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传统的排水管材由于其本身固有的一些缺点，已经难以适应城市快速发展的需要。因此，就其中比较典型的几种管材（如HDPE双壁波纹管、HDPE中空壁缠绕管、金属内增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管以及玻璃钢夹砂管）从技术、经济角度进行综合比较，以便今后设计在管材选择方面参考。

　　新型管材综述

　　市政排水管网较一般排水管网来说管径相对较大，（一般都在DN400以上），市场上出现的大口径新型管材根据材质的不同，大致可以分为以树脂为基体玻璃纤维为增强料的玻璃钢管，以HDPE（高密度聚乙烯）为原料的HDPE管以及以UPVC（聚氯乙稀）为原料UPVC 管。目前国内生产的UPVC排水管管径绝大部分在 DN600以下，比较适合在小区等排水管管径不大的地区使用，而不适合在市政排水管网（相对管径较大）上使用，故本文不对该型管材进行论述比较。

　　玻璃钢纤维缠绕增强热固性树脂管，简称玻璃钢管，是一种新型的复合管材，它主要以玻璃纤维作为增强材料，以树脂为基体制成，以其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点，广泛的应用于化工企业腐蚀性介质输送以及城市给排水工程等诸多领域。

　　HDPE管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材，由于管道规格不同，管壁结构也有差别。根据管壁结构的不同，HDPE管可分为双壁波纹管和缠绕增强管两种类型。目前在生产工艺和使用技术上已经十分成熟，在欧美等发达国家已经得到了极大的推广和应用。

　　1）HDPE双壁波纹管。双壁波纹管是由HDPE同时挤出的波纹外壁和一层光滑内壁一次熔结挤压成型的，管壁截面为双层结构，其内壁光滑平整，外壁为等矩排列的具有梯形中空结构的管材。具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，重量轻、耐冲击性强、不易破损等特点，且运输安装方便。管道主要采用橡胶圈承插连接（也可采用热缩带连接）。但受到生产工艺限制，目前国内能生产的最大口径也只有DN1500，使得其推广受到一定的限制。

　　2）HDPE中空壁缠绕管。它是一种以HDPE为原料生产矩形管坯，经缠绕焊接成型的一种管材。由于其独特的成型工艺，可生产口径达3000mm的大口径管材，这是其他生产工艺难以完成甚至于无法完成的。此种管材与双壁波纹管在性能上基本一致，管道连接主要采用热熔带连接方式，连接成本较双壁波纹管略高；另外，该管的一个主要缺点是在同样直径和达到同样环刚度下，一般要比直接挤出的双壁波纹管耗费更多的原材料，因此，其生产成本较高。

　　3）金属内增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管。它是以聚乙烯为主要原料，经过特殊的挤出缠绕成型工艺加工而成的结构壁管，产品由内层为PE层、中间层为经涂塑处理的金属钢带层、外层为PE层的三层特殊结构构成。经涂塑处理的钢带与内、外聚乙烯层在熔融状态下复合，使其有机的融为一体，即提高了管材的强度，又解决了钢带外露易腐蚀的问题。管径从DN700～DN2000。其连接方式主要有：焊接连接、卡箍连接和热收缩套接（适用于DN1200以下）。该管的最大优势在于可以达到其他塑料管材不能达到的环刚度（可达16kN/m2），同时造价相对低廉。

　　另外，由于新型管材内壁光滑，输水能力较高，比较中钢筋混凝土管管径按比新型管材管径大一级考虑部分管材的综合造价已经接近钢筋混凝土管造价，但新型管材的抗沉降性能、轻便性以及施工快速等优点是钢筋混凝土管无法比拟的，特别适合在象天津市这种具有软弱地层以及地下水位高等不利施工条件的地区。

HDPE管的性能特点

　　HDPE管具有优异的化学稳定性，优良的耐候性，并具有良好的综合机械性能，其主要特点有：

　　1）抗压能力强。HDPE管外壁呈环形波纹状结构，大大增强了管材的环行刚度，从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。

　　2）摩阻系数小，通过能力强。HDPE管的内壁摩阻系数为0.009，而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此，HDPE管比同口径的其他管材可通过更大的流量。换言之，同流量情况下，可采用口径较小的HDPE管。

　　3）施工便捷。由于HDPE管重量轻，搬运和连接都很方便，因而施工速度快。在工期紧和施工条件差的情况下，其优势更加明显。

　　4）化学稳定性佳，使用寿命长。HDPE分子没有极性，所以化学稳定性好，一般使用环境的土壤、电力、酸碱等因素不会使管道损坏。在埋地情况下，HDPE管使用年限可达50年以上。

　　5）适当的挠曲度。HDPE管属柔性管材，可抵御一定程度的地基不均匀沉降，管道接口严密，无渗漏。

　　6）顺应时代要求，绿色环保。该管材符合国家环保要求，无污染，无毒害，且可重复回收利用。

　　3管道设计关键——环刚度选择

　　环刚度是塑料埋地排水管（新型管材均可认为是塑料排水管）抗外压负载能力的综合参数，为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作，环刚度的选择是设计中的关键之一。

　　结合以往施工及设计经验，我们建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。

　　直径在500毫米以下塑料埋地排水管：一般要选择环刚度8KN/m2的，只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4KN/m2的。

　　直径在500-1200毫米的塑料埋地排水管：尽量选择环刚度8KN/m2的，如果选择环刚度8KN/m2以下的要经过结构设计计算（变形验算，压屈失稳计算）并严格控制铺设施工的质量（管道基础、回填材料、分层夯实等）。

　　直径800毫米以上的塑料埋地排水管：重要工程推荐使用环刚度较高（环刚度8KN/m2、以上的）的金属增强复合缠绕管和玻璃钢夹砂管。如果使用环刚度较低（环刚度8KN/m2以下）的热塑性塑料管，务必要经过结构设计计算（变形验算，压屈失稳计算）并严格控制铺设施工的质量（管道基础、回填材料、分层夯实等）。

　　同时，施工必须确保回填质量，回填土密实应符合下列规定：主管区的回填土密实度不应小于95%（按轻型击实标准，下同）；管道宽度以外次管区的回填土密实不应小于90%。

　　4小结

综上所述，HDPE管是一种新型管材，其各方面指标都优于现在常用的传统排水管材，代表了未来排水管材的发展方向，只要设计合理，新型管材运用在市政排水管网中是有一定优势的。当然，新事物的出现也需要一个逐步认识的过程，相信这一过程不会太久。随着科技水平的提高，新型管材的成本将进一步降低，全面替代传统管材将指日可待。

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