段不为大多数人所了解,HDPE排水管在施工安装、使用与维护管理的许多方面都与传统管材有较大出入,带来了许多新的问题,同时也给人们对HDPE管材的接受和使用带来了心理疑虑和障碍,主要包括:

  1.管道之间的连接,即接口形式;

  2.管道与检查井的连接;

  3.沟槽开挖与基础处理;

  4.回填与管道抗浮;

  5.管材环刚度的确定与选用;

  6.相关标准与技术规程的不尽完善,等等。

  根据我们对HDPE管的研究以及在推广使用过程中的总结,针对以上各方面内容,特提出以下几点:

  1.管道之间的接口形式建议使用密封胶圈柔性接口,不推荐使用热缩套连接。

  2.由于材料的收缩率不同,HDPE管道与砖混检查井的连接处易导致渗漏,建议采用防水翼环,防水翼环可与不同管径的HDPE短管连接好后,直接用水泥砂浆浇注成砌块,在砌检查井时可根据流水底高,直接砌入,省时省力。从远期考虑,应注重塑料预制检查井的应用研究与推广。

  3.在地下水位较高、流沙等不良地基处施工,应开挖一段、施工一段并迅速回填,注意防止管道的上浮、偏移与下窝,一旦发生,必须返工。

  4.目前管道的规格一般仅有4KN/M2、8KN/M2两种,规格系列不够丰富,应进一步细分,以节省成本,提高管材的价格竞争力。

  5.应尽快出台相关的国家标准与技术规程,以利推广。

  五、原材料及环境保护

  高密度聚乙烯中空壁缠绕管的主要原料是PE(聚乙烯),原料可以全部国产化。

  本项目在生产中无废水、废气、烟尘排放,无振动,车间内噪音在80dB以下,厂房外噪音60dB以下,不对环境造成污染。

  六、市场预测

  城市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。

  与发达国家甚至国内先进城市相比,q市的城市排水设施水平较为落后,主要体现在管材的使用上。虽然q市的排水体制是雨污分流制,但在管材的使用尤其是新型管材的使用上,却非常保守。近年来虽然q市排水基础建设项目较多,但所应用的管材却仍多为陶瓷管、混凝土管,鲜见新型管材的工程应用。这与q市飞速发展的经济状况是极不相称的。因此,应借鉴国内外先进城市的做法,逐步淘汰水泥管(混凝土管),大力推广使用新型管材。

  根据《国家化学建材产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》:塑料管的推广应用主要以UPVC和PE塑料管为主,并大力发展其它新型塑料管。2005年,在全国新建、改建、扩建工程中,建筑排水管道70%采用塑料管,建筑给水和热水供应管道60%采用塑料管,电线护套管80%采用塑料管,建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道(DN400mm以下)50%采用塑料管,村镇供水管道70%采用塑料管,城市排水管道30%采用塑料管,城市燃气管道(中低压管)20%采用塑料管。

  根据《q市市政建设“十五”计划及2010年发展规划》:“十五”期间,q市新、翻建市区雨、污水管道的投资为3.1亿元;2006~2010年,将新建、翻建雨、污水管网约100km,投资为6.07亿元。另外随着全国城市排水建设、污水处理及中水回用等投资力度的不断加大,q市本地以及全国市场对新型排水管材的需求将急剧增大,市场前景极为广阔。

  以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。

本文来自大风号,仅代表大风号自媒体观点。

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